Przeczytaj
Zmiany klimatyczne
Środowisko przyrodnicze jest systemem powiązanych komponentów geosfery obejmującym: budowę geologiczną, rzeźbę terenu, klimat, wody, gleby, faunę i florę. Jeśli w jednej sferze zachodzą zmiany, to mają one swoje odzwierciedlenie w procesach zachodzących w pozostałych. Sposób, w jaki globalny wzrost temperatury powietrza wpływa na zmiany innych elementów środowiska przyrodniczego, pokazuje ryc. 1. Widać na niej, że zmienia się między innymi pokrywa śnieżna i objętość lodowcówlodowców, a w konsekwencji zasięg lodowców.
Zmiany klimatyczne są już faktem. Według Piątego Raportu Międzyrządowego Panelu do spraw Zmian Klimatu (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC), średnia globalna temperatura powierzchni oceanów i lądów w latach 1880‑2012 wzrosła o 0,85°C. Wzrost ten nie był jednak równomierny; w okresie 1951–2012 przyspieszył i wyniósł aż 0,72°C. Każda kolejna dekada jest cieplejsza, można więc przewidzieć, że w latach 2016‑2035 nastąpi kolejny wzrost o 0,3‑0,7°C. Ocieplenie najszybciej postępuje w Arktyce, czego konsekwencją jest między innymi kurczenie się (deglacjacjadeglacjacja) i spadek miąższości lodu morskiego (ryc. 2).
Czy wzrost o 0,85°C to dużo czy mało? Przede wszystkim należy pamiętać, że jest to wartość uśredniona dla całej Ziemi i dla wszystkich pór roku. Jedno z oziębień, zwane Małą Epoką Lodową (zakończyło się w XIX w.) miało miejsce, gdy doszło do zmiany średniej globalnej temperatury o około 1°C. Wówczas Morze Bałtyckie zamarzało zimą tak, że można było bezpiecznie pokonać je po lodzie i przedostać się z Polski do Szwecji.
Na wizualizacji Climate.NASA.gov (wybierz: Sea Ice) można zobaczyć, jak zmieniała się pokrywa lodowa Arktyki od 1979 roku. Pod koniec każdego lata lód morski osiąga swój minimalny, wieloletni zasięg, który sukcesywnie maleje z roku na rok.
Podobnie czasza lodowaczasza lodowa na Grenlandii systematycznie się kurczy, a pokrywa lodowa staje się coraz cieńsza. Całkowite jej stopnienie może spowodować podniesienie się poziomu wody o 5‑7 metrów. Wizualizacja na stronie (wybierz: Sea Level) symuluje zasięg zalania południowo‑zachodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych przy wzroście poziomu wody o 6 m.
Wpływ zmian klimatycznych na zasięg lodowców można również prześledzić na przykładzie dwóch czasz lodowych: Vatnajökull na Islandii oraz Barnes’a na Ziemi Baffina w Kanadzie. Do opracowania wykorzystano serię zdjęć satelitarnych satelity Landsat z miesięcy zimowych lat: 1995, 1998, 2003, 2010, 2014 oraz 2019 (EarthExplorer.USGS.gov), które zostały przeanalizowane i zwizualizowane przez zespół studentów Instytutu Geografii i Gospodarki Przestrzennej Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Czasza lodowa Vatnajökull na Islandii
Warunki atmosferyczne Islandii sprzyjają utrzymywaniu się tam lodowców. Średnia temperatura powietrza w ciągu roku wynosi bowiem od około 10°C w lipcu, do około -5,5°C w grudniu. Generalnie zimy są relatywnie łagodne, a lata chłodne. Natomiast średnie roczne opady atmosferyczne osiągają 1000 mm.
Dla porównania przypomnij sobie, jakie są średnie opady w Polsce oraz średnia roczna temperatura powietrza w lipcu i styczniu.
Na Islandii znajduje się kilka lodowców, ale największy z nich to Vatnajökull (ryc. 3). Położony jest on w południowo‑wschodniej części kraju, jego powierzchnia wynosi około 8100 kmIndeks górny 22, a czasza zawiera około 3300 kmIndeks górny 33 lodu. Od głównej czaszy odchodzą lobyloby, czyli jęzory lodowcowe oraz lodowce górskie. Pod pokrywą lodu znajdują się liczne góry (zwykle o wysokości 600‑800 m n.p.m.), szerokie i wąskie doliny, płaskowyże oraz subglacjalne kaniony. Natomiast pod lodowcem występują aktywne wulkany.
Zmiany powierzchni czaszy lodowej Vatnajökull w latach 1995‑2019 zostały zaprezentowane w tabeli 1. Wynika z niej, że deglacjacji podlegało 1045 kmIndeks górny 22. Dla porównania, powierzchnia Warszawy wynosi 517,2 kmIndeks górny 22. Miejsca deglacjacji w całym tym okresie i jej zasięg wizualizuje ryc. 4.
Lata | 1995 | 1998 | 2003 | 2010 | 2014 | 2019 |
Powierzchnia lodowca [kmIndeks górny 22] | 8331 | 7624 | 7365 | 7368 | 7557 | 7286 |
Zmiana powierzchni względem roku 1995 [kmIndeks górny 22] | - | -707 | -966 | -963 | -774 | -1045 |
Indeks dolny Źródło: oprac. D. Bochnak, K. Bodziony, M. Fukś, K. Kowalczyk, D. Sobczyński, pod kierunkiem M. Luc. Indeks dolny koniecŹródło: oprac. D. Bochnak, K. Bodziony, M. Fukś, K. Kowalczyk, D. Sobczyński, pod kierunkiem M. Luc.
