Archipelag na Oceanie Arktycznym uległ. Fala upałów go nie oszczędziła

W ciągu zaledwie sześciu tygodni, między końcówką lipca a początkiem września 2024 r., na Svalbardzie utrzymywał się nieprzerwany napływ ciepłego, wilgotnego powietrza z południa, wzmocniony rozgrzanym Morzem Barentsa. Skutek: rekord topnienia lodu, który według nowych analiz drastycznie przebił dotychczasowe wyniki. „To było szokujące” mówi Thomas Schuler z Uniwersytetu Oslo. „Rekord nie został pobity tylko o trochę. Tempo topnienia było niemal dwukrotnie wyższe od poprzedniego rekordu„.

Ponad połowa powierzchni Svalbardu jest pokryta lodem, a bilans masy lodowców zależy od zimowych opadów śniegu, letniego topnienia i odpływu lodu do morza. Zespół Schulera połączył pomiary terenowe, obserwacje satelitarne i modelowanie numeryczne, aby policzyć, ile lodu archipelag traci i dlaczego w 2024 r. stracił go tak dużo. Obliczenia wykazały, że z archipelagu zniknęło około 61,7 gigatony lodu w roku 2023 / 2024. Zdecydowana większość strat była skutkiem topnienia powierzchniowego, a nie odpływu lodu w postaci gór lodowych.

Rekord nie był „na styk”. Sierpień 2024 r. był na Svalbardzie o 3,7 st. C cieplejszy od klimatycznej normy 1991-2020, a lokalnie anomalia przekraczała 6 st. C. Modele pokazują, że w tym miesiącu aż 70 proc. energii powodującej topnienie pochodziło z ciepłego i wilgotnego powietrza, a straty wywołane bezpośrednio przez promieniowanie słoneczne były rekordowo małe. Przez 29 dni z tego 46-dniowego okresu tempo utraty lodu było tak duże, że mieściło się w 1 procencie najbardziej ekstremalnych wartości notowanych od 1991 roku. To oznacza absolutnie wyjątkowe tempo topnienia we współczesnym klimacie.

O skali zjawiska świadczą pomiary pokazujące, jak szybko unosi się ziemia po stopieniu lodu. W Ny-Ålesund latem 2024 r. powierzchnia podniosła się o 16,4 mm, czyli mniej więcej dwa razy szybciej niż średnio w latach 2010-2020. To bezpośredni dowód na to, jak dużo lodu znika z całego regionu.

Skala topnienia robi wrażenie także na tle Grenlandii. Choć jej pokrywa lodowa jest około 50 razy większa niż na Svalbardzie, w sezonie 2023/24 Grenlandia straciła ok. 55 gigaton lodu, a Svalbard aż 61,7 gigaton. Cały arktyczny region wokół Morza Barentsa (Svalbard, Ziemia Franciszka Józefa, Nowa Ziemia) stracił łącznie ponad 102 gigatony, co przełożyło się na wzrost globalnego poziomu mórz o 0,27 mm w 2024 r., z czego aż 0,16 mm przypadło na Svalbard. W tym roku lodowce arktyczne spoza Grenlandii odegrały więc w podnoszeniu poziomu mórz rolę znacznie większą, niż można by oczekiwać po ich rozmiarach.

Najsilniejszy sygnał w danych

W sierpniu 2024 r. nad Islandią i południową Grenlandią uformował się głęboki niż, a na wschód od Morza Barentsa – silny wyż. Taki układ sprowadzał nad Svalbard stały napływ ciepłego powietrza z południa. Jednocześnie w oceanie pojawiła się fala upałów morskich: temperatura powierzchni Morza Barentsa i północnej części Morza Norweskiego była wyższa o 3,5-5°C od średniej. Razem doprowadziło to do rekordowych wartości temperatury, wilgotności i energii topnienia.

Statystycznie taki sezon powinien się zdarzać raz na ponad 1500 lat. W obecnym klimacie to ekstremum – ale prognozy na resztę stulecia pokazują, że podobne sytuacje będą występować coraz częściej.

Rekord topnienia to nie abstrakcyjne liczby. Modele pokazują, że odpływ słodkiej wody z lądu do oceanu osiągnął w 2024 r. 72 gigatony, czyli ponad dwukrotnie więcej niż przeciętnie w latach 1991-2020. Tak duży zastrzyk lekkiej, ciepłej słodkiej wody zmienia cyrkulację w fiordach, może zaburzać łańcuchy pokarmowe i warunki życia dla wszystkich zwierząt i roślin od fitoplanktonu po ssaki morskie, a także wpływać na społeczności i infrastrukturę przybrzeżną. Coraz większa zmienność i skrajność zjawisk to rosnące wyzwanie dla zarządzania ryzykiem w regionie.

