Ocieplenie ziemskiej atmosfery przyspiesza

** Aktualizacje oznaczone są dwiema gwiazdkami po każdej stronie. ** Ażeby uzyskać dostęp tylko do najnowszych informacji (w większości przeglądarek), wystarczy użyć CTRL-F, wpisać dwie gwiazdki (lub rok) w polu „Znajdź” i wcisnąć „Return” lub „Enter”.

Podstawą opracowania jest krótki artykuł Daily Kos z 14 marca 2015.

W marcu 2020 r. globalne ocieplenie przekroczyło poziom 2°C.

Spis treści:

I. Przyczyny przyspieszającego tempa ocieplenia.

II. Przypisy: aktualne dane, obserwacje, badania.

I.

Atmosfera ogrzewana codziennie ciepłem 800 tysięcy hiroszimskich detonacji

W lutym 2012 roku klimatolog NASA James Hansen wygłosił wykład w ramach konferencji TED. Zaszokował świat wyjaśniając, w jaki sposób globalne ocieplenie ogrzewa Ziemię w tempie odpowiadającym zrzuceniu 400 tysięcy hiroszimskich bomb atomowych na dobę. W kilku opublikowanych ostatnio pracach badacze wykazali, że szacunki te były znacznie zaniżone. Wartość ocieplenia wzrasta nieporównanie szybciej niż myśleliśmy.

Przyrost netto ciepła Ziemi.

400 tysięcy hiroszimskich bomb na dobę w 2007 roku zamieniło się obecnie w 800 tysięcy.

Ten sygnał ocieplenia pochodzący z dwutlenku węgla doczekał się bezpośredniego pomiaru. Wynik został podany przez naukowców w marcu bieżącego roku: wraz ze wzrostem koncentracji CO2 (kolor niebieski) nastąpił skok ilości uśrednionego, dziennego ogrzewania (kolor czerwony).

Jednakże główny efekt ocieplenia, za który odpowiada dwutlenek węgla jest rezultatem wtórnych, dodatnich sprzężeń zwrotnych – jak chociażby zwiększającej się ilości pary wodnej – i działa z około 10-letnim opóźnieniem: badanie opublikowane 2 grudnia 2014 w Environmental Research Letters wskazuje, że maksymalne ocieplenie wskutek emisji dwutlenku węgla pojawia się około dziesięć lat po jego uwolnieniu. W każdej z minionych dekad odnotowywano wzrost emisji CO2 – w pierwszym dziesięcioleciu nowego millenium przebiegał on dwukrotnie szybciej niż podczas poprzednich 30 lat. (1)

Ziemia jest wciąż przekonana, że mamy rok 2007:

Koncentracje CO2.

Istnieje zatem 10-letni zapas ogromnych zwyżek wskaźnika ocieplenia.

Woal chińskich aerozoli 

Poważne zanieczyszczenie powietrza w Chinach pomogło schłodzić Ziemię poprzez zmianę regionalnych, przebiegających nad oceanem tras wiatrów oraz redukcję energii słonecznej spotykającej się z planetą.

To dobrze zbadane zjawisko nosi nazwę globalnego zaciemnienia. Niepewności dotyczą wtórnego wpływu chmur na chłodzenie powierzchni.

Podczas ostatniej dekady doszło w Chinach do potężnego, ponad 300% zwiększenia ilości aerozoli przemysłowych w atmosferze, które dotychczas maskowały rosnącą wartość ocieplenia. Ze względu na dramatyczne konsekwencje zdrowotne i środowiskowe emisji władze podejmują szybkie kroki zmierzające do odwrócenia trendu zanieczyszczenia. Zakazany przez włodarzy film dokumentujący jego rzeczywistą skalę znajduje się tutaj.

Aerozole wydobywające się z kominów są wypłukiwane z atmosfery przez deszcze w ciągu 2 tygodni. Analizy demonstrują, że właśnie ten chiński czynnik chłodzący sprawia, iż całkowite ocieplenie, którego doświadcza teraz planeta, jest w połowie blokowane przez „parasol” zanieczyszczenia.

Tak więc z jednej strony mamy wytłumienie efektu cieplarnianego podyktowane naturalnym opóźnieniem rezultatów emisji gazów cieplarnianych, zaś z drugiej nowe regulacje prawne i gospodarcze spowolnienie, które ograniczają lub ograniczą uwalnianie aerozoli. Zmienione przepisy wyznaczą w Chinach bardziej restrykcyjne normy dla 264 milionów pojazdów, kompanii węglowych i zakładów produkcyjnych.

Analiza opublikowana 20 maja 2013 przez Journal of Geophysical Research: Atmospheres prognozuje, że wystarczy zaledwie 35-procentowa redukcja globalnych emisji aerozoli – wywołana upadkiem gospodarczym jednego tylko z motorów globalizacji: USA, Europy lub Chin – aby nastąpił wzrost średniej temperatury planety o dodatkowy 1°C. Skoro od chwili jej pierwszego pomiaru w latach 80. XIX wieku Homo sapiens ogrzał Ziemię o ponad 1°C, dodanie kolejnego stopnia wyniosłoby tę wartość na poziom 2°C. (2) Światowa gospodarka i finanse nieuchronnie zmierzają w stronę tąpnięcia.

4 kwietnia 2017 w północnych Chinach i Dalekowschodniej Rosji odnotowano wysokie poziomy uwolnionego przez pożary dwutlenku siarki. Emitowana w tych rejonach od kilkudziesięciu siarka, m.in. przez elektrownie opalane węglem i samochody, trafia w ten sposób do atmosfery, co potwierdza konkluzje wcześniejszych badań. Oznacza to, że jej atmosferyczne koncentracje są wyższe od dotychczasowych szacunków. Ich większość opierała się głównie na rejestrowanych w czasie rzeczywistym emisjach z działalności przemysłowej. Kiedy dodamy ponowne przejście siarczanów w stan lotny, okaże się, iż tworzony przez nie efekt, który maskuje pełną wartość globalnego ocieplenia, jest większy, niż sądzono. Tymczasem wraz ze wzrostem średniej globalnej temperatury planety pożary lasów stają się coraz bardziej powszechne. (5) W związku z tym nagłe spadki poziomów aerozoli podczas fal upałów mogą sprawić, że temperatura mokrego termometru będzie przekraczać granice ludzkiej wytrzymałości.

Zanieczyszczenie atmosferyczne i Arktyka

Okazuje się, iż aerozole antropogeniczne zniwelowały dużą część ocieplenia w Arktyce. Jako że jest ona zazwyczaj bardzo suchym miejscem, cząstki zanieczyszczenia wywierają tam znacznie większy wpływ. Konsekwencje tego efektu prezentuje niedawne badanie: „Według ustaleń zanieczyszczenie atmosferyczne doprowadziło w minionym stuleciu do redukcji ocieplenia o min. 1.3°C, maks. 2.2°C. Wniosek: bez chłodzenia w postaci aerozoli zaobserwowane ogrzanie Arktyki byłoby jeszcze większe.”

Ponieważ Ziemia dogania emisje gazów cieplarnianych, a Chiny zaczynają obniżać poziom zanieczyszczeń, będziemy świadkami postępującego zanikania letniej pokrywy lodowej na Oceanie Arktycznym. Ponadto jego utrata poważnie zintensyfikuje ocieplenie regionu. Ten nieuchronny skok temperatury w późnych miesiącach letnich nie jest uwzględniony w modelach aktualnych analiz dodatniego sprzężenia zwrotnego, jakim jest topnienie wiecznej zmarzliny.

Nawet bez wspomnianego wzrostu to dodatkowe sprzężenie wywrze niezwykle istotny wpływ w ciągu najbliższych 15 lat. Faktyczne ocieplenie spowodowane topnieniem wiecznej zmarzliny będzie dwa razy wyższe od wartości, którą obrazuje czerwona linia:

Zmiana globalnej temperatury powierzchniowej.

O sprzężeniu tym nie wspominają spóźnione o 7-10 lat prognozy Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC).

25 kwietnia 2015 odnotowano gwałtowny skok koncentracji metanu o wartości 2845 ppb (części na miliard). (3) Średni dzienny poziom szczytowy w 2015 roku wynosił dotychczas aż 2372 ppb. Jeśli przyjrzymy się rocznym wahaniom stężeń metanu w Arktyce – regionu, w którym pojawiają się maksymalne wartości globalne – najwyższe odczyty zwykle występują w okresie wrzesień-październik, a następnie w styczniu. Lokalizacja odczytu wskazuje na udział pożaru w strefie wiecznej zmarzliny.

Zespół dr Natalii Szakowej i dr Igora Semiletowa – rosyjskich badaczy, którzy od ponad dekady odbywają coroczne wyprawy na Wschodni Syberyjski Szelf Kontynentalny (4) i donoszą o zwiększonej destabilizacji wiecznej zmarzliny na płytkim dnie Oceanu Arktycznego – przedstawił w Nature Geoscience analizę, która sugeruje, że „ze Wschodniego Syberyjskiego Szelfu Kontynentalnego uwalniane są znaczące ilości metanu” i podkreśla, iż ‚erupcja’ metanu o wartości pięćdziesięciu miliardów ton może ogrzać Ziemię o 1.3°C. Takie zdarzenie jest „wysoce prawdopodobne w każdej chwili.” Proces emisji może odbywać się również w tempie 5 miliardów ton rocznie, przynosząc w ciągu dekady te same następstwa. Ocieplenie klimatu w kredzie doprowadziło do potężnych emisji metanu z zalegających na dnie morskich hydratów. Fakt ten jest tym bardziej niepokojący, że obecne ocieplenie przebiega znacznie szybciej. Wyprawa badawcza na wyspę Ellefa Ringnesa w kanadyjskiej Arktyce odkryła zdumiewającą liczbę ujść metanu w osadach z okresu kredowego. Są to zwały węglanowe, które tworzą się w miejscach podmorskiego wycieku C4. Na 10.000 kilometrów kwadratowych oceanicznego dna zlokalizowano ich ponad 130. Powstały one w bardzo krótkim odstępie czasowym na początku globalnego ocieplenia w kredzie. Zdestabilizowane hydraty uwolniły nagle dużą ilość metanu, co przyspieszyło wzrost temperatur Ziemi. Ustalenia z ekspedycji, opisane 7 kwietnia 2017 w Biuletynie Amerykańskiego Towarzystwa Geologicznego, potwierdzają, iż dzisiejsze obawy dotyczące podobnej emisji są w pełni uzasadnione. „Nie ma sposobu, by powstrzymać metan uwalniający się z morskiego dna i wiecznej zmarzliny. Zjawisko to znane jest naukowcom jako ‚działo klatratu’. Jeśli wypali, przetrwanie gatunku ludzkiego stanie pod znakiem zapytania. Mamy już do czynienia z pierwszymi oznakami poważnych emisji metanu,” powiedział w kwietniu 2017 Julian Cribb, konsultant ds. komunikacji z zakresu nauki, rolnictwa, żywności, energii i środowiska. W latach 2014-2016 odnotowano nagły wzrost koncentracji metanu w atmosferze Ziemi, który wskazuje na uruchomienie wspomnianego „działa”. (6)

Zmiana oscylacji oceanu

Wody Oceanu światowego przestają wchłaniać atmosferyczne ciepło.

Za dotychczasową absorpcję ciepła przez Wszechocean odpowiadała w dużym stopniu negatywna (ujemna) faza Pacyficznej Oscylacji Dekadowej (POD). To przypominające El Niño zjawisko może trwać od 15 do 30 lat. W swojej poprzedniej fazie dodatniej, która obejmowała okres od około 1977 do 1998 roku, POD sprawił, iż oceany wchłaniały mniej ciepła – był zatem akceleratorem temperatur atmosferycznych. Pojawiły się oznaki, że stan ten powraca: w ciągu pięciu miesięcy poprzedzających listopad 2014 pomiary różnic temperatur powierzchniowych Pacyfiku wykazały najdłuższy od 12 lat zwrot w stronę fazy dodatniej.

W styczniu 2015 roku zarejestrowano kolejne sygnały, że POD przechodzi w fazę ciepłą. „Globalne ocieplenie niebawem przybierze na intensywności,” powiedział meteorolog Eric Holthaus. Ostatnie dane, w tym pogarszająca się susza w Kalifornii i potwierdzona obecność tropikalnych ryb u wybrzeży Alaski, „są kolejnym dowodem na niezwykłe ocieplenie oceanu.” (7)

Naukowcy brytyjskiego Centrum Hadley’a, pod kierunkiem dr Chrisa Robertsa z Grupy Oceanów i Kriosfery, szacują w swoim opublikowanym na łamach Nature badaniu, iż istnieje 85% ewentualność zakończenia „łagodnego”, liniowego wzrostu globalnej temperatury w ciągu najbliższych pięciu lat, po czym nastąpi eskalacja ocieplenia, na którą złożą się trwające ponad dekadę ciepłe oscylacje oceaniczne. Zespół Robertsa odkrył, że po okresie „spowolnienia” zazwyczaj (w 60%) rozpoczyna się raptowne ocieplenie, które przebiega dwa razy szybciej od wartości tła i utrzymuje się przez co najmniej pięć lat. Zdaniem autorów pracy będzie ono skoncentrowane w regionie Arktyki.

Kolejne badanie przeprowadzone przez Narodową Służbę Oceaniczną i Meteorologiczną USA (NOAA) ujawniło dowody potwierdzające, że jesteśmy świadkami początku gwałtownego skoku planetarnych temperatur. Analiza uwzględniła najnowsze ich wartości zarejestrowane w 2013 i 2014 roku, a swoje obliczenia oparła na ulepszonych wersjach zestawów danych z pomiarów temperatur powierzchni morza i lądu. Według ustaleń opublikowanych 4 czerwca 2015 w Science tempo globalnego ocieplenia nie zwolniło w ciągu ostatnich 15 lat [Fakt ten potwierdziły niezależne dane z satelitów i zrobotyzowanych pływaków ujęte w badaniu Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley oraz instytutu klimatycznego Berkeley Ziemia (Berkeley Earth), które opublikowano 4 stycznia 2016 w Science Advances.], a teraz zdecydowanie przyspieszy: obserwujemy, jak wygasają naturalne czynniki łagodzące wzrost temperatur powierzchniowych (m.in. wchłanianie ciepła przez ocean i dominacja zjawisk La Niña). Do identycznych wniosków doszedł narodowy serwis meteorologiczny Wielkiej Brytanii (Met Office) w opublikowanym 14 września 2015 raporcie pt. „Czy w systemie klimatycznym zachodzą duże zmiany?”. Naukowcy z Instytutu Wspólnych Badań nad Zmianą Globalną (Joint Global Change Research Institute) w swojej pracy zamieszczonej 9 marca 2016 w Nature Climate Change stwierdzili, iż znajdujemy się u progu „przyspieszenia tempa zmiany temperatury w krótkim terminie.” W tym przypadku ‚w krótkim terminie’ oznacza rok 2020.

Redukcja zdolności roślin do magazynowania węgla

25 lipca 2016 internetowa edycja Nature Geoscience opublikowała badanie, które potwierdza od dawna panujące podejrzenie: ocieplająca się Ziemia zmniejsza zdolność roślin lądowych do magazynowania węgla. W konsekwencji następuje wzrost atmosferycznych koncentracji CO2, które podnoszą poziom globalnej temperatury. Jest to kolejny samonapędzający się mechanizm dodatniego sprzężenia zwrotnego zmiany klimatu.

Wzrost drzew w lasach deszczowych uległ od 1980 roku redukcji o jedną trzecią, podczas gdy pobór netto dwutlenku węgla spadł o połowę. Analiza uczonych Uniwersytetu w Leeds ujawniła, że po raz pierwszy w historii emisje ze spalania paliw kopalnych w Ameryce Łacińskiej były wyższe od poziomu absorpcji dwutlenku węgla przez amazońskie lasy. Dawniej pochłaniały one około 2 miliony ton CO2 rocznie. Uczeni wyrażają obawę, że może to być trend globalny.

Najnowocześniejsze podejście do pomiaru zmian gęstości leśnego węgla pomogło stwierdzić, iż powszechne wylesianie, degradacja i zaburzenia sprawiły, że tropikalne lasy uwalniają więcej CO2 niż przechwytują, czyli przestały pełnić rolę pochłaniacza węgla netto. Wynik opublikowano 28 września 2017 w Science. Poprzednie pomiary utraty leśnego węgla koncentrowały się głównie na obszarach objętych całkowitym usuwaniem lasów (wylesianie). Po raz pierwszy naukowcy z Centrum Badawczego Woodsa Hole’a (Woods Hole Research Center) i Uniwersytetu w Bostonie (Boston University) potrafili zawrzeć zmiany spowodowane subtelnymi stratami naturalnymi i działalnością człowieka (degradacja i zaburzenia), takimi jak wycinka drzew na małą skalę i śmiertelność, przy jednoczesnym uwzględnieniu przyrostów lasu. W badaniu wykorzystano zdjęcia satelitarne wykonane na przestrzeni 12 lat (2003-2014), technologię teledetekcji laserowej i pomiary terenowe, aby dokonać kwantyfikacji zmian lasów naziemnych w tropikalnej Ameryce, Afryce i Azji – najbardziej zagrożonych obszarów leśnych na świecie – oraz tych, które posiadają największą zdolność do magazynowania węgla lub uznawane są za ważne lokalizacje różnorodności biologicznej świata i podstawowych usług ekosystemowych, w tym zapewniania żywności, błonnika i paliwa dla milionów ludzi na całym świecie. 

Tymczasem badanie Uniwersytetu Kolorado w Boulder, opublikowane 3 sierpnia 2016 w Geophysical Research Letters, ustaliło, że spowodowane zmianą klimatu wcześniejsze topnienie śniegu skraca okres absorpcji dwutlenku węgla przez subalpejskie lasy. Zaśnieżone okresowo obszary leśne stanowią kluczowy naziemny pochłaniacz CO2. Ocieplenie zmniejsza głębokość pokrywy śnieżnej podczas chłodniejszych okresów sezonowego cyklu temperatur. Topnienie zaczyna się więc wcześniej, a panujące w jego trakcie niższe temperatury spowalniają fotosyntezę i tym samym redukują zdolność drzew do pochłaniania dwutlenku węgla. Osłabi to znacznie wkład lasów w kompensowanie cywilizacyjnych emisji CO2 i przyspieszy ocieplenie planety.

