Wszystko przez topnienie lądolodu – mówi prof. Jacek Piskozub.
Marcin Gerwin: Mamy ciekawą sytuację na północnym Atlantyku – wygląda na to, że na skutek globalnego ocieplenia robi się tam chłodniej. Czy mógłbyś wyjaśnić, dlaczego się tak dzieje?
Jacek Piskozub: Przyczyny możemy się jedynie domyślać, ale mamy głównego podejrzanego – są to zmiany w cyrkulacji oceanicznej, w ilości ciepła jaką Atlantyk przynosi z południa i oddaje atmosferze. Atlantyk ogrzewa atmosferę nad nim przede wszystkim dlatego, że na północnym Atlantyku są warunki sprzyjające do tego, aby w zimowych sztormach woda wymieszała się do głębokości kilku kilometrów, oddając atmosferze „nadmiarowe” ciepło. Obserwowane ochłodzenie powierzchni morza w tym akwenie może oznaczać, że ten proces się osłabił. Wiemy, co może być tego przyczyną.
Jeżeli szybko dodaje się do morza słodką wodę z topienia się lądolodu, wówczas odizolowuje to ciepłą wodę, która jest pod spodem. Ta woda z głębi nie będzie oddawała ciepła do atmosfery, zatem na powierzchni, czyli na północnym Atlantyku, na Islandii czy na Wyspach Brytyjskich, ochłodzi się. Paradoksalnie na skutego tego procesu wody głębinowe będą jeszcze cieplejsze, a to przyśpieszy topienie Grenlandii.
To po kolei: robi się cieplej, więc topi się lód na Grenlandii. Stopiona woda spływa do oceanu.
Tworzy to na powierzchni oceanu warstwę wody o mniejszej gęstości, dlatego, że woda ta jest słodka. Uniemożliwia to mieszanie się z nią ciepłej, słonej wody, która jest poniżej. W wyniku tego ciepła woda nie jest w stanie oddać ciepła do atmosfery.
Bo blokuje ją zimna warstwa od góry.
Tak. Efekt jest taki, że na Atlantyku pojawia się zimny obszar. Od paru lat rozumiemy też, że ciepła woda, która zostaje pod spodem, będzie jeszcze szybciej topiła Grenlandię.
Dlaczego?
Grenlandia pokryta jest lądolodem, który spływa powoli do oceanu. Lód przez miliony lat wyrzeźbił głębokie fiordy, a jego dno sięga nawet 2 czy 3 km poniżej współczesnego poziomu morza. Dzięki temu lądolód ma styczność nie tylko z powierzchniowymi wodami oceanu. Jeśli pod spodem rośnie temperatura wody, język lądolodu będzie się szybciej topił, co przyśpieszy jego spływanie i „cielenie się” [rozpad – przyp. red.] gór lodowych. I takie właśnie zmiany, polegające na nawet kilkakrotnym zwiększeniu prędkości spływania lodowców w stronę morza, obserwujemy ostatnio na Grenlandii. W jednym wypadku język lodu osiągnął prędkość 18 km na rok, czyli 2 metry na godzinę. Jak na lodowiec jest to prędkość wręcz niewiarygodna.
Dzięki tym obserwacjom od niedawna wiemy, że prędkość topienia lądolodu Grenlandii najbardziej zależy od temperatury wód głębinowych. Nawet bardziej niż od temperatury atmosfery nad lądolodem. Woda ma tak dużą pojemność cieplną, że jest w stanie przynieść większą ilość ciepła do lądolodu niż powietrze ogrzewające go z wierzchu, nawet cieplejsze o kilka stopni. Dlatego w kaloryferach w mieszkaniu mamy wodę, a nie ciepłe powietrze.
Czy te zmiany na północnym Atlantyku to nowość związana z globalnym ociepleniem?
Takie zmiany zdarzały się na Atlantyku zawsze, z tym, że w okresie lodowcowym były o wiele intensywniejsze. Takie zdarzenia, nazywanie zdarzeniami Heinricha, miały miejsce w ostatnim okresie lodowcowym. Było wówczas bardzo zimno, na tyle, że góry lodowe pochodzące z północnej Kanady, z rzeki Świętego Wawrzyńca, dochodziły aż do Hiszpanii, a na terenie Polski lądolód posuwał się naprzód. Najnowsze takie zdarzenie spowodowało ostatni kontratak lodowca na ziemiach polskich szesnaście tysięcy lat temu. To z tego okresu są moreny czołowe i pojezierza Pomorza oraz Mazur. Do niedawna mało kto sobie zdawał sprawę z tego, że to szybkie wypływanie tego lądolodu było właśnie spowodowane odcięciem ciepłej wody pod spodem od powierzchni. Na powierzchni było wówczas bardzo zimno i lądolód na kontynencie posuwał się do przodu, ale jego języki, które dotykały morza, na przykład w Ameryce Północnej, topiły się w tamtym okresie szybciej. Obecnie możemy spowodować coś takiego w mniejszej skali – północny Atlantyk, który będzie dosyć chłodny, będzie jednocześnie przyśpieszał topienie lądolodu Grenlandii. Nie jest to sprzeczne ze sobą.
Jaki ma to wpływ na Prąd Zatokowy?
Prąd Zatokowy dostarcza do tego całego mechanizmu ciepło. Samo to, że on płynie, akurat się nie zmieni, gdyż jest to wymuszane wiatrem. Prąd Zatokowy, zwany też Golfsztromem, wypływa z Zatoki Meksykańskiej i płynie na północ wzdłuż brzegów Stanów Zjednoczonych. Jest ciepły i słony. W takim skrócie myślowym, cały ten strumień ciepła, który płynie dalej na północ, można nazwać również Golfsztromem, choć niektórzy geografowie mogliby zaprotestować, gdyż się on potem rozdziela i nazywamy go tam inaczej.