Dlaczego Svalbard jest tak wrażliwy

Archipelag jest szczególnie podatny na ocieplenie, bo duża część powierzchni lodowców leży w rejonie tzw. strefy równowagi, czyli granicy między akumulacją (odkładaniem się śniegu i lodu) a ablacją (czyli utratą lodu na granicy morza). Gdy ta linia przesuwa się w górę, ogromne obszary lodu nagle trafiają do strefy systematycznego topnienia. Nawet jeśli zimowe opady śniegu w cieplejszej atmosferze nieco wzrosną, nie są w stanie zrównoważyć szybszej utraty latem. Widać to wyraźnie w 2024 roku: zima była przeciętna, cała anomalia pojawiła się latem.

Autorzy pracy sięgnęli po projekcje CMIP6, przeskalowane statystycznie dla głównego lotniska Svalbardu, aby sprawdzić, jak często w przyszłości powtórzy się lato tak ciepłe jak w 2024 r. W scenariuszu wysokich emisji (SSP5-85) ponad połowa symulacji przekracza ten poziom już około 2050 r., a pod koniec wieku niemal każde lato jest cieplejsze. Nawet przy ambitnej polityce klimatycznej (SSP1-26) około połowy sezonów letnich do 2100 r. osiąga lub przekracza próg z 2024 r. Dzisiejsze ekstremum staje się więc w najlepszym razie „co drugą letnią normą”, a w pesymistycznym wariancie dolnym progiem typowych warunków.

Bilans klimatyczny lodu obliczano przy pomocy modelu CryoGrid, który działa na podstawie bardzo dokładnych danych pogodowych. Wyniki sprawdzano następnie na tzw. lodowcach referencyjnych, czyli takich, na których prowadzi się długotrwałe pomiary terenowe. Najważniejszym z nich jest Kongsvegen (o powierzchni ok. 100 km²), monitorowany od 1987 r. Z kolei utratę lodu na czołach lodowców oszacowano metodami zdalnymi, analizując przesunięcia linii czoła około 200 lodowców i łącząc je z danymi o prędkości ruchu lodu, jego grubości i kształcie dna morskiego. W ten sposób uzyskano wynik 19,6 gigatony.

Skąd się bierze szybkie topnienie lodowców

Dlaczego topnienie było tak wyjątkowo silne? Decydującą rolę odegrał napływ ciepłego i wilgotnego powietrza z południa. W takich warunkach energia atmosfery nie podnosi temperatury tuż nad lodem, lecz jest natychmiast pochłaniana przez proces topnienia. Dodatkowo rośnie skraplanie pary wodnej oraz promieniowanie cieplne kierowane z atmosfery w stronę powierzchni lodu, czyli dwa bardzo wydajne mechanizmy dostarczania energii. W sierpniu 2024 r. odpowiadały one aż za około 70 proc. topnienia, co jest wartością zdecydowanie wyższą niż zwykle. Sytuację pogarszała też fala wysokich temperatur w oceanie i utrzymujący się przez wiele tygodni specyficzny układ cyrkulacji atmosferycznej, sprzyjający stałemu napływowi ciepła.

Między 23 lipca a 8 września 2024 r. aż 23 dni miały temperatury powyżej 99. percentyla (czyli należały do najcieplejszego jednego procenta w całej serii pomiarów z lat 1991-2020). W tym samym czasie 28 dni odpływu słodkiej wody znalazło się w 99. percentylu, a 35 dni w 95. percentylu. Tak długiej serii wyjątkowo ciepłych, wilgotnych i stabilnych pogodowo dni nie notowano wcześniej w historii pomiarów.

Znaczenie ma to nie tylko lokalnie, ale i globalnie. W 2024 r. sam region wokół Morza Barentsa dołożył do oceanów 0,27 mm wzrostu poziomu mórz, z czego 0,16 mm przypadło na Svalbard. To liczby, które robią wrażenie, bo odpowiadają mniej więcej połowie rocznego wkładu wszystkich arktycznych lodowców z dekady 2006-2015. W dłuższej perspektywie takie zmiany wpływają także na zasolenie i gęstość wód w obszarach, gdzie tworzą się prądy głębinowe, co może osłabiać Atlantycką Cyrkulację Wymienną (AMOC). Na miejscu skutki widać jeszcze wyraźniej: więcej wody roztopowej to zmienione warunki w fiordach i dolinach, szybsza erozja stoków, większe ryzyko podtopień i uszkodzeń dróg. Coraz częściej także badacze i turyści uzależnieni są od kaprysów pogody – okna dobrych warunków robią się krótsze i trudniejsze do przewidzenia, co wymaga większych marginesów bezpieczeństwa w planowaniu ekspedycji.

Wnioski autorów publikacji są jasne: lato 2024 r. nie jest wyjątkiem, lecz zapowiedzią tego, co czeka Arktykę w kolejnych dekadach. Przy niskich emisjach tak ciepłe sezony będą zdarzać się co kilka lat, a przy wysokich staną się regułą. Ekstremum, które dziś wydaje się wydarzeniem raz na tysiąc lat, bardzo szybko traci wyjątkowość w świecie ocieplającym się z dekady na dekadę.