Lasy Ziemi zostały poszatkowane przez globalną cywilizację na około 50 milionów części. Łączna długość ich obrzeży odpowiada jednej trzeciej dystansu dzielącego planetę od Słońca. Jak się okazuje, fragmentacja jest o wiele bardziej destrukcyjna, niż sądzono dotychczas: zwiększa roczne emisje CO2 aż o 31% (340 milionów ton węgla). Uzyskany wynik, zamieszczony 17 marca 2017 w Nature Communications, opiera się na zachowawczych założeniach. „Fragmentacja odgrywa zatem ważną rolę w globalnym cyklu węglowym,” powiedział Andreas Huth z Centrum Hemholtza, współautor analizy. „Zjawisko to nie jest w ogóle uwzględniane w raportach Międzyrządowego Zespołu ds. Zmiany Klimatu (IPCC).”

Badanie przedstawione 6 czerwca 2017 w Proceedings of the National Academy of Sciences odkryło, że tropikalne lasy torfowe są już źródłami emisji dwutlenku węgla netto i przyspieszają wzrost temperatur Ziemi.

Inna międzynarodowa praca badawcza, opublikowana 27 marca 2017 w Nature Climate Change, ustaliła, że lasy odgrywają ważniejszą rolę w chłodzeniu niemal wszystkich regionów Ziemi, niż wskazywały na to wcześniejsze ustalenia. Wykracza ona daleko poza absorpcję dwutlenku węgla. Drzewa wpływają na klimat poprzez regulację wymiany wody i energii pomiędzy powierzchnią planety i atmosferą.  (5)

Rok 2015 był najcieplejszy w historii pomiarów. Potężne fale Kelvina – pacyficzne ciepło przetaczające się przez strefę podpowierzchniową – przyniosły rekordowe skoki temperatur oraz rekordowe zjawisko El Niño. (9) W ciągu sezonu Ziemia doświadczyła 20% całkowitego antropogenicznego ocieplenia. Ta oszałamiająca wartość odnotowanego wykładniczego wzrostu średniej temperatury planety oznacza, że trwa już niekontrolowane globalne ocieplenie.

Rok 2016 dosłownie roztrzaskał ustanowione w 2014 i 2015 rekordy średniej temperatury Ziemi. (8)

II.

(1) Rosnące koncentracje atmosferycznego CO2

„Do dwóch molekuł dwutlenku węgla, które wprowadzamy do atmosfery sprzężenia zwrotne dodają kolejne trzy. To bardzo niepokojące, ponieważ dodatnie sprzężenia zwrotne zaczynają być czynnikiem, który dominuje w procesie ocieplenia.” Profesor Peter Wadhams, dyrektor Grupy ds. Fizyki Oceanu Polarnego Wydziału Matematyki Stosowanej Uniwersytetu Cambridge, wypowiedź z 10 czerwca 2016

„Klimat Ziemi do tej pory był systemem stabilnym. Obecna zmiana klimatu, za którą odpowiada rasa ludzka, jest dramatyczna w porównaniu z niewielkimi odchyleniami, jakie miały miejsce w międzyczasie. Kiedy zwiększamy w ten sposób ilość gazów cieplarnianych, konsekwencją jest nierównowaga, która prawdopodobnie nigdy nie doczeka się stabilizacji – nie powróci równowaga, dzięki której mogło zaistnieć i rozkwitnąć życie,” Minik Rosing, profesor geologii Muzeum Historii Naturalnej Danii oraz Uniwersytetu w Kopenhadze, badacz prehistorycznych zmian klimatu, wypowiedź z marca 2012

„Bogate w wodę planety takie jak Ziemia ostatecznie stają się niezdolne do utrzymania życia, ponieważ znajdująca się na powierzchni ciekła woda traci stabilność ze względu na wzrost temperatury związany ze wzrostem jasności słońca. Nie było wiadomo, czy wzrost stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze takich jak CO2 również może zniszczyć zdolność bogatych w wodę planet do utrzymania życia. Za pomocą trójwymiarowych symulacji pokazujemy w niniejszym badaniu, że wywołane przez CO2 wymuszanie destabilizuje klimat równie łatwo, jak wymuszanie słoneczne. Niestabilność klimatu spowodowana jest dodatnim sprzężeniem zwrotnym chmur i prowadzi do nowego stanu równowagi ze średnią globalną temperaturą powierzchni morza powyżej 330 K. (330 kelwinów to około 57°C; temperatura obecna to mniej więcej 15°C.).” Fragment streszczenia pracy badawczej pt. „Wysokie koncentracje CO2 mogą zniszczyć zdolność Ziemi do utrzymania życia,” opublikowanej w 9 lutego 2016 w Nature Communications.

Naukowcy Narodowego Laboratorium im. Lawrence’a Livermore’a zidentyfikowali mechanizm, który sprawia, że chmury niskie – a także ich wpływ na bilans energetyczny Ziemi – odmiennie reagują na globalne ocieplenie w zależności od swojego rozmieszczenia przestrzennego. Wyniki badania opublikowanego 31 października 2016 w Nature Geosciences sugerują, iż prognozy wzrostu temperatur, które opierają się wyłącznie na obserwacjach najnowszych trendów, mogą zaniżać wartość, o jaką ogrzeje się Ziemia wskutek rosnących koncentracji dwutlenku węgla.

Zespół naukowców z Uniwersytetu Binghamton zbadał kryształy wodorowęglanu sodu znalezione w Green River w Kolorado – formacji utworzonej 50 milionów lat temu, kiedy panował cieplarniany klimat. Okazało się, że ówczesny poziom dwutlenku węgla wynosił 680 ppm (części na milion), czyli o blisko połowę mniej od 1125 ppm przewidywanych w poprzednich eksperymentach. Koncentracje CO2 sprzed 50 milionów lat mogły nie być tak wysokie, jak uważaliśmy, lecz klimat był znacznie cieplejszy od obecnego. Nowe dane wskazują, iż dotychczasowe prognozy znacznie zaniżały wpływ efektu cieplarnianego, a klimat Ziemi może być bardziej wrażliwy na wzrost stężenia dwutlenku węgla niż sądzono. Dzisiejszy poziom atmosferycznego CO2 przekroczył 400 ppm. Jedyne bezpośrednie pomiary dawnych stężeń dwutlenku węgla pochodzą z rdzeni lodowych i sięgają niespełna milion lat wstecz. Tym razem badacze dokonali pomiarów chemicznych opartych na równowadze termodynamicznej. To doświadczenia laboratoryjne, których rezultaty są bardzo miarodajne. Wyniki opublikowano 23 października 2015 w piśmie Geology.

Naukowcy są zdania, że może już być za późno, aby uniknąć w tym stuleciu wzrostu globalnej temperatury nawet o 7.36 stopni Celsjusza powyżej poziomu, jaki panował przed epoką industrialną. Nowe badanie, opublikowane 9 listopada 2016 w Science Advances, sugeruje, iż wrażliwość Ziemi na gazy cieplarniane została zaniżona. Za pomocą pęcherzyków powietrza wydobytych z lodowych rdzeni badacze z USA i Niemiec zanalizowali globalne średnie temperatury z ostatnich 784 000 lat, prognozując jednocześnie wartości z końca bieżącego wieku. Według uzyskanych wyników wyższe poziomy CO2 spowodują większe rozgrzanie atmosfery, niż wskazują na to dotychczasowe, skrajnie zachowawcze szacunki [chociażby Międzyrządowego Zespołu ds. Zmiany Klimatu (IPCC)]. „Wrażliwość Ziemi na zmiany w zwiększających się koncentracjach CO2 rośnie wraz z postępującym ociepleniem klimatu,” wyjaśnił Tobias Friedrich z Uniwersytetu Hawajskiego w Manoa. Prawidłowość tę zaobserwowano podczas faz interglacjalnych (okresy między epokami lodowcowymi), podobnych do tej, w której aktualnie się znajdujemy. „Dla klimatu oznacza to ‚koniec gry’ – mam na myśli stabilizację ocieplenia poniżej niebezpiecznego poziomu (tj. 2 stopni Celsjusza),” powiedział klimatolog Michael Mann z Uniwersytetu Pensylwanii.

Zgodnie z ustaleniami pracy badawczej opublikowanej 2 marca 2016 w PLoS ONE mikroorganizmy glebowe – które wywierają ogromny wpływ na planetarny obieg węgla – mogą nie być zdolne do przystosowania się do zmiany klimatu w tempie i zakresie, jakie zakładała większość naukowców. Gleby zawierają olbrzymie pokłady węgla – w lasach więcej węgla zalega zazwyczaj pod powierzchnią niż w pniach i koronach drzew – którego kondycja stanowi istotny czynnik w kształtowaniu przyszłości Ziemi. Bakterie, grzyby i inne drobnoustroje są głównymi podmiotami dokonującymi konwersji węgla i innych pierwiastków na dwutlenek węgla i pozostałe gazy, które wydalane są do atmosfery. „Gleba jest głównym system buforowym zmian środowiskowych, a społeczność mikrobiologiczna jest podstawą tej odporności. Jeśli społeczność mikrobiologiczna nie jest tak odporna, jak przypuszczaliśmy, to podaje w wątpliwość wytrzymałość całego środowiska na zmianę klimatu,” powiedziała autorka Vanessa Bailey z Narodowego Laboratorium Pacyficznego Północnego Zachodu (Pacific Northwest National Laboratory). Wyniki oparte są na unikalnym 17-letnim badaniu gleb górskich ze wschodniego regionu stanu Waszyngton. Zespół przeniósł kilka próbek gleby 500 metrów w dół górskiego zbocza do cieplejszego, bardziej suchego klimatu, zaś inne próbki 500 metrów w górę do chłodniejszego, bardziej wilgotnego klimatu. Obie gleby, jak również nieprzeniesione próbki „kontrolne” z obu lokalizacji trafiły do laboratorium. Naukowcy przeanalizowali skład społeczności mikroorganizmów, ich aktywność enzymów, częstotliwość oddychania – czyli jak szybko mikroby zmieniają w glebie węgiel w dwutlenek węgla, który uwalniany jest do atmosfery. Badacze odkryli zdolność adaptacyjną mniejszą od oczekiwanej, nawet po 17 latach. Choć mikrobiologiczny skład próbek nie uległ znaczącej zmianie, mikroby w obu zestawach ‚przeszczepionych’ gleb zachowały wiele cech, które posiadały w swoim ‚rodzimym’ klimacie, w tym pierwotną częstotliwość oddychania. Przekaz analizy brzmi: naukowcy nie mogą już liczyć na szybką i elastyczną reakcję mikrobów na zmianę klimatu. „Fakt, że rodzime środowisko gleb nadal wywiera głęboki wpływ na aktywność mikroorganizmów po 17 latach jest dość zaskakujący,” powiedział współautor Ben Bond-Lamberty, naukowiec Instytutu Wspólnych Badań nad Zmianą Globalną (Joint Global Change Research Institute). „Nie możemy zakładać, że gleba odpowie na zmianę klimatu w sposób, który prognozuje wiele modeli,” dodał.

Po raz pierwszy zbadana została równowaga netto trzech głównych gazów cieplarnianych – dwutlenku węgla, metanu i podtlenku azotu – dla każdego regionu mas lądowych Ziemi. Wyniki opublikowano 9 marca 2016 w Nature. Okazało się, że wywołane przez człowieka ekosystemowe emisje metanu i podtlenku azotu przewyższają zdolność lądu do wchłaniania uwalnianego dwutlenku węgla. W konsekwencji biosfera lądowa przyczynia się do zmiany klimatu.

Praca badawcza zamieszczona 1 września 2016 w piśmie Weather wykazała, że w 2006 roku wegetacja planety osiągnęła szczyt absorpcji atmosferycznego dwutlenku węgla. Od tego czasu zdolność roślinności do pochłaniania CO2 raptownie spada. Według Jamesa Currana, współautora badania i byłego szefa szkockiej Agencji Ochrony Środowiska, jest to pierwszy dowód na to, iż przekraczamy krytyczny punkt nieodwracalnej zmiany klimatu. Wiadomość ta zaszokowała środowisko naukowe. Wcześniejsze szacunki zakładały, że swój maksymalny poziom konsumpcji dwutlenku węgla rośliny osiągną najwcześniej w 2030. Tymczasem nastąpiło to 10 lat temu. W samym 2014 redukcja absorpcji CO2 była równowartością rocznych emisji Chin. „W przyszłym sezonie spadek może już odpowiadać połączonym emisjom Chin i Australii,” wyjaśnia Curran. „Każdego roku jest gorzej.” Zdaniem badacza wegetacja straciła apetyt na dwutlenek węgla ze względu na konsekwencje globalnego ocieplenia – susze, upały i pożary. „Nadejdzie moment, w którym rośliny i drzewa przestaną pochłaniać CO2 i biosfera stanie się wyłącznie jego emitorem,” dodał Curran.

Badanie zamieszczone 1 grudnia 2016 w Nature zidentyfikowało kolejne sprzężenie zwrotne klimatu: ocieplenie Ziemi wywołane przez cywilizację industrialną sprawia, że gleby wydychają węgiel. Proces ten znany jest jako „kompostowa bomba”. Mikroorganizmy glebowe na ogół konsumują węgiel, a następnie uwalniają CO2 jako produkt uboczny. Duże obszary planety – od Alaski i północnej Kanady po Europę Północną i rozległe połacie Syberii – były wcześniej zbyt zimne, aby oddychanie gleb mogło tam zaistnieć. Wzrost temperatur spowodował, iż teraz wprowadzają one do atmosfery znacznie większe niż kiedykolwiek ilości dwutlenku węgla i metanu. Zjawisko to potwierdził też upubliczniony 13 grudnia 2016 raport o stanie Arktyki, opracowany przez Narodową Służbę Oceaniczną i Atmosferyczną USA (NOAA). Nawet przy natychmiastowym wstrzymaniu wszystkich cywilizacyjnych emisji gazów cieplarnianych, gleby nadal będą uwalniać taką samą ilość CO2 i CH4, jaką wytwarzał przemysł paliw kopalnych w połowie XX wieku. Przybierające na intensywności oddychanie gleb zwiększy atmosferyczne koncentracje CO2 o minimum 0.45-0.71 ppm rocznie. Naukowcy przyznają, że ich wyliczenia są zachowawcze. W rzeczywistości wartość ta może być aż cztery razy większa (2.7 ppm). Prognozy badawcze nie nadążają za tempem planetarnych zmian, należy zatem spodziewać się, że rzeczywistość po raz kolejny wyprzedzi oczekiwania. „Można śmiało powiedzieć, że globalne ocieplenie przekroczyło punkt bez powrotu i nie możemy już odwrócić jego skutków,” powiedział dr Thomas Crowther, główny autor pracy. „Nasza analiza przedstawia empiryczne dowody potwierdzające od dawna wyrażaną obawę, iż wzrost temperatur stymuluje proces utraty glebowego C na rzecz atmosfery, co napędza dodatnie sprzężenie zwrotne klimatu, które przyspieszy planetarne ocieplenie w XXI wieku,” napisali badacze. „To z kolei może oznaczać, że wszelkie starania ludzi mające ograniczyć emisje nie wystarczą, bo otacza nas zewsząd inne ich źródło – sama Ziemia.”

Z badania przeprowadzonego przez naukowców Departamentu Energii Narodowego Laboratorium Lawrence’a Berkeley’a (Lawrence Berkeley National Laboratory) i zamieszczonego 9 marca 2017 w Science wynika, iż wskutek ocieplenia klimatu grunty mogą uwolnić do atmosfery znacznie więcej dwutlenku węgla, niż się spodziewano. Doświadczenie polowe pozwoliło po raz pierwszy ustalić, co się dzieje z uwięzionym w ziemi organicznym węglem, gdy wszystkie warstwy gleby zostaną ogrzane do głębokości 100 centymetrów. Na trzech doświadczalnych poletkach roczne emisje CO2 z powierzchniowych i głębszych pokładów gruntu zwiększyły się od 34 do 37% w stosunku do gleb nieogrzewanych. Większość gazu pochodziła z warstw położonych niżej, co wskazuje na to, że ich wrażliwość na ocieplenie jest zdecydowanie wyższa od oczekiwanej. Gleby planety zawierają trzy razy więcej węgla niż atmosfera. Ponadto wzrost temperatur Ziemi przyspieszy tempo, w jakim jest on rozkładany przez drobnoustroje. To sprzężenie zwrotne spotęguje zmianę klimatu. Dotychczas eksperymenty terenowe koncentrowały się wyłącznie na górnych 20 centymetrach gruntu. Eksperci szacują, że poniżej tego poziomu zmagazynowanych jest ponad 50% zasobów organicznego węgla. Wysoka wrażliwość badanych gleb na ocieplenie była podobna na każdej głębokości. „Zakłada się, iż węgiel w gruncie rodzimym jest bardziej stabilny i nie reaguje na ocieplenie w takim stopniu, jak warstwa wierzchnia, ale dowiedzieliśmy się, że to nieprawda,” powiedziała Margaret Torn, współautorka analizy. „Warstwy głębsze zmagazynowały mnóstwo węgla, a nasza praca wskazuje, iż jest to kluczowy brakujący element w naszym rozumieniu tego potencjalnego sprzężenia zwrotnego klimatu planety.” Obecny i przyszły wpływ organicznego węgla na zmianę klimatu został zaniżony.

W czerwcu 2016 monitoring pokazał, że Amazonia emitowała więcej CO2 niż go pochłaniała. Bujna roślinność zamiast redukować tempo atmosferycznej akumulacji węgla pochodzącego ze spalania paliw kopalnych, przyspieszyła je. Dokonane przez Obserwatorium Kopernika powierzchniowe pomiary CO2 ustaliły, iż nad znacznymi obszarami Amazonii wartości koncentracji wahały się od 500 ppm do 800 ppm – były prawie dwukrotnie wyższe od średniej globalnej. Podobne skoki stężeń CO2 zarejestrowano w zalesionych regionach Afryki Zachodniej. Według monitoringu termicznego NASA wybuchają tam rozległe pożary. Zarówno Amazonia, jak i Afryka Zachodnia doświadczają od 4 lat wyjątkowej suszy. Kombinacja warunków suchych i rozprzestrzeniającego się ognia wypompowuje węgiel z roślin i gleb. Równikowe lasy przestają funkcjonować jako kluczowe pochłaniacze węgla, które spowalniały globalne ocieplenie. Dramatyzm tego trendu potęguje kolejne odkrycie. Badanie przeprowadzone przez naukowców brazylijskiego Centrum na rzecz Energii Nuklearnej w Rolnictwie ujawniło druzgocący fakt, który dotyczy Amazonki. Otóż emitowany przez rzekę dwutlenek węgla praktycznie odpowiada ilości tego gazu cieplarnianego pochłanianej przez amazoński las deszczowy. Wyniki analizy opublikowano 21 marca 2017 w czasopiśmie Frontiers in Marine Science.