Wpływ na ujemny bilans masy lodowcabilans masy lodowca mają coraz częściej występujące ciepłe, wietrzne lata oraz erupcje wulkaniczne. Vatnajökull leży w strefie neowulkanicznej, przykrywa siedem wulkanów.
Erupcje wulkanów powodują topnienie lodowców. Wraz z topnieniem zmniejsza się objętość lodu, co przyczynia się do zmniejszenia się ciśnienia powierzchniowego (nacisku) masy lodu na skorupę ziemską, w efekcie czego wzmaga się przepływ magmy w górnej części płaszcza ziemskiego. Napływ magmy uaktywnia procesy wulkaniczne, które przyczyniają się do przyspieszenia topnienia lodowców. Innymi słowy, im będzie cieplej, tym lodowce będą się szybciej topić, tym częstsze będą erupcje wulkaniczne, tym lodowce będą się szybciej topić. Proces taki ma charakter sprzężenia zwrotnego dodatniegosprzężenia zwrotnego dodatniego i powoduje wzajemne przyspieszenie topnienia lodowców i aktywności wulkanicznej.
Lodowiec Barnes’a na Ziemi Baffina
Ziemia Baffina jest wyspą należącą do Kanady, o powierzchni ponad 507 tys. kmIndeks górny 22 (ryc. 5), położoną na podobnej szerokości geograficznej co Islandia. Powierzchnia wyspy jest w większości skalista, z najwyższym szczytem – Górą Odin – na wysokości 2143 m n.p.m. Znajdują się na niej dwie czapy lodowe: Penny oraz Barnes’a. Panuje na niej zimny, surowy klimat, czyli zimy są bardzo długie i mroźne, a lata pochmurne. Średnia roczna temperatura powietrza wynosi tam -9,5°C, a średnia wielkość opadu nie przekracza 300 mm.
Czasza lodowa Barnes’a jest istotnie mniejsza od czaszy Vatnajökull, gdyż ma powierzchnię około 5800 kmIndeks górny 22, rozmiary 150 x 60 km, maksymalną wysokość 1124 m, grubość lodu ok. 730 m. Ma ona długą historię. Około 20 000 lat temu lądolód laurentyjski pokrywał Kanadę i północną część USA. Czapa lodowa Barnes’a jest tym, co pozostało z niego do naszych czasów.
Więcej na temat tego ciekawego lodowca można znaleźć tutaj: Colorado.edu.
Zmiany powierzchni czaszy lodowej Barnes’a w latach 1995‑2019 zostały zaprezentowane w tabeli 2. Wynika z niej, że powierzchnia zmalała o 125,6 kmIndeks górny 22. Dla porównania jest to powierzchnia prawie całej Gdyni (135 kmIndeks górny 22). Miejsca deglacjacji w całym tym okresie i jej zasięg wizualizuje ryc. 6.
Czasza lodowa Barnes’a może nie przetrwać, gdyż ze względu na topografię (płaska) jest bardzo wrażliwa na zmiany temperatury powietrza. Tempo jej topnienia wskazuje, że najprawdopodobniej, nawet gdyby ocieplenie klimatu zatrzymało się, lodowieclodowiec i tak skazany jest na stopienie się.
Lata | 1995 | 1998 | 2003 | 2010 | 2014 | 2019 |
Powierzchnia lodowca [kmIndeks górny 22] | 5841,4 | 5854,9 | 5824,8 | 5772,9 | 5746,43 | 5715,8 |
Zmiana powierzchni względem roku 1995 [kmIndeks górny 22] | - | 13,5 | -16,6 | -68,4 | -95 | -125,6 |
Indeks dolny Źródło: oprac. D. Bochnak, K. Bodziony, M. Fukś, K. Kowalczyk, D. Sobczyński, pod kierunkiem M. Luc. Indeks dolny koniecŹródło: oprac. D. Bochnak, K. Bodziony, M. Fukś, K. Kowalczyk, D. Sobczyński, pod kierunkiem M. Luc.
Słownik
proces topnienia lodowca, może prowadzić do jego zupełnego zaniku; w zależności od miejsca topnienia wyróżnia się deglacjację: (1) frontalną - zachodzi od czoła lądolodu, (2) arealną - topnienie powierzchni lodowca rozpoczynające się „od góry”
zmiana masy całego lodowca lub jego części w ciągu badanego okresu; wyróżniamy bilans masy: (1) dodatni – dostarczono więcej masy niż jej ubyło; (2) zerowy – akumulacja jest równa ablacjiablacji; (3) ujemny – nad przyrostem przeważa utrata masy
proces odrywania się od czoła lodowca brył lodu pod wpływem siły ciężkości (w powietrzu) lub siły wyporu (pod powierzchnią wody); w konsekwencji powstają góry lodowe
odmiana płaskiej bądź kopulastej pokrywy wieloletniego śniegu/lodu, która pokrywa wierzchowinę górską bądź płaską powierzchnię lądową (na przykład powierzchnię arktycznej wyspy)
wieloletnia masa lodu/śniegu powstała na lądzie z rekrystalizacji śniegu lub in. form opadu stałego; powstaje tam, gdzie zimą gromadzi się wystarczająco dużo śniegu, aby jakaś jego część przetrwała lato; takie warunki można obserwować w wysokich górach lub na obszarach podbiegunowych; z czasem stary śnieg podlega powolnej metamorfozie w lód
część lodowca, rodzaj występu jego czoła, inaczej zwany jęzorem lodowcowym; powstaje w obniżeniu powierzchni jego podłoża
gdy zakłócony jest jakiś parametr w układzie, to taki układ dąży do zmiany wartości parametru w stronę zgodną z kierunkiem dodatnim, w którym nastąpiło odchylenie od wartości referencyjnej; sprzężenie zwrotne dodatnie jest przyczyną narastania odchylenia