Czy może zdarzyć się tak, że Golfsztrom spowolni?
Może się tak zdarzyć i w ostatnich latach obserwujemy jego spowolnienie. Należy tu jednak podkreślić, że nie jesteśmy jeszcze w stanie powiedzieć, na ile jest to spowodowane globalnym ociepleniem, a na ile naturalną cyklicznością.
Jakie konsekwencje dla klimatu może mieć spowolnienie Prądu Zatokowego?
Konsekwencje będą widoczne zimą, zarówno na północnym Atlantyku i blisko jego brzegu. W Islandii czy w Irlandii będzie naprawdę zimniej zimą niż obecnie. Ale drugą konsekwencją, paradoksalnie, będzie przyśpieszenie topienia lądolodu Grenlandii, a przez to przyśpieszenie „produkowania” słodkiej wody. To z kolei może mieć wpływ na przyśpieszenie podnoszenia się poziomu morza i ocieplanie się klimatu w innych rejonach planety. Natomiast gdy spojrzymy na mapy, które pokazują, jakie temperatury były w danym miesiącu roku, czy było cieplej czy zimniej na przestrzeni ostatnich kilkudziesięciu lat, to na północnym Atlantyku od kilku lat jest zimno.
Z danych historycznych wynika, że powierzchnia północnego Atlantyku była cieplejsza lub zimniejsza w cyklu, który trwał 60-70 lat. Od tego cyklu bardzo wiele zależy. Jeżeli północny Atlantyk jest cieplejszy, to deszcze tropikalne przesuwają się na północ. W wyniku tego więcej deszczu pada w Sahelu, czyli w obszarach na północ od Sahary.
Dlaczego?
Deszcze tropikalne występują zwykle nie na samym równiku, lecz po tej jego stronie, gdzie aktualnie jest cieplej. Jeśli półkula północna jest cieplejsza, to będą one na północ od równika, I odwrotnie. Widoczne jest to w skali roku (lato i zima), a także w każdej innej skali czasowej. W związku z tym, że cyrkulacja oceaniczna niesie na Atlantyku ciepło z półkuli południowej do północnej, jej zmiany wpływają na różnice temperatur między półkulami, a zatem także na to, gdzie padają deszcze tropikalne.
Dlatego, gdy północny Atlantyk jest ciepły, to obszar na południe od Sahary (Sahel) ma korzystne dla rolnictwa opady. Gdy natomiast jest chłodniejszy, wówczas na Sahelu jest susza. Taka susza była w latach 70. ubiegłego wieku i prawdopodobnie znowu idziemy w tym kierunku. Będzie to miało więc duże znaczenie społeczne. Kolejnym efektem zmian temperatur na północnym Atlantyku będzie to, co dzieje się z monsunem w Azji. Zawsze bowiem, gdy północna półkula była zimniejsza, to monsun w Azji był słabszy.
Czyli oznacza to mniejsze opady deszczu?
Tak. Słabszy monsun to mniej deszczu w Azji Południowej, w Indiach, itd. Jeżeli teraz na północnym Atlantyku robi się chłodniej, co już widoczne jest w danych, możemy się spodziewać w najbliższych dekadach bardziej suchego Sahelu oraz słabszego monsunu w Indiach i w południowych Chinach.
Ale tam już były w tym roku ogromne upały i susze. W Delhi było nawet 45°C w cieniu.
I to jeszcze pogłębi tę sytuację, z całą pewnością. Jeżeli cykl trwa około sześćdziesiąt lat, a dopiero jesteśmy na jego początku, to można się spodziewać, że będzie tak się działo przez kolejnych kilkadziesiąt lat. I to niezależnie od innych zmian temperatury, powodowanych globalnym ociepleniem. Tę zależność potwierdzają również badania dawnych izotopów tlenu, które znajdowane są w stalagmitach z jaskiń w południowych Chinach. Temperatury w tamtym rejonie świata pokrywają się z temperaturą Grenlandii, która jest dobrą miarą temperatury na półkuli północnej.
Ponadto każdy okres zimniejszy na północnej półkuli to okres, w którym Majowie w Ameryce Środkowej mieli suszę. Ich cywilizacja ostatecznie upadła około roku 910 naszej ery, podczas jednego z okresów oziębienia północnego Atlantyku. Nie mieli szczęścia, bo zaraz po tej suszy nastąpił okres tzw. Optimum Klimatycznego Średniowiecza, północny Atlantyk był ciepły, a Wikingowie zasiedlali Grenlandię. Gdyby Majowie przetrwali suszę z początków X wieku, mieliby przed sobą kilka wieków korzystnego dla nich klimatu, a ich cywilizacja nie leżałaby zapewne w ruinie, gdy przybyli tam Hiszpanie.
**
prof. dr hab. Jacek Piskozub jest pracownikiem Zakładu Dynamiki Morza w Instytucie Oceanologii PAN w Sopocie.
**
CZYTAJ NASZ SPECJALNY SERWIS O SZCZYCIE KLIMATYCZNYM W PARYŻU: RELACJE / KOMENTARZE / ANALIZY / FILMY / INFOGRAFIKI
Serwis przygotowany dzięki wsparciu European Climate Foundation.
**Dziennik Opinii nr 344/2015 (1128)