Drzewa wychwytują węgiel z atmosfery, zwracają jego część w postaci tlenu, a resztę magazynują jako biomasę. Większość modeli klimatycznych zakłada, że usługi sekwestracji węgla w lasach deszczowych można zwiększać w nieskończoność – im więcej drzew, tym wyższy poziom pochłaniania i przechowywania CO2. Nowe badanie opublikowane 5 sierpnia 2019 w Nature Geoscience sugeruje, iż zdolność ta posiada swój limit. Naukowcy przyjrzeli się modelom ekosystemów i odkryli, że rezerwy składników odżywczych stanowią górną granicę wzrostu. Większość modeli, które pozwalają na symulację przyszłego rozwoju ekosystemów, opracowano dla umiarkowanych szerokości geograficznych, gdzie ogólna dostępność fosforu jest wystarczająca, powiedziała Katrin Fleischer z Politechniki w Monachium. Jednak na wielu obszarach Amazonii zostało go niewiele – ekosystem istnieje od wielu milionów lat i gleba została wypłukana ze składników odżywczych. Modele pokazały, że w przypadku niedoborów fosforu wzrost biomasy staje się mniej wydajny pod względem magazynowania węgla. Niektóre symulowane ekosystemy odnotowały gwałtowny spadek tej wydajności po wyczerpaniu rezerw fosforu. Oznaczałoby to, że lasy tropikalne osiągnęły już swój limit i nie są w stanie dalej absorbować dwutlenku węgla emitowanego przez ludzi, wyjaśniła Fleischer. Jeśli ten scenariusz okaże się prawdziwy, klimat Ziemi nagrzeje się znacznie szybciej, niż zakładano, dodała uczona.

Badanie Politechniki Federalnej w Lozannie (EPFL), zamieszczone 8 maja 2017 w piśmie naukowym Ecosystems, po raz pierwszy zmierzyło wpływ zmiany klimatu na strumienie alpejskie. Wyniki są niepokojące: po łagodnej zimie, z mniejszą ilością śniegu, strumienie uwalniają więcej dwutlenku węgla, niż pochłaniają. Alpy doświadczyły w ostatnich latach redukcji opadów. Od dekady było wiadomo, że tamtejsze strumienie, jeziora i rzeki wprowadzają do atmosfery duże ilości CO2. Dopiero nowa analiza była w stanie wykazać, iż alpejskie cieki wodne stały się w tym czasie emiterami netto CO2. Zadaniem naukowców postępujące ocieplenie planety nasili to zjawisko.

Miano nadzieję, że duże ilości ogrzewającego planetę dwutlenku węgla zostaną pogrzebane w glebach. Była ona rażąco nieuzasadniona. Badanie opublikowane 23 września 2016 w Science ustaliło, że grunty wchłoną w bieżącym stuleciu znacznie mniej węgla niż przypuszczano. Datowanie radiowęglowe gleb, w połączeniu z poprzednimi modelami absorpcji węgla, wykazało, iż prognozowany powszechnie potencjał sekwestracji CO2 w walce ze zmianą klimatu przeszacowano aż o 40%. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine (UCI) odkryli, że modele wykorzystywane przez Międzyrządowy Zespół ds. Zmiany Klimatu (IPCC) zakładają zbyt szybkie tempo gruntowego obiegu węgla. Dane ze 157 próbek ziemi pobranych na całym świecie pokazują, iż obecny w nich węgiel jest sześciokrotnie starszy niż sądzono. Oznacza to, że gleby będą potrzebowały setek, a nawet tysięcy lat, by wchłonąć duże ilości dodatkowego CO2 wpompowanego do atmosfery w wyniku działalności człowieka – to zbyt długo, by pomóc w uniknięciu katastrofalnego globalnego ocieplenia. „Znaczna ilość dwutlenku węgla, która według naszych przypuszczeń miała być zmagazynowana w glebach, w rzeczywistości pozostanie w atmosferze,” powiedział Steven Allison, współautor badania, profesor ekologii, biologii ewolucyjnej i nauk o Ziemi na Uniwersytecie Kalifornijskim. Gleba to największy lądowy rezerwuar węgla na Ziemi. Absorbuje go z obumierających drzew i roślinności. IPCC kalkulował, że w wyniku odwrócenia trwającego od stuleci procesu masowego wylesiania uda się zredukować aktualny poziom atmosferycznych koncentracji CO2 – ponad 400 ppm – o blisko 40 ppm. Według innych błędnych symulacji zmiany w praktykach rolniczych miały umożliwić wchłonięcie ogromnych ilości tego gazu. Po raz kolejny modele dramatycznie rozminęły się z realiami.

Według konkluzji badania zamieszczonego 3 listopada 2016 w Scientific Reports dotychczasowe metody cywilizacyjnej eksploatacji lądu sprawią, że gleby staną się niebawem źródłem atmosferycznego dwutlenku węgla netto. Przykładowo we Francji utracą one w tym stuleciu jedną czwartą zawartego w nich węgla. Obecnie grunty pochłaniają CO2 i częściowo przeciwdziałają skutkom antropogenicznej zmiany klimatu. Już samo jej tempo i charakter zmniejszą zdolność gleb do magazynowania węgla, ale eksperci z Uniwersytetu w Exeter, INRA, CERFACS i Uniwersytetu w Lowanium odkryli, że sposób użytkowania gruntów przyspieszy ten proces.

Aktualne modele zmiany klimatu przeceniają zdolność roślin do wchłaniania dwutlenku węgla. Analiza molekularna fotosyntezy, przeprowadzona w Laboratorium Badań nad Roślinami (Plant Research Laboratory – PRL) i opublikowane 10 lipca 2018 w Environmental Research Letters, uwzględniła w modelach zjawisko granic fotosyntezy. Wynik: stężenia atmosferycznego CO2 będą rosły szybciej, niż zakładano. Fotosynteza podtrzymuje życie na Ziemi. Organizmy fotosyntetyczne przejmują dwutlenek węgla i przetwarzają go w trakcie serii reakcji znanych jako cykl Calvina-Bensona. Węgiel służy do produkowania fosforanu triozy – cząsteczki, która ostatecznie zamienia się w sacharozę, „walutę” energetyczną, która zasila rośliny i resztę łańcucha pokarmowego. Proces ten określany jest jako TPU (wykorzystanie fosforanu triozy). Istnieje jednak granica ilości węgla, którą są w stanie spożytkować rośliny. „Kiedy fotosynteza dostaje za dużo dwutlenku węgla, nie zdoła wystarczająco szybko przeobrazić go w cukry”, wyjaśnia Tom Sharkey, profesor z PRL. „Fotosynteza nie może w nieskończoność zwiększać poziomu produktywności. W końcu zderza się z górnym limitem i dodatkowa ilość dwutlenku węgla w niczym już nie pomaga. W rzeczywistości zdarza się, iż rośliny absorbują mniej CO2, gdy jego koncentracje atmosferyczne rosną”. Na przykład, kiedy naukowcy podwoili ograniczenie TPU i tym samym fotosyntezy, wówczas modele pokazały, że w najbliższych dekadach w atmosferze pozostanie 9 gigaton węgla, który nie trafi do roślin. „Prognoza jest alarmująca. Zdolność roślin do kontrolowania poziomu atmosferycznego dwutlenku węgla jest słabsza, niż myśleliśmy”, przyznał Sharkey.

Badanie opublikowane 8 kwietnia 2016 w Science ujawniło, że dotychczasowe prognozy zmiany klimatu znacznie zaniżyły rolę, jaką odgrywają chmury, dlatego ocieplenie będzie o wiele gorsze od przewidywanego. Analiza danych satelitarnych przeprowadzona m.in. przez badaczy Uniwersytetu Yale ujawniła, iż chmury zawierają więcej cieczy niż lodu. Chmury z kryształkami lodu w większym stopniu odbijają światło słoneczne, które nie dociera w ten sposób do powierzchni Ziemi i nie ogrzewa jej. Zaniżenie aktualnego poziomu kropelek w chmurach wskazuje na to, że modele ocieplenia są błędne. Co więcej, wskutek wzrostu atmosferycznego CO2 mniej chmur osiągnie stan odbijający ciepło, a więc szacunki ocieplenia muszą zostać zrewidowane w górę.

Badacze z Uniwersytetu Stanu Waszyngton odkryli, że emisje gazów cieplarnianych z jezior i wód śródlądowych mogą być o 45% większe niż sądzono dotychczas. Ich ustalenia, opublikowane 24 maja 2016 w Environmental Research Letters, sugerują, że ekosystemy lądowe nie są tak dobrym rezerwuarem węgla, jak zakładali naukowcy.

Obserwacje przeprowadzone na Oceanie Południowym w 1994 ustaliły, że jego powierzchnia ma mało tlenu, dużo węgla i jest bardzo mocno zakwaszona. Były to skutki potężnego upewllingu, który teraz jest stałą cechą akwenu. Pochłaniając duże ilości dwutlenku węgla, Ocean Południowy zwalniał tempo globalnego ocieplenia. Jednak wstępne dane z 2016 sugerują, że upwelling może ograniczać absorpcję CO2. Naukowcy są w posiadaniu narzędzi, które po raz pierwszy pozwalają im rejestrować ten proces niemal w czasie rzeczywistym, zwłaszcza zimą. „Widzimy trafiające do atmosfery strumienie CO2, które są o wiele większe niż szacowaliśmy,” powiedział Jorge Sarmiento, oceanograf z Uniwersytetu Princeton. „To dość oszałamiające,” dodała Alison Gray, główna autorka badania. „Oznacza to, że Ocean Południowy jest potencjalnie znacznie słabszym pochłaniaczem węgla niż zakładano.”

Według badania opublikowanego 30 marca 2020 r. w czasopiśmie Międzynarodowego Towarzystwa Ekologii Mikrobowej zdolność Północnego Atlantyku do pochłaniania dwutlenku węgla została znacznie zawyżona. Zimowe i wiosenne próbki planktonu, pobrane po raz pierwszy w historii na zachodnim obszarze akwenu, ujawniły, że rozmiary komórek są dużo mniejsze, niż zakładano. W związku z tym absorbowany przez te organizmy węgiel nie tonie bardzo głęboko i szybko, i nie pozostaje w głębinach bardzo długo. Odkrycie wymusi poważną rewizję wyliczeń dotyczących globalnego ocieplenia. „Zidentyfikowaliśmy błędne przekonanie. Z pewnością fakt ten wpłynie na modele przepływów węgla”, stwierdził mikrobiolog Steve Giovannoni z Uniwersytetu Stanowego Oregonu, współautor pracy. „Będą one wymagały więcej niż tylko drobnej korekty”, dodał uczony. Wiosenny rozkwit fitoplanktonu na Północnym Atlantyku jest prawdopodobnie największym mechanizmem biologicznym sekwestracji węgla na Ziemi. Niczym rozległy las drobnych roślin, unoszący się w nasłonecznionej górnej części oceanu, fitoplankton absorbuje CO2 poprzez fotosyntezę. Im jest większy, tym większa jest szansa, że opadnie do głębokiej mezopelagicznej strefy oceanu, gdzie magazynowanie węgla może trwać nawet przez ponad 1 000 lat. Do tej pory modele klimatyczne zakładały, iż dominują okrzemki – jeden z największych rodzajów planktonu. Okazało się jednak, że stanowią one bardzo niewielki procent biomasy w porównaniu ze znacznie mniejszymi cyjanobakteriami, pikofytoeukariotami i nanofitoeukariotami. „Zastanawiamy się, dlaczego nasze wrażenia dotyczące tego fragmentu Wszechoceanu tak dalece odbiegają od panujących realiów”, powiedział Giovannoni. „Istnieją trzy możliwości: nowy sprzęt pozwala nam wyraźniej widzieć mniejszy plankton, poprzednie badania koncentrowały się bardziej na wschodnich regionach Atlantyku lub zmiana klimatu zmienia już biologię oceanu”.

**Nowa technologia opracowana przez ekspertów z Uniwersytetu Bern pozwoliła na dokładne zrekonstruowanie dawnych k oncentracji dwutlenku węgla. Wysoka rozdzielczość pomiarów rdzenia lodu wydobytego na Antarktydzie ujawniła skład atmosfery Ziemi sprzed 330 000–450 000 lat. Naukowcy porównali skoki stężeń CO2, do jakich doszło w okresach międzylodowcowych, z nieprzerwanym wzrostem emisji tego gazu, których źródłem jest cywilizacja przemysłowa. Naturalne skoki atmosferycznych koncentracji CO2 zachodziły prawie dziesięć razy wolniej od ich wzrostu zarejestrowanego w ciągu ostatniej dekady, powiedział Christoph Nehrbass-Ahles, główny autor badania opublikowanego 21 sierpnia 2020 r. w Science. **

Pomiary 2015-2020

W 2015 roku koncentracje dwutlenku węgla w atmosferze wzrosły o największą wartość w historii pomiarów. Obserwatorium Mauna Loa na Hawajach zarejestrowało poziom o 3.05 ppm (części na milion) wyższy w stosunku do roku 2014. Dr Pieter Tans, główny badacz z Globalnej Sieci Porównawczej Gazów Cieplarnianych NOAA (Global Greenhouse Gas Reference Network), powiedział, że nowemu rekordowi towarzyszyły cztery kolejne lata, w których nastąpił wzrost atmosferycznego stężenia CO2 o ponad 2 ppm. „Nigdy czegoś podobnego nie zaobserwowaliśmy. To bezprecedensowe,” dodał. Kiedy ostatnim razem Ziemia doświadczyła nieprzerwanego wzrostu stężenia dwutlenku węgla, 11.000 i 17.000 lat temu, jego tempo było co najmniej 200 razy wolniejsze od dzisiejszego.

Przed rokiem 2015 najwyższą roczną stopę wzrostu atmosferycznego CO2 odnotowano w 1998 – wyniosła 2.9 ppm. Rekord ten został pobity właśnie w 2015, kiedy zawartość CO2 w atmosferze skoczyła o 3.05 ppm. Od stycznia do czerwca 2016 tempo atmosferycznej akumulacji tego gazu cieplarnianego zwiększyło się w stosunku do sezonu minionego o oszałamiające 3.68 ppm. To prawie czterokrotnie więcej niż na początku lat 60. XX wieku.

Autorzy badania opublikowanego 13 czerwca 2016 w Nature Climate Change ustalili, że przekroczony został kolejny punkt krytyczny: stężenie dwutlenku węgla w atmosferze nie spadnie już poniżej poziomu 400 ppm. „Nasza prognoza potwierdza, że zapis koncentracji CO2 w Obserwatorium Mauna Loa nie znajdzie się za naszego życia poniżej symbolicznego pułapu 400 ppm,” oświadczył zespół Richarda Bettsa z Centrum Hadley’a brytyjskiego Met Office. Wartość stężenia będzie rosnąć nieprzerwanie nawet w przypadku ustabilizowania przemysłowych emisji gazów cieplarnianych, gdyż każdy sezon przynosi przyrost netto długowiecznego CO2. Przed rozpoczęciem rewolucji przemysłowej atmosfera zawierała 280 ppm tego gazu.

23 maja 2016 stacja meteorologiczna usytuowana na odległym krańcu Antarktydy zarejestrowała koncentracje CO2 o wartości 400 ppm. Biegun południowy nie doświadczył tego poziomu od co najmniej 4 milionów lat.

Od początku 2016 roku Obserwatorium Mauna Loa odnotowuje rekordowe skoki dziennych koncentracji atmosferycznego CO2. 26 stycznia: 403.85 ppm. 2 marca: 406.46 ppm (średnia wartość koncentracji w lutym 2016 wyniosła 404.2 ppm; wynik z lutego 2015 to 400.26 ppm). 10 kwietnia: 409.34 ppm (w tym samym dniu roku minionego: 403.19 ppm). W maju 2016 średni poziom koncentracji CO2 wyniósł 407.70 ppm. Rok wcześniej był niższy aż o 3.76 ppm.

W 2016 koncentracje CO2 w atmosferze zwiększyły się o 3.36 ppm. To wynik znacznie wyższy od poprzedniego rekordu ustanowionego w 2015. Linia trendu wskazuje na przyrost atmosferycznego dwutlenku węgla w tempie 6 ppm rocznie do 2026. Obserwowane przyspieszenie wzrostu stężenia ma miejsce mimo doniesień, iż przez trzeci sezon z rzędu przemysłowe emisje tego gazu (w tym z produkcji cementu) podskoczyły nieznacznie.

26 kwietnia 2016 obserwatorium Mauna Loa odnotowało rekordową wartość dziennych koncentracji dwutlenku węgla: 412.63 ppm. „Przygnębiające jest to, że minęły zaledwie dwa lata od przekroczenia poziomu 400 ppm,” powiedział Gavin Foster, paleoklimatolog z Uniwersytetu w Southampton.

W pobliżu jeziora Bajkał, na terenach ogarniętych pożarami, 24 czerwca 2017 odnotowano koncentracje CO2 na rekordowym poziomie 561 ppm.

10 listopada 2018 r. wskaźnik CO2 w obserwatorium Mauna Loa na Hawajach pokazał 809 ppm w ślad za tragicznymi pożarami w Kalifornii.

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego potwierdzili 2 maja 2018, że średnie miesięczne koncentracje dwutlenku węgla przekroczyły w kwietniu 2018 wartość 410 ppm. Stało się to po raz pierwszy w historii naszego gatunku. W dniu 23 kwietnia 2018 średni godzinny poziom atmosferycznego CO2 zarejestrowany w laboratorium Mauna Loa wyniósł 413.37 ppm. Pięć dni wcześniej we wschodniej Syberii – gdzie wybuchły pożary – odnotowano stężenie dwutlenku węgla na poziomie 973 ppm.

21 stycznia 2019 r. padł kolejny rekord średnich godzinnych koncentracji CO2: czujniki w obserwatorium Mauna Loa na Hawajach zarejestrowały wynik znacznie przekraczający 414 ppm. 22 stycznia średni dzienny poziom stężenia CO2 wyniósł 413,86 ppm. Met Office, narodowy serwis meteorologiczny Wielkiej Brytanii, prognozuje, że w maju 2019 średnia miesięczna wartość koncentracji osiągnie pułap 414,7 ppm.

15 maja 2019 r. w obserwatorium Mauna Loa na Hawajach odczytano rekordowy poziom koncentracji CO2: 415,64 ppm. Na przełomie kwietnia i maja kilka dziennych zapisów temperatur znacznie przekroczyło 414 ppm. Jeden z nich zbliżył się do 416 ppm. 10 lutego 2020 r. pułap ten został przekroczony: na Hawajach zarejestrowano średnią dobową wartość 416,08 ppm. Trzy miesiące później – 3 maja 2020 r. – padł tam nowy dzienny rekord stężenia dwutlenku węgla: 418,12 ppm. W pierwszych dniach miesiąca wartości godzinne były wyższe od 419 ppm.

Powyższe wyniki korespondują ze średnią temperaturą Ziemi, która była wyższa od wartości z 1750 r. o 10°C. Gwałtowny wzrost średniej globalnej temperatury o 5°C/6°C w stosunku do epoki przedprzemysłowej wystarczy, by pozbawić planetę większości życia.

Wkraczamy w okres, w którym atmosfera zaczyna przypominać stan, jaki panował 15-17 milionów lat temu podczas optimum klimatycznego pierwszej połowy miocenu, kiedy to po raz ostatni stężenia CO2 przekroczyły próg 405 ppm. Ówczesne warunki planetarne radykalnie odbiegały od obecnych. Stężenia atmosferycznego dwutlenku węgla ulegały skrajnym wahaniom od 300 do 500 ppm. Temperatury przekraczały wartości odnotowane w XIX wieku o 3-5 stopni Celsjusza. Poziom morza był wyższy o 36-58 metrów. Należy pamiętać, że aktualne koncentracje atmosferycznego metanu wynoszą >2000 ppb (części na miliard). Jako że w perspektywie krótkoterminowej gaz ten ma co najmniej 100 razy większy potencjał ocieplenia niż dwutlenek węgla, generuje ciepło równe >200 ppm CO2. Zatem atmosferyczny ekwiwalent koncentracji dwutlenku węgla przekroczył już 600 ppm.

Komentarz analityka klimatycznego Harolda Hensella z 10 czerwca 2016: „CO2 gromadzi się w atmosferze wyżej niż metan. Obrazuje to poniższa mapa. Poziom 93 znajduje się wysoko w atmosferze. Poziom 100 jest na wysokości około 9.144 metrów. Klimatolodzy z NASA obliczyli, że maksymalnym, pozwalającym nam przetrwać pułapem koncentracji CO2 jest przedział od 300 do 350 ppm. Jego przekroczenie ogrzewa klimat, który staje się zabójczy. Na mapie nie powinno być żadnego innego koloru z wyjątkiem głębokiego fioletu. Jak widać wartości 350 ppm w ogóle na niej nie występują. Wystarczy spojrzeć na stężenia CO2 nad Oceanem Arktycznym, za które odpowiadają uruchomione przez nas emisje gazowe z syberyjskich torfowisk. Szybko zmierzamy w stronę zabójczego klimatu.”

Badacze Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz, Uniwersytetu Hawajskiego w Manoa i Uniwersytetu w Bristolu udowodnili, że tempo antropogenicznej emisji dwutlenku węgla nie ma precedensu od 66 milionów lat. Wyniki ich dochodzenia opublikowało 21 marca 2016 czasopismo naukowe Nature Geoscience.

Naukowcy odkryli przyczynę nagłych zmian klimatu, które podczas epok lodowcowych powodowały na przestrzeni zaledwie kilku dziesięcioleci wahania temperatury sięgające 15°C. Badanie opublikowane 19 czerwca 2017 w Nature Geoscience wykazało, iż rosnące poziomy CO2 osiągnęły punkt krytyczny, co uruchomiło reakcję łańcuchową (sprzężeń zwrotnych) i nastąpił gwałtowny wzrost temperatur. Jest to kolejny dowód na to, że emisje CO2 prowadzą do niespodziewanych, nagłych wstrząsów w planetarnym klimacie, za które odpowiada przekroczenie określonego progu koncentracji atmosferycznych. „Nasze wyniki pokazują, że stopniowy wzrost stężeń dwutlenku węgla osiąga punkt krytyczny, co powoduje raptowne zmiany temperatury, które w krótkim czasie wywierają znaczący wpływ na klimat półkuli północnej,” powiedział profesor Stephen Barker, współautor badania i wykładowca w Szkole Nauk o Ziemi i Oceanach przy Uniwersytecie w Cardiff.

(2) Przekroczony krytyczny limit

W 2009 roku międzynarodowi negocjatorzy – technokraci i neoklasyczni ekonomiści – uzgodnili na konferencji klimatycznej ONZ w Kopenhadze, iż maksymalny wzrost globalnej temperatury o 2°C jest gwarancją uniknięcia najgorszych skutków zmian klimatycznych. Granica ta jest konsensusem polityczno-biznesowym i nie ma nic wspólnego z ustaleniami badawczymi. Już w 1990 roku Grupa Doradcza Narodów Zjednoczonych ds. Gazów Cieplarnianych ostrzegła, że „wzrost temperatury powyżej 1°C może wywołać szybkie, nieprzewidywalne i nieliniowe reakcje, które mogą prowadzić do rozległych uszkodzeń ekosystemu.” Już teraz jesteśmy ich świadkami. W grudniu 2013 czasopismo PLoS ONE upubliczniło wyniki kompleksowej analizy, obejmującej szeroką gamę dyscyplin, której autorzy z zespołu Jamesa Hansena stwierdzili, iż wzrost o 2°C to „przepis na katastrofę.” Wynikiem przekroczenia tego progu będzie intensyfikacja dodatnich sprzężeń zwrotnych i raptowny skok temperatury planety o kolejne 4°C. „Kiedy ostatnim razem Ziemia była cieplejsza o 6°C, dżunglę Amazonii zamieszkiwały węże o gabarytach autobusu, największy ssak zdolny do utrzymania temperatury ciała miał rozmiary ryjówki, a zakwaszone oceany pozbawione były planktonu.”

Komentarz opublikowany 6 maja 2015 na łamach Nature nie pozostawia złudzeń: nawet gdyby mogło zapobiec katastrofie, zatrzymanie wzrostu temperatury Ziemi poniżej poziomu 2°C jest nierealne. „Rozczarowanie pojawiło się na długo przed 21. Konferencją państw stron (COP21) Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu (UNFCCC), która odbędzie się w grudniu 2015 w Paryżu. Naukowcy, politycy i opinia publiczna zdążyli już zaakceptować fakt, iż spodziewany postęp w rozmowach nie będzie wystarczający, aby utrzymać średni wzrost temperatury globalnej poniżej 2°C – limitu określonego na szczycie klimatycznym ONZ w 2010. Celem negocjacji stało się to, co jest możliwe politycznie, a nie to, co jest pożądane pod względem środowiskowym. Nikt już nie koncentruje się na globalnym, ustalonym odgórnie celu stabilizacji emisji lub wiążącym prawnie budżecie węglowym. Spotkanie w Paryżu skupi się na dobrowolnych, oddolnych zobowiązaniach redukowania emisji przez poszczególne państwa.”

Badanie opublikowane 24 lipca 2008 w Proceedings of the National Academy of Sciences wykazało, że świat ma zagwarantowany szybki wzrost temperatury o 2.4°C powyżej średniej wartości z okresu poprzedzającego rewolucję przemysłową – nawet przy utrzymaniu koncentracji gazów cieplarnianych z 2005 roku i bez uwzględnienia wpływu dodatnich sprzężeń zwrotnych.

→ W marcu 2020 r. globalne ocieplenie przekroczyło poziom 2°C

(3.1) Rosnące globalne koncentracje metanu

Metan jest gazem, którego zdolność zatrzymywania ciepła przez pierwsze dwie dekady po emisji jest 84 razy większa od potencjału cieplarnianego dwutlenku węgla.

Obliczenia bilansu cieplnego (energetycznego) metanu wykazały, że wartość jego atmosferycznych koncentracji wynosząca 1250 ppb wyznacza górną granicę poziomu zrównoważonego. Jej przekroczenie sprawia, że mniej ciepła ulega rozproszeniu, gdyż gaz gromadzi go więcej. Ziemia zaczyna się ogrzewać.

Średnia globalna wartość koncentracji metanu w XVIII wieku wynosiła 725 ppb; obecnie znajduje się na poziomie 1820 ppb.

4 sierpnia 2015 zarejestrowano najwyższy średni globalny poziom koncentracji metanu – 1840 ppb. Odczyt wartości szczytowej wskazał 2477 ppb.

16 listopada 2015 padł nowy rekord atmosferycznego stężenia metanu: 2512 ppb.

8 stycznia 2016 roku odnotowano kolejny rekord koncentracji metanu w ziemskiej atmosferze: 2.963 ppb. Poziomy maksymalne pojawiają się na wyższych szerokościach geograficznych półkuli północnej, co oznacza, że skoki generowane są przez sprzężenie zwrotne uruchomione w Arktyce.

20 lutego 2016 NOAA MetOp zarejestrowały gwałtowny dzienny wzrost koncentracji atmosferycznego metanu o wartości 3.096 ppb. Lokalizacje odczytów wskazują na to, że za ten bardzo wysoki poziom odpowiada najpewniej metan pochodzący z dna Oceanu Arktycznego opodal Grzbietu Gakkela, który znajduje się w sąsiedztwie Wschodniego Syberyjskiego Szelfu Kontynentalnego.

„Obserwujemy alarmujący rozwój wypadków,” powiedziała Catherine Myhre, starszy pracownik naukowy Norweskiego Instytutu Badań nad Powietrzem (Norwegian Institute for Air Research – NILU). W ostatnich latach poziom metanu odnotował w Arktyce gwałtowny wzrost. Trend potwierdzają wstępne wyniki z 2015 roku. Nowy raport pt. „Monitoring gazów cieplarnianych i aerozoli w Obserwatorium Zeppelin w Svalbardzie i Obserwatorium Birkenes w Aust-Agder” pokazuje, że w norweskich stacjach meteorologicznych odczyty koncentracji są znacznie wyższe w porównaniu ze średnią wartością globalną. Ponadto norweskie pomiary wskazały również rekordowe poziomy dwutlenku węgla.

Według badania zamieszczonego 5 października 2016 na łamach Nature globalne emisje metanu mogą być nawet dwukrotnie wyższe od wcześniejszych ustaleń. Nowa analiza wykorzystała bazę danych 100 razy większą niż dotychczasowe, a także metodologię eliminującą dyskusyjne założenia leżące u podstaw poprzednich modeli. Ilość metanu uwalnianego podczas produkcji i eksploatacji gazu ziemnego, ropy naftowej i węgla jest większa o 20-60%. Powiązane emisje przemysłowe i naturalne ze źródeł geologicznych przekraczają obecne szacunki o 60-110%.

→ Nagła zmiana klimatu: W ciągu pięciu lat globalne emisje metanu skoczyły o 50%

(3.2) Zanikający lód morski, rosnące emisje arktycznego metanu

Międzynarodowe badanie zamieszczone w grudniu 2016 w prestiżowym dzienniku Palaeoworld zawarło groźne – i prawdopodobnie prorocze – ostrzeżenie, które zostało zignorowane przez media. „Globalne ocieplenie wywołane uwalnianiem dwutlenku węgla może być katastrofalne,” napisali w streszczeniu autorzy. „Jednakże uwalnianie metanu z hydratów może być apokaliptyczne.” Praca zatytułowana „Hydrat metanu: Zabójcza przyczyna największego masowego wymierania” podkreśla fakt, iż najważniejszą zmienną wielkiego wymierania permskiego, które miało miejsce 250 milionów lat temu i wyniszczyło ponad 90% wszystkich gatunków Ziemi, były hydraty metanu.

Według interpretacyjnego przeglądu literatury badawczej, opublikowanego 8 lutego 2017 przez Amerykańską Służbę Geologiczną i Uniwersytet Rochester, spowodowany ociepleniem klimatu rozkład hydratów „nie powinien” doprowadzić do uwolnienia ogromnej ilości metanu do atmosfery. Tymczasem raport analityków Arctic News z 13 marca 2017 wyjaśnił, iż trwające erupcje dużych ilości metanu z dna Oceanu Arktycznego pozostają w znacznym stopniu niewykryte przez lądowe stacje pomiarowe.

Dysocjacja hydratów metanu z dna Oceanu Arktycznego trwa. Przyspieszający spadek ilości śniegu i morskiej pokrywy lodowej sprawia, iż Arktyka absorbuje więcej słonecznego światła, co dodatkowo ogrzewa wody oceanu i powoduje dalszą destabilizację hydratów.

„Emisje metanu nie są uzależnione wyłącznie od całkowitego zaniku letniego lodu morskiego. Wystarczy że lód znika z płytkich szelfów, co pozwala wodzie nagrzewać się poprzez absorpcję promieniowania słonecznego. Tak właśnie się dzieje. Szelfy są bez lodu. Każdego lata temperatura powierzchni wody wynosi +7/+11°C. Ze względu na niewielką głębokość, w strefie przydennej odnotowywane są wartości powyżej zera. To oznacza, że topnieje dno, czyli przybrzeżna wieczna zmarzlina będąca pozostałością po ostatniej epoce lodowcowej. Zatem ocean przestał pełnić rolę bufora chroniącego dno przed ogrzaniem. Dawniej tak było, bo letni lód sięgał wybrzeża. Dlatego co roku obserwujemy coraz bardziej intensywne emisje metanu.” Profesor Peter Wadhams, były dyrektor Grupy ds. Fizyki Oceanu Polarnego Wydziału Matematyki Stosowanej Uniwersytetu Cambridge, wypowiedź z 28 grudnia 2016

Najniższy letni zasięg arktycznego lodu morskiego odnotowano 16 września 2012: 3.41 milionów kilometrów kwadratowych.

Najniższy średni zasięg roczny morskiej pokrywy lodowej miał miejsce w 2016.

Rok 2015

Różnica między wzrostem wartości temperatur lądowych i morskich przyspiesza międzykontynentalne wiatry. W dniu 9 stycznia 2015 roku prądy strumieniowe osiągnęły prędkość 410 kilometrów na godzinę. Przecinają one Ocean Arktyczny. Codziennie anomalie temperatury przekroczyły w Arktyce średnią z lat 1979-2000 aż o 4°C.

Szybsze wiatry oznaczają większe parowanie wody; cieplejsze powietrze przetrzymuje więcej pary wodnej, co wywołuje ulewy. Ciepłe i wietrzne burze przemieszczające się przez Morze Barentsa przyniosły ze sobą potężne fale o wysokości do 12 metrów. Kombinacja opadów deszczu i silnych podmuchów niszczy integralność lodu. Jego fragmenty wyprowadzane są z Arktyki przez przyspieszane wiatrami prądy.

5 maja 2015 Narodową Służba Oceaniczna i Meteorologiczna USA (NOAA) poinformowała, że podczas minionej zimy ilość arktycznego lodu była najmniejsza dla tego okresu w historii obserwacji satelitarnych.

20 maja 2015 zarejestrowano najniższy dla tego okresu zasięg morskiego lodu Arktyki. Tydzień później nastąpiła kolejna rekordowa redukcja. 23 maja 2015 na Alasce słupek rtęci podniósł się do 32.78°C.

16 czerwca 2015 zasięg lodu morskiego Arktyki uległ zmniejszeniu o 340 tysięcy kilometrów kwadratowych. (Do roku 2007 sporadyczną dobową redukcję o 100 tysięcy kilometrów kwadratowych nazywano „spadkiem stulecia”.)

2 lipca 2015 w kole podbiegunowym północnym odnotowano temperaturę 37.1°C.

19 lipca 2015 powierzchnia morza w Cieśninie Beringa miała aż 19°C. 4 sierpnia 2015 temperatura powierzchni wód wpływających przez tę cieśninę do Oceanu Arktycznego sięgnęła 20.5°C. Anomalie temperatury powierzchniowej wyniosły aż 8.7°C. 7 sierpnia 2015 morska powierzchnia pomiędzy Grenlandią i Svalbardem była rozgrzana do 11.8°C; to anomalia o wartości 8.5°C.

Pomiary zasięgu lodu morskiego z 5 sierpnia 2015, których dokonał japoński system monitoringu JAXA, znalazły się w trzecim najniższym dla tej pory roku zakresie; lód o grubości powyżej 3 metrów pokrywał rekordowo mały obszar. ćć letniego lodu morskiego kontynuuje trend spadkowy po krótkim wzroście odnotowanym w 2013 i 2014 roku. Wartości zasięgu praktycznie wszystkich wewnętrznych mórz Oceanu Arktycznego podążały śladem największej utraty lodu w sezonie 2012. Wody Morza Łaptiewów i Morza Wschodniosyberyjskiego, gdzie zalegają wysokie koncentracje metanu, były otwarte.

Grubość letniego lodu morskiego w Arktyce nie prezentowała się tak źle od początku obserwacji – nawet w 2012 roku. Zwłaszcza jeśli weźmiemy pod uwagę utratę lodu wieloletniego. Na północ od Grenlandii i Wysp Kanady miał on grubość ponad 4 metrów. Był charakterystyczną cechą Oceanu Arktycznego przez ponad 100.000 lat. Utrzymywał się przez cały rok, także podczas sezonu topnienia. Teraz praktycznie zniknął. Fakt ten ma znaczenie fundamentalne. Od wieloletniego lodu uzależniona była siła pokrywy przyszłorocznej, ponieważ działał on jako absorbujący ciepło bufor, bez którego cieńszy lód staje się bardziej podatny na załamania, ulega szybszemu roztopieniu. Pozbawione obecnie wieloletniego lodu morskiego wody Arktyki wchłaniają – i wchłaniać będą – ogromne ilości ciepła.

Grubość lodu morskiego Arktyki: 24 września 2012, 2015

Mapa z 5 września 2015 pokazała, że w porównaniu z tym samym okresem sezonu 2012 – kiedy to zasięg pokrywy na Oceanie Arktycznym był rekordowo niski – grubego lodu morskiego właściwie nie było. Powyższa ilustracja porównuje stan z 24 września 2012 z prognozą na 24 września 2015. Mimo większego zasięgu lodu sytuacja w sezonie 2015 była znacznie groźniejsza niż trzy lata wcześniej: jedynie pokrywa barwy jasno-zielonej, żółtej i czerwonej miała grubość przekraczającą 3 metry. Ciepło oceanu roztapia ją od spodu.

7 listopada 2015 temperatura powierzchni morza w pobliżu Svalbardu wynosiła aż 15.8°C. O tej porze roku powinna być bliska punktu zamarzania. Tymczasem odnotowano anomalię o wartości 13.7°C. W Cieśninie Beringa anomalie sięgnęły 6°C i 10.9°C. Prądy przenoszą ciepłą wodę z Oceanu Atlantyckiego do Oceanu Arktycznego. To w głębinach panują wyższe temperatury, ale w sąsiedztwie Svalbardu rozgrzane wody wydostają się na powierzchnię. Obserwowanie temperatur powierzchniowych nie oddaje w pełni intensywności ocieplenia. Zawartość ciepła na głębokości 0-2000 metrów rośnie już w tempie wykładniczym.

22 listopada 2015 zarówno grubość, jak i powierzchnia lodu morskiego Arktyki odnotowały rekordowo niski poziom. Zasięg był mniejszy od normy o 1.209.120 kilometrów kwadratowych.

Według raportu arktycznego NOAA okres 12 miesięcy – od października 2014 do września 2015 – był najcieplejszy od początku pomiarów w 1900 roku. Wieloletni, gruby lód morski, który stanowił 20% lodowego paku w 1985 roku, uległ gwałtownej redukcji do zaledwie 3%. Pokrywa śnieżna osiągnęła drugi najniższy zasięg w dziejach – 50% mniejszy od średniej miesiąca.

Naukowcy Uniwersytetu w Calgary ustalili, że lód morski w Arktyce topnieje szybciej, niż przewidywano, ponieważ znajdujący się jego powierzchni słony śnieg zaburza dokładność pomiarów satelitarnych. Raport grupy kanadyjskich klimatologów badających kriosferę (Cryosphere Climate Research Group), opublikowany 24 października 2017 w czasopiśmie akademickim Geophysical Research Letters, stwierdził, iż szacunki satelitarne dotyczące grubości sezonowego lodu morskiego zostały zawyżone aż o 25%. Oznacza to, że Ocean Arktyczny może być wolny od letniej pokrywy lodowej znacznie wcześniej, niż wskazywały na to dotychczasowe prognozy.

W swojej książce „Burze moich wnuków” z 2009 roku klimatolog NASA James Hansen prognozował nadejście „frontalnych nawałnic o rozmiarach kontynentu i sile huraganów.” W ostatnich dniach 2015 roku pojawił się ich prekursor – burza, której skutki były odczuwalne od rejonów graniczących z zachodnią Hiszpanią aż po sam biegun północny. Słowo bezprecedensowy nie jest adekwatne, by opisać to zjawisko. Deszcze chłostały arktyczny lód morski w mroku polarnej nocy powyżej 80° szerokości geograficznej północnej, a temperatura na biegunie północnym wyniosła ponad +1°C – przekroczyła wartość bazową dla tej pory roku o 41/42°C.

Rok 2016

28 stycznia 2016 powierzchnia lodu morskiego Arktyki miała najniższy dla tej pory roku zasięg w historii obserwacji satelitarnych. Lód morski jest w złym stanie ze względu na bardzo wysokie temperatury. Maksymalna wartość anomalii przekracza w wielu miejscach średnią z lat 1979-2000 o 20°C. Powodem jest cieplejsza niż dawniej woda morska: 24 stycznia 2016 temperatura powierzchni morza w pobliżu Svalbardu wynosiła 12.3°C, co stanowi anomalię 10.4°C.

W pierwszej dekadzie lutego 2016 arktyczny lód morski powinien był zwiększać swój zasięg i grubość, czyniąc większość regionu niedostępną dla jednostek pływających, z wyjątkiem najpotężniejszych lodołamaczy. Tymczasem warunki panujące na rozległych obszarach Arktyki w niczym nie przypominały sezonowej normy. Na Alasce zima się nie pojawiła; panowało tam rekordowe ciepło. Podobnie było na norweskim archipelagu Svalbardu. Lód morski praktycznie nie utworzył się na Morzu Barentsa i Morzu Karskim. „W całej Arktyce było po prostu absurdalnie ciepło. To zdecydowanie najdziwniejsza arktyczna zima, jaką widziałem,” powiedział Mark Serreze, dyrektor Narodowego Centrum Danych Śniegu i Lodu, który obserwuje zachowanie lodu morskiego i lądowego na całym świecie. Temperatury powietrza odnotowane przez NSIDC tuż przy powierzchni Oceanu Arktycznego przekroczyły średnią stycznia o zdumiewające 6°C.

18 lutego 2016 Washington Post opublikował artykuł pt. Badacze są oszołomieni tym, co dzieje się teraz w Arktyce. Rafe Pomerance, członek Polarnej Rady Badawczej Narodowej Akademii Nauk: „Konsekwencje szybszego ocieplenia Arktyki wykraczają daleko poza region okołobiegunowy. Zazwyczaj rozpatrywane są osobno, ale to błąd. Arktyka i wszystkie jej składowe ulegają równoczesnej dezintegracji.” Mark Serreze, dyrektor Narodowego Centrum Danych Śniegu i Lodu: „Mamy rekordowo niski jak na tę porę roku zasięg lodu morskiego. Resztę 2016 roku – nadchodzący sezon letni i jesienny, w którym lód topnieje na obszarze całej Arktyki i osiąga swój najniższy zasięg – inaugurujemy głęboką zapaścią.”

Komentarz analityka Roberta Scribblera z 18 lutego 2016: „Powyżej 80° szerokości geograficznej północnej średnie temperatury regionu wyszły poza normę o 7.4°C. Na tym obszarze odpowiada to różnicy między typowym styczniem i kwietniem (kwiecień jest o około 8°C cieplejszy). Obserwacje NOAA pokazały, że to rekordowe, wiosenne ciepło utrzymało się również w pierwszej połowie lutego. Zatem podczas pierwszych zimowych miesięcy 2016 roku w Arktyce panowała aura wiosenna: jesteśmy oto świadkami końca znanej nam zimy. Lód morski się wycofuje. Wieczna zmarzlina i lodowce topnieją. Prąd strumieniowy słabnie.” Za niski poziom zasięgu lodu morskiego i wysokie anomalie temperatury odpowiadają ciepłe wody oceanu, stwierdza analiza Arctic News.  Szczególnie wysokie wartości ich temperatur zlokalizowane są w miejscu, gdzie Golfsztrom wprowadza wodę z Oceanu Atlantyckiego do Oceanu Arktycznego.

25 lutego 2016 Amerykańska Służba Geologiczna (United States Geological Survey – USGS) poinformowała, że w lecie 2016 roku – po raz pierwszy w historii rasy ludzkiej – wody Oceanu Arktycznego mogą być otwarte [tzn. powierzchnia pokrywy lodowej we wrześniu nie przekroczy jednego miliona kilometrów kwadratowych].

Zasięg lodu morskiego Arktyki: 27.02.2016.

Zasięg arktycznego lodu morskiego w lutym 2016 był krótszy od średniej o 720.000 kilometrów kwadratowych. To nowy rekord. W wielu rejonach Arktyki panowały temperatury wyższe od normy o ponad 16°C. Plusowe wartości w najzimniejszym zazwyczaj miesiącu roku odpowiadały wartościom czerwca.

Lód na Morzu Barentsa: 19.03.2013.

Lód na Morzu Barentsa: 19.03.2016.

Według The Cryosphere Today 2 kwietnia 2016 całkowita powierzchnia lodu morskiego na półkuli północnej była dla tego okresu najkrótszą z dotychczas odnotowanych. Natomiast Narodowe Centrum Danych Śniegu i Lodu poinformowało, że 3 kwietnia 2016 w podobnym, rekordowo niskim stanie był zasięg arktycznej pokrywy morskiej. W przełomowym roku 2012, kiedy lód morski okresu letniego pokrywał Ocean Arktyczny w najmniejszym stopniu, wartość ta była o około 1 milion kilometrów kwadratowych większa. Wiosenne topnienie sezonu 2016 rozpoczęło się zatem o miesiąc wcześniej niż zwykle.

Według raportu Portalu Polarnego DMI 11 kwietnia 2016 aż 12% powierzchni Grenlandii – 1.7 miliona kilometrów kwadratowych – doświadczyło topnienia. Wywołał je bezprecedensowy napływ ciepłego, wilgotnego powietrza. Za oficjalny początek letniego sezonu topnienia uważa się moment, w którym dotyka ono 10% pokrywy lodowej wyspy. Zazwyczaj jest to przełom maja i czerwca. W 2016 sezon rozpoczął się 24 dni przed ostatnim rekordowo wczesnym jego nadejściem 5 maja 2010 i ponad półtora miesiąca przed typowym początkiem letniego topnienia. Wyjątkowo wysokie temperatury, przekraczające średnie wartości o 10-20 stopni Celsjusza, odnotowano w południowej, centralnej i zachodniej Grenlandii. Towarzyszyły im ulewne deszcze i silne wiatry – w porywach osiągały prędkość wichury, a nawet huraganu. Peter Lagen, klimatolog Duńskiego Instytutu Meteorologicznego: „Musieliśmy sprawdzić, czy nasze modele działają poprawnie. To zatrważające. Coś takiego wymazuje rekordy i jest oznaką, że będziemy w przyszłości coraz częściej świadkami podobnych zdarzeń.” Mike MacFerrin, Uniwersytet Colorado: „Tak wczesne topnienie na tak dużym obszarze Grenlandii nie powinno mieć miejsca.” Walter Meyer, glacjolog NASA: „Takie nagłe, szalone epizody ocieplenia są kolejnym elementem układanki. Stają się coraz bardziej ekstremalne i coraz bardziej powszechne. To symptom zmiany klimatu. Niepokoi fakt, że wydarzenia toczą się szybciej niż myśleliśmy.” Wiosną 2016 Grenlandia odnotowała oszałamiający wzrost temperatur. Na zdjęciach satelitarnych południowo-zachodniego wybrzeża widnieją liczne roztopowe zlewiska oraz topniejący śnieg i lód. „Arktyka przechodzi w 2016 roku przez piekło,” powiedział Ted Scambos z Narodowego Centrum Danych Śniegu i Lodu.

Od 27 kwietnia 2016, zgodnie z monitoringiem zasięgu arktycznego lodu morskiego prowadzonym przez JAXA, dzienna utrata pokrywy wynosiła około 75.000 kilometrów kwadratowych dziennie. Oznacza to zanik 375.000 kilometrów kwadratowych co pięć dni – odpowiednik powierzchni Japonii. W tym samym dniu w 2015 roku zasięg był o 360.000 kilometrów kwadratowych większy. Tak dramatycznego tempa nie odnotowano w żadnym z dotychczasowych sezonów – jest o dwa i pół tygodnia szybsze od wartości odnotowanych w pierwszej dekadzie XXI wieku.

Morze Beauforta: maj 2012-2016.

11 maja 2016 temperatury powierzchni morza w pobliżu Svalbardu sięgnęły aż 12.8°C – wartość wyższa od średniej z lat 1981-2011 aż o 11.8°C. Ocean Arktyczny jest cieplejszy niż kiedykolwiek, zwłaszcza Cieśnina Beringa, Morze Beauforta, Zatoka Baffina i Morze Karskie. Majowe tempo utraty lodu morskiego jest podobne do wartości obserwowanych zazwyczaj w czerwcu i lipcu. O 22-24 dni wyprzedza średnią z dekady 2001-2010, o ponad miesiąc średnią wartość z lat 1991-2000. Jeszcze dziesięć lat temu wielu naukowców uważało, że nie będzie to możliwe aż do 2070/2080 roku.

Cieśnina Beringa, maj 2016.

Cieśnina Beringa, maj 2015.

15 maja 2016 wody Cieśniny Beringa były już otwarte. Lód, który nie uległ jeszcze stopieniu, swobodnie wpływał do północnego Pacyfiku.

„Nigdy wcześniej nie byliśmy świadkami czegoś podobnego. Zasięg lodu morskiego jest nieporównanie mniejszy od poprzedniego rekordu; o blisko miesiąc wyprzedza tempo topnienia z 2012 roku,” powiedział 7 czerwca 2016 Mark Serreze, dyrektor Narodowego Centrum Danych Śniegu i Lodu.

2 lipca 2016 temperatura powierzchni morza w pobliżu Svalbardu wyniosła 16.7°C, czyli była wyższa od średniej z lat 1981-2011 o 13.5°C. 12 sierpnia 2016 w tej samej lokalizacji odnotowano temperaturę o wartości 18.9°C, co oznacza anomalię 13.6°C. Woda wpływająca do Oceanu Arktycznego była ekstremalnie ciepła.

Komentarz analityków Arctic News: „Powyższy obraz przedstawia sytuację arktycznego lodu morskiego w pobliżu bieguna z 8 lipca 2016. Pokrywa wygląda na rozdrobnioną i płynną. Punkt odniesienia: kreski w prawym dolnym rogu są odpowiednikami dystansu 20 kilometrów i 20 mil. Dla porównania w lipcu 2012 na tym samym obszarze nie pojawiły się nawet duże pęknięcia. Natomiast we wrześniu lód nie rozkruszył się na małe fragmenty.”

Biegun północny: 8 lipca 2016.

8 września 2016 wokół bieguna północnego pozostała śladowa ilość lodu morskiego.

Biegun północny: 8 września 2016.

Najbardziej niepokojąca jest jego grubość: 7 września 2016 pokrywy grubej praktycznie już nie było. Obrazy zamieszczone poniżej porównują grubość arktycznego lodu morskiego zarejestrowaną w tym samym dniu na przestrzeni ostatnich czterech lat.

Grubość lodu morskiego Arktyki: 7 września 2012-2016.

Objętość lodu morskiego Arktyki: 1979-2016.

Wieloletni lód morski niemalże zniknął, co oznacza, że przestał istnieć bufor pochłaniający oceaniczne ciepło.

Uśredniony zasięg arktycznego lodu morskiego od 20 marca do 22 września 2016 był najniższy od początku pomiarów satelitarnych. Jest to najważniejszy przedział czasowy, bo właśnie wtedy Arktyka otrzymuje najwięcej słonecznego światła. W trakcie czerwcowego przesilenia ilość docierającego tam promieniowania jest największa na Ziemi. Trend pokazuje, że redukcja zasięgu będzie nieprzerwanie przyspieszać, co wywoła dramatyczny spadek albedo i całkowity zanik lodu morskiego w okresie marzec-wrzesień za niecałe dwie dekady.

W październiku 2016 temperatury odnotowane w całym regionie Arktyki na północ od 66. równoleżnika były od 3°C do 5°C wyższe od średniej. Są to ekstremalne odchylenia, które zazwyczaj pojawiają się zimą, gdyż wywołane przez antropogeniczną zmianę klimatu skutki transferu energii cieplnej w stronę bieguna są wówczas najsilniejsze. Jednakże tym razem zarejestrowane jesienią wysokie lokalne temperatury oceanu w połączeniu ze zmierzającym na północ ciepłem zamieniły Arktykę w globalny ‚gorący punkt’ – tamtejsze temperatury przekroczyły normę o największą wartość na Ziemi. Nic więc dziwnego, że po 17 października 2016 nastąpiło znacznie odejście od historycznego trendu szybkiego zamarzania Oceanu Arktycznego. W rezultacie zasięg lodu morskiego był dla tej pory roku rekordowo niski – o 3 miliony kilometrów kwadratowych mniejszy niż w latach 80. XX wieku. 31 października 2016 temperatura Oceanu Arktycznego wynosiła 17°C – była o 13.9°C wyższa od średniej z lat 1981-2011. 30-dniowa animacja Laboratorium Badawczego Marynarki USA pokazuje, że mimo zmiany pory roku, grubość lodu zwiększa się nieznacznie. W drugiej dekadzie listopada 2016 rekordowe temperatury w Arktyce, na obszarze powyżej 80° szerokości geograficznej północnej, przekroczyły średnią o 20°C. Tym samym odnotowano tam wartości właściwe dla ostatniego tygodnia lata. 15 listopada 2016 amerykański Weather Channel poinformował, że w pobliżu bieguna północnego temperatura wzrosła powyżej zera: zarejestrowano +1.2°C. 24 grudnia 2016 boja meteorologiczna oddalona o 144 kilometry od bieguna północnego zarejestrowała +0.4°C. Według Norweskiego Instytutu Meteorologicznego normalna temperatura powinna była wynosić -30°C. „Piekielne temperatury hamują zamarzanie Oceanu Arktycznego. Trudno jest znaleźć właściwe słowa do rozgrywającej się w Arktyce sytuacji,” napisał analityk Hubert Bugajewski. „W Arktyce dzieją się naprawdę szalone rzeczy,” powiedział Mark Serreze, dyrektor Narodowego Centrum Danych Śniegu i Lodu (NSIDC). 

Antarktyczny lód na Oceanie Południowym również doświadczył rekordowego spadku, co odzwierciedla skalę ocieplenia Wszechoceanu.

Średni miesięczny zasięg lodu morskiego Antarktydy: listopad 1978-2016 (Narodowe Centrum Danych Śniegu i Lodu – NSIDC)

Nastąpiło załamanie globalnego lodu morskiego. Między 12 i 19 listopada 2016 jego zasięg skurczył się o milion kilometrów kwadratowych. Spowodowało to dodatkowe ocieplenie powierzchni Ziemi o 0.68 W/m². 4 grudnia 2016 lód pokrywał obszar oceanu o 3.84 miliona kilometrów kwadratowych mniejszy od średniej z lat 1981-2010. Jest to mniej więcej powierzchnia Indii.

Globalny obszar lodu morskiego: 27.12.2016 (Narodowe Centrum Danych Śniegu i Lodu – NSIDC)

„Pogodowe i klimatyczne rekordy to jedno. Czymś zgoła innym są naprawdę wyjątkowe wydarzenia, które roztrzaskują je w pył. Właśnie z takimi zjawiskami mamy do czynienia na wysokich szerokościach geograficznych Ziemi w ostatnim kwartale 2016,” stwierdził Bob Henson z WeatherUnderground.

Lód morski Arktyki nigdy nie był w tak złym, kruchym stanie na początku sezonu topnienia, jak w 2017. Bezprecedensowo wysokie temperatury, które panowały jesienią i zimą, były bezlitosne. Kolejne badania potwierdziły, że niektóre obszary bieguna północnego są obecnie najcieplejsze od 2.5 miliona lat. Według danych Japońskiej Agencji Eksploracji Przestrzeni Kosmicznej JAXA, po trzydniowej redukcji powierzchni o 262 tysiące kilometrów kwadratowych lodowa pokrywa morska osiągnęła swój maksymalny zasięg na początku marca 2017. Jej objętość u schyłku zimy, wskaźnik, który daje lepszy obraz całkowitej ilości arktycznego lodu, znajdowała się około 2000 kilometrów sześciennych poniżej poprzedniego, rekordowo niskiego poziomu. Po przeciwnej stronie planety lód morski okalający Antarktydę również odnotował swoją najmniejszą w historii pomiarów rozpiętość. NASA i Narodowe Centrum Danych Śniegu i Lodu podały, iż 13 lutego 2017 maksymalna powierzchnia globalnego lodu morskiego miała swoją najniższą wartość – uplasowała się 2 miliony kilometrów kwadratowych poniżej średniej z lat 1981-2010.

Pomiary przeprowadzone przez PIOMAS wskazują, że objętość arktycznego lodu morskiego w marcu 2017 osiągnęła najniższy poziom w dziejach pomiarów. Według Centrum Nauk Polarnych (Polar Science Center) jest ona o 1.800 kilometrów sześciennych mniejsza od poprzedniego rekordu z 2011. Ogółem od 1979 utracona została ponad jedna trzecia objętości.

Objętość lodu morskiego Arktyki: marzec 2017

Na połowę lutego przypada najniższy roczny zasięg planetarnego lodu morskiego. W 2018 odnotowano kolejny rekord – lodowa powierzchnia była najmniejsza w historii ludzkiej cywilizacji. Akweny planety pokrywało zaledwie 9.977.933 kilometrów kwadratowych lodu, kilkadziesiąt tysięcy kilometrów kwadratowych mniej niż w rekordowym 2017.

Globalny obszar lodu morskiego: 18.02.2018 (Narodowe Centrum Danych Śniegu i Lodu – NSIDC)

W styczniu 2018 zasięg lodu morskiego w Arktyce znalazł się 844.905 kilometrów kwadratowych poniżej średniej z lat 1981-2010. To najniższy styczniowy wynik w dziejach obserwacji satelitarnych. Szokująca utrata lodu odpowiada 80% powierzchni Alaski. Do niedawna rekordowe spadki zdarzały się głównie we wrześniu – pod koniec lata. Teraz dochodzi do nich w trakcie polarnej zimy.

Na przełomie stycznia i lutego 2018 tankowiec ze skroplonym gazem ziemnym (LNG) przeszedł do historii: był to pierwszy komercyjny statek, który przepłynął Ocean Arktyczny zimą bez pomocy lodołamacza.

W lutym 2018 w Arktyce ponownie pojawiły się bezprecedensowe warunki pogodowe i zdarzenia. Ogromna fala prądu strumieniowego rozwinęła się i wydłużyła nad północnym Atlantykiem, dostarczając ciepłe powietrze z południa na północ. Powstanie tej trans-polarnej „rzeki” przewidziała dr Jennifer Francis – zjawisko jest wynikiem wywołanego przez cywilizację przemysłową wzmocnienia arktycznego. Na przylądku Morris Jesup, najdalej na północ położonym obszarze Grenlandii, 23 lutego 2018 termometr pokazał +6°C – o tej porze roku tamtejsza linia brzegowa Oceanu Arktycznego, oddalona od bieguna o zaledwie 640 kilometrów, powinna być skuta lodem. Dwa dni później na samym biegunie północnym odczytano lipcową (!) wartość temperatury: +1.1°C. W konsekwencji morska pokrywa lodowa zaczęła kruszeć, co nastąpiło cztery miesiące wcześniej niż powinno. „Na północ od Grenlandii – tam, gdzie kiedyś znajdował się najgrubszy lód morski Arktyki – teraz są otwarte wody. Nie ma szybkiego zamarzania, ponieważ temperatury powietrza są powyżej zera, co potwierdziła tamtejsza stacja meteorologiczna. Szalona pogoda utrzymuje się z przerażającą siłą i uporem,” napisał prof. dr. Lars Kaleschke z Uniwersytetu w Hamburgu. „Wydarzenia toczą się szybciej, niż myśleliśmy,” powtórzyła znaną od kilku lat frazę dr Amelie Meyer z norweskiego Instytutu Polarnego.

„Dramatyczne i bezprecedensowe ocieplenie w Arktyce napędza wzrost poziomu morza, wpływa na wzory pogodowe na całym świecie i może wywołać znacznie więcej przeobrażeń w systemie klimatycznym. Tempo zmian jest wyzwaniem dla bieżącej zdolności nauki do monitorowania i prognozowania tej wyprawy na nieznany nam obszar. Arktyka jest głównym sterownikiem systemu klimatycznego Ziemi i zachodzące tam wydarzenia mają bezprecedensowe tempo, którego konsekwencje wykraczają daleko poza granice bieguna. Zmiany w Arktyce są globalnym wskaźnikiem – odpowiednikiem ‚kanarka w kopalni‚,” stwierdziła w swoim oświadczeniu z 29 września 2016 Światowa Organizacja Meteorologiczna.

„Nagłe zmiany w Arktyce oddziałują w tym momencie na warunki pogodowe w twoim miejscu zamieszkania,” powiedziała 19 grudnia 2016 profesor Jennifer Francis, ekspert ds. klimatu Arktyki z Uniwersytetu Rutgersa. „To, co dzieje się teraz w Arktyce jest bezprecedensowe i potencjalnie katastrofalne,” ostrzegł dr Peter Gleick, dyrektor Instytutu Pacyficznego (Pacific Institute) w Kalifornii.

W listopadzie 2016 sztokholmski Instytut Środowiskowy (Environment Institute) opublikował raport o Arktyce. Autorzy pięcioletniego badania stwierdzili, że szybkie topnienie lodu morskiego prowadzi do przekroczenia 19 punktów krytycznych klimatu, które na trwałe przeobrażą arktyczny ekosystem i wywołają katastrofalne zdarzenia (m.in. eskalację emisji metanu i upadek kluczowych łowisk) obejmujące swoim zasięgiem Ocean Indyjski.

„Nawet bez El Niño widzimy w 2017 roku inne niezwykłe zmiany na całej planecie, które stanowią wyzwanie dla granic naszego rozumienia systemu klimatycznego. Naprawdę znajdujemy się na niezbadanym obszarze,” powiedział 21 marca 2017 David Carlson, dyrektor programu badań nad klimatem Światowej Organizacji Meteorologicznej.

Temperatury Arktyki rosną w tak szybkim tempie, że komputery uznały je za niemożliwe. Stacja meteorologiczna znajdująca się 500 kilometrów na północ od Koła Podbiegunowego – zlokalizowana w najbardziej wysuniętym na północ mieście Utqiaġvik (dawne Barrow) na Alasce – rejestruje wartości temperatur od 1920. Na początku grudnia 2017 eksperci z Krajowych Centrów Informacji o Środowisku (NCEI), którzy właśnie rozpoczęli pracę nad raportem o klimacie USA, zauważyli coś osobliwego: zapisy z Utqiaġvik nie zawierały danych z całego roku 2017 i niektórych okresów sezonu 2016. Okazało się, że wartości odnotowane w tym czasie były najwyższe w historii pomiarów. Zautomatyzowany system komputerowy, mający nadzorować dane i usuwać nieprawidłowości, oznaczył wyniki jako nieprawdziwe i wyeliminował je z raportu. To nie stacja się popsuła, tylko klimat. Wydarzenie z Utqiaġvik stanowi przerażający wgląd w przyszłość reszty świata. W charakterystyce tej odległej wioski i opisie jej szybko zmieniającego się krajobrazu The Smithsonian stwierdził w 2010, że jest ona „’strefą zero’ zmiany klimatu”.

„Jeśli utracimy Arktykę [lód morski], utracimy planetę [nasze środowisko życia]. Takie są realia”, powiedział 28 sierpnia 2017 podczas konferencji prasowej w Białym Domu Sauli Niinistö – premier Finlandii.

Badania i prognozy

Od maja 2015 do maja 2016 ocieplenie Arktyki miało wartość wyższą niż w pozostałych częściach globu. Według raportu NOAA okres styczeń-kwiecień 2016 był o 6.4°C cieplejszy od średniej XX wieku. Anomalie temperaturowe odnotowywane na obszarze całego regionu idą w parze z mocno falującym prądem strumieniowym, którego pętle obejmują Ocean Arktyczny (w szczególności Morze Beauforta), niosąc ze sobą ciepłe powietrze.  Jednocześnie prąd strumieniowy rozciąga się w innych miejscach daleko na południe, co sprawia, że zimne powietrze przemieszcza się poza Arktykę. Wynikiem tego jest szybko nagrzewający się region polarny i coraz bardziej falujący prąd strumieniowy – jedno z wielu dodatnich sprzężeń zwrotnych uderzających w Arktykę w tym samym czasie.

W miarę dalszego wzrostu temperatur, zwłaszcza na północnym Atlantyku, Prąd Zatokowy będzie przynosił coraz cieplejszą wodę do Oceanu Arktycznego. Gruby lód morski sięgał niegdyś wgłąb arktycznego morza, gdzie mógł konsumować ogromne ilości oceanicznego ciepła poprzez topnienie. Bez niego oceaniczne ciepło będzie coraz częściej docierać do morskiego dna, co może spowodować ogromne erupcje metanu ze zdestabilizowanych klatratów. Tak duże emisje początkowo ogrzałyby miejscowo atmosferę nad Arktyką, a potem na całym świecie, czego konsekwencją byłyby jeszcze większe wahania temperatury i bardziej ekstremalne zjawiska pogodowe potęgujące wyczerpywanie zasobów świeżej wody i pożywienia. 

W pierwszej dekadzie października 2015 roku pośrodku morskiego lodu Arktyki uformował się rozgrzany sferyczny obszar, który rozrósł się do rozmiarów dużej hawajskiej wyspy. Komentarz dr. Malcolma Lighta z Centrum Polarnej Obserwacji i Monitoringu (CPOM), eksperta ds. Arktyki i metanu: „Bez wątpienia jest to powierzchniowy komin ujścia metanu w oceanicznym lodzie, analogiczny do ogromnych kominów tego gazu, które pojawiły się w bieżącym roku na obszarze całej północnej Syberii. Oznacza to, że przegrzaliśmy morskie dno Arktyki w takim stopniu, że hydraty metanu są już niestabilne i w każdym momencie możemy być świadkami dalszych poważnych emisji. Zapaliliśmy lont gigantycznej bomby wiecznej zmarzliny Arktyki, która może eksplodować w każdej chwili.”

Wypowiedź dr. Igora Semiletowa, badacza Wschodniego Syberyjskiego Szelfu Kontynentalnego: „Znaleźliśmy ciągłe, potężne i imponujące struktury ujścia o średnicy ponad 1.000 metrów. Na bardzo małym obszarze, mniejszym niż 16.000 kilometrów kwadratowych, doliczyliśmy się ponad 100 fontann, struktur przypominających pochodnie, przedostających się przez kolumnę wody bezpośrednio z dna morskiego do atmosfery. Przeprowadziliśmy kontrole w około 115 punktach obserwacyjnych i odkryliśmy metanowe pola o nieprawdopodobnej skali – uważam, że wcześniej nie oglądanej. Niektóre pióropusze miały szerokość przekraczającą kilometr, a emisje trafiały bezpośrednio do atmosfery – koncentracje gazu sto razy przekraczały normę.” Cytat pochodzi z artykułu „Ogromne ‚pióropusze’ metanu zaobserwowane w Oceanie Arktycznym, lód morski wycofuje się” opublikowanego na łamach The Independent 2 lutego 2012 roku. W 2014 rosyjski uczony poinformował o odkryciu 500 anormalnych pól uwalniania metanu. „Emisje metanu ze Wschodniego Syberyjskiego Szelfu Kontynentalnego – który jest najszerszym i najpłytszym szelfem Oceanu Światowego – przekraczają średnią, szacowaną wartość globalnych emisji oceanicznych,” wyjaśnił Semiletow. „Uważamy, że mogą one zmienić klimat. Wynika to z faktu, iż rezerwy metanu znajdujące się poniżej podmorskiej wiecznej zmarzliny przewyższają atmosferyczną zawartość tego gazu wiele tysięcy razy.” Podczas rozpoczętej we wrześniu 2016, 40-dniowej ekspedycji na Morze Łaptiewów zespół badaczy pod wodzą profesora odkrył, że rozkład tamtejszej podwodnej zmarzliny mocno przyspieszył. Z dna wydobywają się coraz większe ilości metanu. „Obszar rozprzestrzeniania się potężnych emisji metanu odnotował znaczny wzrost w porównaniu z danymi, jakie zebrano w latach 2011-2014,” powiedział badacz. „Obserwacje mogą wskazywać na szybsze tempo degradacji podwodnej zmarzliny.”

Rosyjscy i szwedzcy naukowcy opublikowali wyniki badania, które pokazuje, że warstwa podmorskiej wiecznej zmarzliny na Wschodnim Syberyjskim Szelfie Kontynentalnym topnieje szybciej niż przewidywano. Informację tę przekazała 8 sierpnia 2017 Politechnika w Tomsku. „W latach 1982-1983 Instytut Badań nad Wieczną Zmarzliną, syberyjska filia Rosyjskiej Akademii Nauk, wywiercił cztery szyby i na podstawie danych, które uzyskano, ustaliliśmy, iż tempo pionowej degradacji tamtejszej podmorskiej zmarzłoci wynosiło w ciągu ostatnich 30 lat do 18 centymetrów rocznie (średnio 14 centymetrów), czyli jest ono dziesięć razy szybsze niż oczekiwano,” podał serwis prasowy uczelni. „W oparciu o nowe wyniki uzyskane dzięki kompleksowej biogeochemicznej, geofizycznej i geologicznej analizie, przeprowadzonej w latach 2011-2016, możemy stwierdzić, że na niektórych obszarach wschodniosyberyjskiego szelfu warstwa zmarzliny rozrzedziła się i osiągnęła strefę stabilności hydratów, której zniszczenie może doprowadzić do potężnych emisji pęcherzyków metanu,” powiedziała Natalia Szakowa, profesor Wydziału Badań Geologicznych. Obserwacje wykazały, że ilość metanu emitowanego z osadów dennych we wschodnich wodach Arktyki może wahać się od miligramów do setek gramów na metr kwadratowy dziennie, w zależności od stanu warstwy wiecznej marzłoci. Prowadzi to do dwukrotnego i czterokrotnego wzrostu koncentracji atmosferycznego metanu w warstwie nad powierzchnią wodny. Badacze odkryli również inną przyczynę zwiększających się emisji metanu do wody i powietrza: na płyciznach góry lodowe i duże fragmenty kry orzą dno morskie, tworząc rowy o głębokości 4-6 metrów. Docierają tym samym do warstw gazowych i uwalniają metan.

Badanie przeprowadzone przez ekspertów Instytutu Alfreda Wegenera przy Centrum Badań Polarnych i Morskich im. Helmholtza (AWI) ustaliło, że pokryty lodem Ocean Arktyczny jest ważniejszym czynnikiem związanym ze stężeniem metanu w atmosferze niż wcześniej zakładano. Lód morski tworzy naturalną barierę na centralnym obszarze Oceanu Arktycznego, która ogranicza wymianę gazową między wodą i atmosferą. W ciągu ostatnich kilku sezonów letnia pokrywa lodowa Arktyki doznała gwałtownej redukcji. Autorzy pracy potwierdzili, iż wody powierzchniowe środkowej Arktyki zawierają wyższe koncentracje metanu niż atmosfera, co oznacza, że Ocean Arktyczny jest potencjalnym źródłem atmosferycznego metanu. Badanie, opublikowane 10 listopada 2015 w Nature: Scientific Reports, potwierdza istnienie przeoczonych wcześniej sprzężeń zwrotnych między topnieniem i powstawaniem lodu, atmosferą i pozostającą pod wpływem lodu wodą morską. Wśród innych czynników zanalizowano roztwór soli – czyli solankę, która stanowi stężoną wodę morską powstałą podczas formowania się lodu. Uczeni odkryli, że solanka zawierała tysiąc razy większe koncentracje metanu niż atmosfera – to dowód na to, iż lód morski może być źródłem metanu. W wyniku procesów topnienia i zamrażania metan znajdujący się w kanałach solanki może zostać uwolniony do wody morskiej.

Obserwowany w Arktyce wielomianowy trend wskazuje na pojawienie się anomalii temperatury przekraczających 4°C przed rokiem 2020, 6°C przed 2030 i 15°C przed 2050. Spotęguje to dodatnie sprzężenia zwrotne takie jak zmiana albedo i emisje metanu, które sprawią, że globalne ocieplenie zrówna się z przyspieszonym ociepleniem w Arktyce i przyniesie planetarne anomalie temperatury o wartości 16°C przed rokiem 2052.

Genus Homo znajduje się na Ziemi około 2.8 miliona lat. Ludzie nie istnieli w przeszłości przy temperaturze o 3.3°C wyższej od wartości bazowej (wartość bazowa = początek rewolucji industrialnej, za który uważa się powszechnie rok 1750).

→ Nagła zmiana klimatu: Nowe źródła ogromnych emisji metanu w Arktyce Wschodniej

→ Pożegnanie z „klimatyzatorem Ziemi”

(4) Skrót wyników arktycznej ekspedycji (zima 2014-2015) rosyjskich badaczy i ich międzynarodowego zespołu znajduje się tutaj (wersja PDF).

(5) Rosnąca intensywność pożarów

Profesor Peter Wadhams, dyrektor Grupy ds. Fizyki Oceanu Polarnego Wydziału Matematyki Stosowanej Uniwersytetu Cambridge, stwierdził: „Uwolnienie 50 miliardów ton metanu wznieciłoby pożary na całej półkuli północnej, które nie tylko wprowadziłyby do atmosfery ogromne ilości gazów cieplarnianych i sadzy, ale prawdopodobnie wyłączyłyby sieć energetyczną, zatrzymując dostawy prądu, przemysł, ruch drogowy etc. To z kolei sprawiłoby, że aerozole – które znajdują się aktualnie w powietrzu za sprawą tych industrialnych działań i blokują faktyczną wartość globalnego ocieplenia – opadłyby na ziemię zaledwie w ciągu kilku tygodni. Do tej pory tłumiły one wzrost temperatury globalnej mniej więcej o połowę.”

Duże pożary dodają do atmosfery ogromne ilości dwutlenku węgla (CO2), tlenku węgla (CO), metanu (CH4), podtlenku azotu (N2O) i czarnego węgla (BC – sadza). Chociaż CO i sadza nie są zaliczane do gazów cieplarnianych przez Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC), ich wysokie koncentracje wywierają silny wpływ na ocieplenie. CO ‚zbiera’ hydroksyl i tym samym przedłuża żywotność metanu. BC jest efektem spalania biomasy, który – jak wykazało badanie Marka Jacobsona – w ciągu 20 lat ociepla glob o ~0.4 K. Ponadto BC osiada na śniegu i lodzie. W konsekwencji odbijają one znacznie mniej światła słonecznego, co zwiększa ocieplenie. Ta zmiana albedo uderza w Arktykę zwłaszcza w okresie lata, ponieważ wysokie szerokości geograficzne są o tej porze roku bardziej nasłonecznione.

Lata 2015-2017

W maju 2016 Republika Sacha (wschodniosyberyjska Jakucja), największa składowa Federacji Rosyjskiej, wydała dekret, zgodnie z którym 86% tamtejszych lasów uzyskało status „odległych i trudno dostępnych terytoriów”, co oznacza, że władze są zwolnione z konieczności gaszenia pożarów, gdy nie zagrażają one terenom mieszkalnym lub operacja przeciwpożarowa jest bardzo kosztowna. Definicji odpowiada 219 milionów hektarów, czyli 2.19 miliona kilometrów kwadratowych. Jest to obszar większy chociażby od Arabii Saudyjskiej lub Grenlandii i obejmuje jedną czwartą wszystkich lasów Rosji. Posunięcie to zbiega się z kolejnym intensywnym początkiem sezonu pożarowego na Syberii. Według ogólnodostępnych źródeł satelitarnych 3 czerwca 2016 płonęło 3.5 miliona hektarów lasów – obszar większy od terytorium Belgii. Federalna Agencja Leśnictwa przyznała, że oficjalne dane z regionów nie oddają rzeczywistej skali szalejących pożarów, ponieważ jest ona zaniżana przez lokalnych włodarzy Syberii ‚ze względów politycznych’.

W pierwszej dekadzie maja 2016 ekstremalne upały i susze w Azji Wschodniej wywołały falę pożarów lasów w rosyjskiej Republice Buriacji, po drugiej stronie granicy z Chinami. Szczególnie ucierpiało Zabajkale i Amur. Sąsiadujące strefy pożarów były wyraźnie widoczne na zdjęciach satelitarnych. Ich pióropusze sięgały do Morza Japońskiego, które jest oddalone od epicentrum pożogi o ponad 1.500 kilometrów. Tymczasem w połowie czerwca 2016 południową Syberię nawiedziły bezprecedensowe upały. Rekordowe temperatury, znajdujące się w przedziale 31-35°C, przekroczyły średnią nawet o 8°C. 1 lipca 2016 w pobliżu koła podbiegunowego na Syberii odnotowano temperaturę o wartości 33.2°C. Tamtejsza średnia dla tej pory roku jest tam niższa o 15-20°C. Wzdłuż południowej i zachodniej granicy obszaru wysokich temperatur szalały ogromne pożary. Wybuchały w kwietniu, maju i czerwcu na wschód od jeziora Bajkał. W lipcu przemieszczały się w kierunku północnym na odcinku 1.600 kilometrów Syberii Centralnej. Sięgnęły samego koła podbiegunowego. 18 lipca 2016 satelity LANCE MODIS NASA zarejestrowały dramat: północną i środkową Syberię w ogniu. Przepastna przestrzeń dzieląca Półwysep Jamalski i oddalone o 3.200 kilometrów jezioro Bajkał usłana była pożarami. Niektóre z nich miały wielkość miast i małych państw – utworzyły chmurę dymu o długości blisko 4.000 kilometrów. Rozległe lasy borealne rozświetlały okolicę niczym fajerwerki. Zamrożone zazwyczaj regiony tundry i strefy wiecznej zmarzliny topnieją i zapalają się. Na Jamale ogłoszono stan wyjątkowy. Spłonęły tam tysiące hektarów. Nienormalnie wysokie temperatury na arktycznych obszarach – opisane jako „nieznośny żar” – utrzymywały się od sześciu tygodni. Roślinność została wysuszona. Każdego dnia wybuchało 10 nowych pożarów. 22 lipca 2016 w ciągu 24 godzin płomienie ogarnęły 1.000 hektarów tundry. Aleksander Briuchanow, starszy pracownik naukowy w Instytucie Leśnictwa w Krasnojarsku: „Duże pożary zdarzały się tu co 10-30 lat, ale w ostatnich dziesięcioleciach pojawiają się co 5-10 lat wskutek większej presji antropologicznej i globalnej zmiany klimatu.” Aleksiej Jaroszenko z Greenpeace’u: „Płonie zarówno tundra, jak i lasy. Na Kamczatce ich łączna, spalona powierzchnia wynosi [na chwilę obecną] 172.000 hektarów.” 12 sierpnia 2016 poziom dwutlenku węgla wyniósł na ogarniętych przez płomienie obszarach aż 713 ppm, stężenia tlenku węgla sięgnęły 32.757 ppb, zaś metanu 2.533 ppb. Metan emitowany przez pożary w wyższych szerokościach geograficznych utrzyma się w atmosferze znacznie dłużej i wywrze większy wpływ na ocieplenie.

Sezon pożarowy na obszarze Bajkału powinien był zakończyć się pod koniec sierpnia. Tymczasem ogromne pożary, zasilane bezlitosną suszą i anormalnym ciepłem, rozprzestrzeniały się tam przez kolejny miesiąc. Według obserwacji Greenpeace’u we wrześniu 2016 płomienie objęły pond 2 miliony hektarów. To obszar wielkości Albanii. Dramatyczne zdjęcia satelitarne ujawniły ogrom pożogi – wypluwane przez nią smugi gęstego, duszącego dymu wiły się przez tysiące kilometrów zamieniając w koszmar życie mieszkańców miast i miasteczek. W niektórych przypadkach warunki atmosferyczne zagrażały życiu; hospitalizowano tysiące dorosłych i dzieci. Oto fragment petycji mieszkańców Bracka – miasta, w którym mieszka 250.000 osób – skierowanej do prezydenta kraju: „Od miesiąca dusimy się dymem. Panuje upał, w powietrzu unosi się silny zapach spalenizny. Nie możemy otworzyć okien, nie możemy wyjść na zewnątrz, ponieważ odczuwamy zawroty głowy. Dorośli i dzieci trafiają do szpitala z ciężkim zatruciem tlenkiem węgla. Jesteśmy za czystym powietrzem. Chcemy oddychać. Mamy takie prawo. Proszę nie być obojętnym na nasze zdrowie i naszą przyszłość.” Mimo zagrożenia dla zdrowia publicznego oraz infrastruktury, rosyjskie Ministerstwo ds. Sytuacji Nadzwyczajnych stwierdziło, iż opanowanie pożarów coraz częściej staje się niemożliwe. Rzecznicy resortu przyznali, że rosnąca intensywność żywiołu stanowi śmiertelne niebezpieczeństwo dla samych strażaków.

Sezon pożarów wiecznej zmarzliny na Syberii rozpoczął się w 2015 roku 100 dni wcześniej niż zazwyczaj. Był to skutek najcieplejszej zimy w dziejach. Zarejestrowano 598 pożarów, które objęły powierzchnię 77 tysięcy hektarów. Monitoring klimatu prowadzony przez Hydrometeorologiczne Centrum Rosji wykazał, że syberyjska wiosna w 2015 roku była najcieplejsza w 125-letniej historii obserwacji. W niektórych częściach Syberii średnie temperatury były wyższe od normy o 6°C. Lód na jeziorze Bajkał był zbyt cienki lub nie było go w ogóle nawet w lutym i marcu.

„Obejmujący obszary Kanady, Alaski i Syberii, przepastny półksiężyc Arktyki stoi w ogniu. Na rozsiane wzdłuż tej strefy ogniska pożogi składają się dziwaczne pożary o 80-kilometrowych frontach, które generują burze z gorąca swoich prądów wstępujących i rozświetlając niebo na czerwono, malują dymne panoramy nad wodami jezior Kanady. Sezon pożarów na Alasce w 2015 roku jest wydarzeniem bezprecedensowym: od jego początku do 15 lipca ogień ogarnął 1.891.905 hektarów. Według Centrum Koordynacji Międzyagencyjnej Alaski za 99% spopielonej powierzchni odpowiada wywołana przez ocieplenie proliferacja wyładowań atmosferycznych oraz zmiana schematów dystrybucji i natężenia opadów. (Na każdy stopień ocieplenia musi przypadać 15 proc. więcej deszczu, aby zrekompensować utratę wilgoci w podłożu. Tymczasem na każdy stopnień ocieplenia przypada wzrost liczby piorunów oraz 10 proc. redukcja deszczu. W czerwcu 2015 na Alasce pioruny wzniecały 50 pożarów na dobę przez pięć dni z rzędu. „To najwięcej w historii,” powiedziała Sharon Alden, dyrektor programowy służb prognozowania pożarowego w Centrum Koordynacji Międzyagencyjnej Alaski. „W 2004 roku były tylko trzy letnie dni, podczas których wyładowania atmosferyczne wywołały ponad 20 nowych pożarów i były one rozrzucone w czasie.”) Po drugiej stronie granicy, w Kanadzie, aż 5.105 pożarów strawiło ogromne połacie arktycznej ziemi. W połączeniu z pożarami na Alasce całkowita spalona powierzchnia arktycznych części Ameryki Północnej wynosiła 15 lipca 2015 około 4.896.696 hektarów. Równie intensywnie płonęła Wschodnia Syberia.” (Dystrybucja dymu na półkuli północnej w dniach 1-14 lipca 2015.)

Badanie opublikowane 9 kwietnia 2016 w Ecography opisało mechanizm dodatniego sprzężenia zwrotnego, którego jesteśmy świadkami: wzrost temperatury w północnych szerokościach geograficznych wywołuje więcej pożarów na terenie całej Alaski, co z kolei zwiększa ocieplenie. W oparciu o nieaktualne już liniowe tempo zmiany klimatu autorzy ustalili, iż „regiony o historycznie niskiej podatności na zapalenie, w tym tundra i jej obrzeża, są szczególnie wrażliwe na wywołane przez klimat zmiany aktywności pożarowej; prawdopodobieństwo zaistnienia pożarów wzrośnie w ciągu 30 lat czterokrotnie.”

Narodowe Centrum Informacji o Środowisku NOAA (National Center for Environmental Information) podało, że podczas pierwszych pięciu miesięcy 2016 na Alasce panowało rekordowe ciepło. „Wyższe temperatury wód Pacyfiku, brak pokrywy lodowej na Morzu Beringa oraz brak śniegu w południowej części stanu przyczyniły się do utrzymania wysokich temperatur. Taki wzór tworzy własne dodatnie sprzężenie zwrotne, które karmi się sobą, ponieważ nie istnieje nic, co mogłoby mu przeciwdziałać. Zapewnia tym samym swoje trwanie w określonym miejscu, aż pojawi się coś, co zdoła go złamać – tej zimy i wiosny nic takiego się nie pojawiło,” wyjaśnił Christian Cassell, meteorolog z Narodowej Służby Meteorologicznej w Anchorage.

Gwałtowny skok liczby pożarów na Alasce niszczy główny bufor przeciwko zmianie klimatu: bogate w węgiel, borealne lasy tundry oraz wieczną zmarzlinę, która służyła za ogromny skład węgla. Zgodnie z raportem Służby Geologicznej USA (USGS), upublicznionym 1 czerwca 2016, pożary trawiące daleką północ przestały być jedynie efektem ubocznym zmiany klimatu – teraz muszą zostać uznane za jej znaczący czynnik napędowy. „To jedna z niespodzianek, o której nie mówiliśmy zbyt wiele,” powiedziała Virginia Burkett, główny klimatolog USGS. „Ma to ogromne znaczenie dla węgla uwięzionego w glebach i roślinności Alaski.” Rekordowy sezon pożarów miał wymierny wpływ na uwalnianie dwutlenku węgla i metanu, które są głównym motorem zmiany klimatu. Stanowe lasy borealne, torfowiska tundry i wieczna zmarzlina zawierają około 53% węgla USA. Alaska stanowi około 18% całkowitej powierzchni kraju. Ten ogromny magazyn został otworzony przez wzrost temperatur, rozmrożoną wieczną zmarzlinę i pożary. USGS ostrzegła w ubiegłym roku, że Alaska może w tym stuleciu stracić około jedną czwartą swojej zmarzliny, co bardzo przyspieszy zmianę klimatu. Jeżeli chodzi o pożary, to ich wpływ na ocieplenie jest potrójny. Płomienie uwalniają do atmosfery węgiel przechowywany w drzewach i górnej warstwie gleby, odsłaniają wieczną zmarzlinę, tym samym ułatwiając jej topnienie.

14 sierpnia 2015 w Syberyjskim Okręgu Federalnym aktywnych było 146 pożarów. Obejmowały powierzchnię 138.500 hektarów. Dym całkowicie zakrył jezioro Bajkał, którego obszar jest większy od Belgii. Pożary zagrażają jezioru, które zawiera 20% niezamrożonej słodkiej wody świata: niszczą one arterie wodne i zaburzają równowagę wód akwenu (Eksperci informują, że podwodny habitat jeziora jest w wielu miejscach katastrofą ekologiczną: w Siewierobajkalsku próbki wody wykazały, iż jezioro jest „martwe” i stoi w obliczu „intensywnego bakteriologicznego rozkładu”.) 23 sierpnia 2015, u schyłku upalnego, bezdeszczowego lata, w pobliżu Bajkału szalało 36 pożarów na obszarze 77 tysięcy hektarów. Agencja lasów państwowych poinformowała AFP, że 3 września 2015 pożary te zajmowały już 143.400 hektarów. Oznacza to, że według zaktualizowanych danych z 28 sierpnia 2015 syberyjska pożoga ogarnęła blisko 420.000 hektarów.

Rosyjskie Centrum Hydrometeorologiczne poinformowało, że rok 2015 na półkuli północnej był najcieplejszy od początku zapisów meteorologicznych. Negatywne konsekwencje tego faktu można zmierzyć bezpośrednio, np. należy do nich nasilenie śmiertelnych i destrukcyjnych pożarów. Największa anomalia średniej wartości temperatury pojawiła się na obszarze rozciągającym się od północnego Morza Karskiego – „dach” Syberii – do Morza Barentsa. Odnotowane tam średnie temperatury roczne były od 4°C do 5°C wyższe niż w latach minionych. Ta raptowna zmiana wystąpiła po raz pierwszy w historii. Roman Vilfand, dyrektor Centrum Hydrometeorologicznego Rosji, powiedział: „Oczywiście przez wiele miliardów lat istnienia naszej planety zdarzały się temperatury wyższe i niższe, ale tak gwałtownego wzrostu temperatury nie było nigdy. Planeta i ludzkość mogą przystosować się do procesu ewolucyjnego. Jednakże zmiany, które zachodzą obecnie są rewolucyjne.”

Opublikowany 25 grudnia 2015 raport Ministerstwa Zasobów Naturalnych i Ekologii Federacji Rosyjskiej stwierdza, że kraj ociepla się ponad dwa razy szybciej niż reszta świata. „Zmiana klimatu prowadzi do wzrostu liczby niebezpiecznych zjawisk meteorologicznych,” stwierdzili autorzy dokumentu. W 2014 roku było ich 569, „najwięcej w historii obserwacji” – m.in. niszczycielskie powodzie i tegoroczny „deficyt wody” na wschód od jeziora Bajkał, który doprowadził do „katastrofalnej ilości pożarów.”

Na dnie Bajkału zalegają hydraty zawierające 424 gigatony metanu. Ich stabilizacja uzależniona jest od niskiej temperatury w strefie przydennej (3.5°C) i dużej ilości wody w akwenie, zapewniającej odpowiedni nacisk. Poziom wód jeziora będzie spadał ze względu na zmianę klimatu. Bajkał może zatem podzielić los Morza Aralskiego, które praktycznie zniknęło w ciągu kilku dekad. Redukcji ulegnie przepływ mongolskich dopływów. Susze zwiększą pobór wody do irygacji. Zanikanie arktycznego lodu morskiego zapewni dalszy wzrost temperatur na obszarze całej Rosji, a tym samym częstotliwości i intensywności pożarów w bezpośrednim sąsiedztwie jeziora. (23 czerwca 2016 spowodowały one ekstremalnie wysokie emisje CO [22.953 ppb] i CO2 [549 ppm].) Walka z żywiołem dramatycznie zwiększy zapotrzebowanie na wodę do celów gaśniczych. Poza tym władze Chin – kraju, któremu kończą się zasoby wodne – chcą pompować wodę z Bajkału. W kwietniu 2017 złożyły Rosji stosowną ofertę. Włodarze północno-zachodniej prowincji Gansu rozpatrują budowę przecinającego dwie granice rurociągu o długości 1.000 kilometrów. W związku z wygasającym wzrostem gospodarczym sprzedaż wody mogłaby wzmocnić ekonomiczną obecność Rosji w Mongolii i Chinach. Tymczasem nieznaczny spadek poziomu wód jeziora wystarczy, by wywołać potężne emisje metanu, których wartość wielokrotnie przekroczy aktualne atmosferyczne koncentracje tego gazu cieplarnianego.

„Czegoś takiego jak tegoroczne lato (2015) jeszcze nie widziałem. Odnosiło się wrażenie, że co jakiś czas połowa kontynentu stała w ogniu,” powiedział Ted Schuur, naukowiec Uniwersytetu Północnej Arizony badający pożary subarktycznych i arktycznych lasów. Zgodnie z raportem opublikowanym w czerwcu 2015 przez organizację Climate Central liczba dużych pożarów w Arktyce wzrosła od lat 50-tych i 60-tych XX wieku niemal dziesięciokrotnie.

W czerwcu 2015 płomienie pustoszyły tereny Stanów Zjednoczonych w Arizonie, Kalifornii, Montanie, Minnesocie, Nowym Meksyku, Waszyngtonie i na Florydzie.

Od 21 lipca 2015 ogień zajął ponad tysiąc hektarów Lodowcowego Parku Narodowego w Montanie – pomnika przyrody, miejsca znanego z majestatycznych, skutych lodem szczytów i dolin. Równie symboliczny pożar wybuchł w najbardziej wilgotnym lesie deszczowym kontynentalnych USA, który znajduje się w Olimpijskim Parku Narodowym w stanie Waszyngton.

24 sierpnia 2015 przez zazwyczaj wilgotny północno-centralny region Waszyngtonu przemieszczał się największy pożar w historii tego stanu. Miał zasięg blisko 104.000 hektarów. Dla porównania powierzchnia Nowego Jorku wynosi 78.000 hektarów. Poprzedni rekord padł rok wcześniej. Wiatry przenoszą karmione przez suszę pożary w północnych Górach Skalistych, na Wybrzeżu Północno-Zachodnim i w innych rejonach USA. 15 sierpnia 2015 w pobliżu Nampa Soda w południowo-zachodnim Idaho wybuchł najbardziej rozległy aktywny pożar w kraju – objął ponad 107.000 hektarów.

Narodowe Międzyagencyjne Centrum Pożarowe USA poinformowało 25-30 grudnia 2015, że sezon 2015 jest najgorszym w historii: spłonęło 4.097.500 hektarów (poprzedni rekord padł w 2006 roku: 3.995.700 hektarów). Trzy największe pożary wybuchły na Alasce, gdzie sezon pożarowy wydłużył się od lat 50-tych XX wieku o 35 dni.

Pierwszy pożar 2016 wybuchł na Alasce pod koniec lutego, a drugi zaledwie osiem dni później. W Nowym Meksyku od początku roku odnotowano już 140 – dwukrotnie więcej niż w tym samym okresie rekordowego sezonu 2015. Na granicy Arizony i Kalifornii helikoptery zrzucały w kwietniu wodę na płomienie tak intensywne, że zdołały przeskoczyć rzekę Colorado.

W trzeciej dekadzie marca 2016 rekordowe temperatury i porywiste, gorące wiatry umożliwiły wybuch bezprecedensowego pożaru, który ogarnął obszar ponad 1.800 kilometrów kwadratowych w stanach Kansas, Oklahoma i Teksas. Dla porównania w sezonie pożarowym 2014, uznanym za najgorszy w dziejach Kansas, w 4.000 marcowych pożarów spłonęło 400 kilometrów kwadratowych.

Pod koniec czerwca 2016 tysiące strażaków i dziesiątki samolotów gasiły potężne pożary w stanach Kalifornia, Nevada, Nowy Meksyk i Arizona. Sezon pożarowy zaczyna się teraz bardzo wcześnie i trwa coraz dłużej: od początku marca do grudnia. Kiedyś spalona w ciągu roku całkowita powierzchnia sporadycznie przekraczała 2 miliony hektarów. Obecnie regularnie obejmuje ponad 4 miliony hektarów. Dane z 2016 pokazują, że od 1980 roku pożary w zachodnich regionach Stanów Zjednoczonych występują z coraz większą częstotliwością, są o wiele większe i trwają dłużej. Wzrosty odnotowano w każdym dziesięcioleciu. Latem 2016 zachód USA ponownie doświadczył rekordowych temperatur, których wartości były wyższe niż 50°C. Od października 2015 do czerwca 2016 na obszarze blisko 310.000 hektarów gór Sierra Nevada obumarło 26 milionów drzew. Badacze NASA przyznali 3 lipca 2016, że spowodowana suszą dewastacja jest znacznie większa, niż wskazywały na to wcześniejsze obserwacje i miliony drzew umierają jednocześnie. 19 listopada 2016 Służba Leśna Stanów Zjednoczonych poinformowała, że przez pierwszych dziesięć miesięcy roku w dotkniętej suszą Kalifornii zginęły 62 miliony drzew. Tempo obumierania jest nieporównanie szybsze od spodziewanego – w 2016 wzrosło o 100%. Zdaniem naukowców skala zjawiska nie ma precedensu w historii najnowszej. Ekologiczna katastrofa spotęguje pożary i erozję gleb. Badanie opublikowane 28 listopada 2016 w Global Change Biology ujawniło, że globalne ocieplenie zabija również żółte cedry na Alasce i w Kolumbii Brytyjskiej. Te żyjące nawet 1000 lat drzewa giną już na obszarze blisko 2.500 kilometrów kwadratowych. Naukowcy z Uniwersytetu w Stirling odkryli, że lasom na całym świecie grozi śmierć z powodu coraz intensywniejszych, coraz bardziej rozległych i coraz częstszych susz. Analiza opublikowana 21 lutego 2017 w Ecology Letters wykazała, że drzewa zachowują się w podobny sposób bez względu na lokalizację. Ich śmiertelność wzrasta proporcjonalnie do nasilenia suszy. „W miarę dalszej eskalacji temperatur Ziemi masowa śmiertelność uderzy w więcej lasów niż kiedykolwiek przedtem. Magazynują one znaczną ilość węgla i ich obumieranie przyspieszy globalne ocieplenie,” powiedział Alastair Jump, profesor ekologii i współautor pracy badawczej. Globalna susza trwa mniej więcej od 2013 roku. 

Według Światowego Instytutu Zasobów (World Resources Institute) do 16 października 2015 wybuchło w Indonezji 100.000 pożarów, które emitowały codziennie więcej gazów cieplarnianych niż cała gospodarka USA, czyli drugi największy ich emiter na Ziemi. Skala utraty siedlisk jest niewyobrażalna, ale konsekwencje klimatyczne są jeszcze bardziej niepokojące: 52% płomieni wypala tropikalne torfowiska – ekosystemy magazynujące jedne z największych pokładów wielowiekowego węgla. Pożary torfowisk przypominają bombę zanieczyszczeń, która uwalnia do atmosfery ogromne ilości CO2 i metanu. „Bez monsunowych opadów deszczu interwencja człowieka nie ugasi pożarów. Nawet podejmowane obecnie wysiłki międzynarodowe (z udziałem 32 samolotów i 22 tysięcy strażaków) nie wystarczą, by opanować sytuację,” powiedział 18 października 2015 Wan Junaidi Tuanku Jaafar, minister zasobów naturalnych i środowiska Malezji. Władze kraju, wzorem Singapuru, zamknęły szkoły ze względu na niebezpieczny poziom zanieczyszczenia powietrza.

Analiza danych troposferycznych powiązała podwyższony poziom ozonu z indonezyjskimi pożarami lasów. Jej szczegóły opublikowano 13 stycznia 2016 w Nature Communications. Podobnie jak metan, ozon jest silnym, choć utrzymującym się krótko gazem cieplarnianym. We fragmencie pracy czytamy: „Badanie sugeruje, że spalanie biomasy w lasach tropikalnych zachodniego Indo-Pacyfiku odgrywa większą rolę w wymuszaniu radiacyjnym klimatu niż się powszechnie szacuje.”

Brazylijskie ministerstwo środowiska potwierdziło, że w 2015 odnotowano w Amazonii rekordową liczbę 13.000 pożarów spowodowanych przez „wyjątkowo suchą aurę.” Brazylijski Instytut Badań nad Przestrzenią Kosmiczną ujawnił, iż najwięcej pożarów (11.114) wybuchło w stanie Amazonas. Wynik był o 47 proc. wyższy od statystyki w analogicznym okresie sezonu ubiegłego. Trend utrzymał się podczas kolejnych miesięcy. Według danych satelitarnych w listopadzie 2015 brazylijska Amazonia doświadczyła 18.716 pożarów.

W styczniu 2015 w Tasmanii ognień ogarnął lasy światowego dziedzictwa UNESCO; 1000-letnie drzewa i długowieczny torf zamieniły się w węgiel. W przeciwieństwie do lasów eukaliptusowych Australii, które wykorzystują ogień do regeneracji, rośliny te nie wyewoluowały, by żyć w naturalnym cyklu pożogi i odrodzenia. Po spaleniu umierają. Ażeby uniknąć tego losu, rosną wysoko na centralnym płaskowyżu, gdzie duża wilgoć powstrzymuje płomienie. Jednakże najbardziej suchy w dziejach regionu okres 24 miesięcy (2014–2015) zamienił nawet najbardziej wilgotne kotliny i wysokogórskie bagna w krzesiwo. Ogromna i nietypowo sucha burza z potężnymi wyładowaniami atmosferycznymi przetoczyła się przez cały stan i zapaliła ziemię w około 100 lokalizacjach. Zanikanie opadów atmosferycznych rozpoczęło się w Tasmanii w latach 70. minionego wieku. Drzewa, które przez miliony lat dostosowywały się do powolnych przeobrażeń klimatu, nie nadążają za tempem obecnej zmiany. Giną. „Znajdujemy się w nowej rzeczywistości,” powiedział David Bowman, profesor biologii zmian środowiskowych na Uniwersytecie Tasmańskim. „Musimy po prostu zaakceptować fakt, że przekroczyliśmy granicę. Tak właśnie wygląda zmiana klimatu.”

W lutym 2016 w zachodniej i środkowej Afryce, gdzie panuje rekordowa susza, wybuchły potężne pożary. Ich zasięg przekroczył 2.250 kilometrów i objął sześć krajów.

Do 11 kwietnia 2016 trwające od dwóch tygodni pożary zniszczyły w Nepalu aż 1.3 miliona hektarów pokrywy leśnej. Dzień wcześniej rekordowa ich liczba szalała w 457 lasach na terenie całego kraju. Najbardziej ucierpiał Sindhuli, który spłonął w 40%. „Sytuacja pożarowa jest poza naszą kontrolą,” powiedział Resham Dangi, Dyrektor Generalny Departamentu Lasów w Ministerstwie Ochrony Lasów i Gleby.

W kanadyjskim stanie Alberta, położonym w północnej strefie klimatycznej, wybuchł potężny pożar, który 2 maja 2016 wdarł się do miasta Fort McMurray. Ze stolicy wydobycia piasków bitumicznych, wzniesionej pośród lasu borealnego, ewakuowano wszystkich mieszkańców – 88.000 osób. Władze ogłosiły stan klęski żywiołowej. Płomienie o wysokości nawet 60 metrów zamieniły w popiół ponad 2.400 budynków. W regionie panują bardzo nietypowe warunki zgodne ze zmianami wzorów pogodowych wymuszonych przez zmianę klimatu. Zima była bardziej sucha niż zazwyczaj, pozostawiła skąpą pokrywę śnieżną. Pożogę karmiły porywiste, południowe wiatry – o sile nawet 50 kilometrów na godzinę – i ciepłe powietrze podążające za falą prądu strumieniowego o wysokiej amplitudzie. Temperatury były wyższe od wartości średniej o 22 stopnie Celsjusza. Wilgotność powietrza nie przekraczała 20%. Do 4 maja 2016 spłonęło ponad 10.000 hektarów terenu. Pożar żywił się sobą – destabilizując atmosferę, tworzył własną pogodę z gwałtownym wiatrem i chmurami burzowymi. „Mamy do czynienia z pierwszym udokumentowanym przypadkiem, w którym wygenerowane przez żywioł pioruny rozpoczęły nowe pożary.” powiedział Mike Flannigan, badacz dzikiej przyrody z Uniwersytetu Alberty. Według świadków płomienie były tak intensywne, że drzewa szerokolistne takie jak osiki – znane z większej odporności na ogień niż rośliny zimozielone – „zapaliły się w jednym potężnym podmuchu niczym grillowa rozpałka.” W ciągu kolejnych kilku dni pożar powiększył swój zasięg do 200.000 hektarów. „Panuje chaos,” powiedział Szymon Bicz, rezydent Fortu McMurray. „Zarządzono natychmiastową ewakuację. Drogi są zablokowane. Wszechobecny dym jest nie do zniesienia. Przerażające doświadczenie. Zagrożony jest cały region. Sytuacja jest absolutnie katastrofalna.” Produkcja elektryczności płynącej z zakładów napędzanych parą z eksploatacji bitumenu spadła o jedną trzecią. Władze przyznały, że ekspansję ognia może powstrzymać jedynie zmiana pogody, choć jego wygasanie potrwa kilka miesięcy. 16 maja 2016 silne wiatry południowe i niespotykany upał powiększyły pożar, który przedostał się do strefy przemysłowej. Zarządzono ewakuację 12.000 osób pracujących przy wydobyciu piasków roponośnych. Do 29 maja 2016 spłonęło w Kanadzie blisko 590.000 hektarów – 26 razy więcej niż o tej samej porze w 2015. Ze względu na zmianę klimatu tamtejszy sezon pożarowy rozpoczyna się wcześniej, a spopielona rokrocznie powierzchnia uległa od lat 70. XX wieku podwojeniu.

Rozległe pożary lasów, które wybuchły w maju i czerwcu 2016 w kanadyjskim stanie Alberta, mogły zapoczątkować inny rodzaj pożaru podziemnego. Torf – bogata w węgiel gleba utworzona z poddanej częściowemu rozkładowi, rozmokłej, nagromadzonej w ciągu kilku tysiącleci roślinności, która zasiliła potężną pożogę w Indonezji jesienią 2015 roku – występuje również w północnych lasach borealnych obejmujących Kanadę, Alaskę i Syberię. „Ze względu na intensywny żar istnieje duże prawdopodobieństwo, że gleba tego obszaru zapaliła się,” powiedział Adam Watts, ekolog pożarowy w Instytucie Badań nad Pustyniami w Nevadzie. Torfowiska tlą się powoli w niskiej temperaturze i rozprzestrzeniają pod powierzchnią, co czyni je trudnymi do wykrycia, zlokalizowania i ugaszenia. Wytwarzają niewiele płomieni i dużo dymu, który przemieszcza się przy ziemi i dławi pobliskie wsie i miasta. Wbrew pozorom płonące torfowiska są „największymi pożarami na ziemi,” mówi Guillermo Rein, badacz pożarów torfowych z Koledżu Imperialnego w Zjednoczonym Królestwie. Od 1990 indonezyjskie praktyki karczowania i wypalania lasów na potrzeby rolnictwa często prowadzą do pożarów, które ze względu na torf wymykają się spod kontroli. Indonezja ma ponad 200 tysięcy kilometrów kwadratowych torfowisk o średniej głębokości 5.5 metra; w niektórych miejscach wynosi ona 20 metrów. „Są bardzo trudne do ugaszenia, bo są głębokie,” wyjaśnił Robert Gray, niezależny ekolog pożarowy z Chilliwack w Kolumbii Brytyjskiej. Lasy borealne zawierają około 30 razy więcej torfu niż Indonezja. Ponieważ mogą one tlić się przez wiele tygodni i miesięcy, a nawet zachować swoją aktywność pod ziemią podczas srogich zim na dalekiej północy, pożary torfowisk emitują przeciętnie równowartość 15 proc. antropogenicznych emisji gazów cieplarnianych rocznie. Wyniszczają również kluczowe siedliska zagrożonych gatunków. Tworzona przez nie mgła wywiera wpływ zarówno na temperatury powierzchni (blokując promienie słoneczne), jak i wzorce opadów (zakłócając proces tworzenia się chmur). W normalnym roku czysty torf przed ogniem chroni woda, którą jest nasycony. Lecz kiedy ją traci, staje się łatwopalny. Procesy odpowiadające za wysychanie torfu przybierają na intensywności: zanika pokrywa śnieżna na półkuli północnej, przyspiesza wylesianie oraz eksploatacja rolna i przemysłowa.

Tropikalne bagienne lasy torfowe, pokrywające niegdyś duże połacie Azji Południowo-Wschodniej i innych obszarów, pełniły rolę ważnych pochłaniaczy, które pomagały w usuwaniu dwutlenku węgla z atmosfery. Ekosystemy te znikają w szybkim tempie z powodu wycinki i projektów odwadniania przygotowujących grunt pod plantacje. Badanie przeprowadzone m.in. przez naukowców Instytutu Technologicznego w Massachusetts (MIT) i opisane 6 czerwca 2017 w Proceedings of the National Academy of Sciences odkryło, że globalne ocieplenie zmienia wzory opadów deszczu, co potencjalnie zniszczy nawet zalesione torfowiska, których jeszcze nie odwodniono. Lasy torfowe są już źródłami emisji CO2 netto i przyspieszają wzrost temperatur Ziemi. „W Azji Południowo-Wschodniej jest mnóstwo torfowisk, ale prawie wszystkie zostały wylesione,” powiedział Charles Harvey, profesor inżynierii cywilnej i ochrony środowiska, który od kilku lat prowadzi badania nad tym regionem. Po deforestacji i odwodnieniu torf wysycha, a gleba organiczna (zawierająca węgiel) utlenia się i powraca do atmosfery. Czasem odsłonięty torf zapala się i płonie przez dłuższy czas, tworząc ogromne chmury zanieczyszczeń. Tropikalne torfowiska zawierają węgiel w ilości będącej odpowiednikiem dziesięcioletnich globalnych emisji CO2 z eksploatacji kopalin. Pożary torfowisk w Indonezji w niektórych sezonach wprowadziły do atmosfery od 10 do 40% całkowitej ilości gazów cieplarnianych, jaką światowy przemysł paliw kopalnych uwalnia na przestrzeni roku.

W 2017 liczba pożarów lasów w UE uległa potrojeniu. Ich łączna powierzchnia była niemal dwukrotnie większa od Luksemburga. Zmiana klimatu wydłużyła tradycyjny sezon pożarowy i zwiększyła częstotliwość wybuchów. Eksperci ostrzegają, że trend utrzyma się w przyszłości i żywioł pochłonie nowe obszary. „Będziemy świadkami wielu niespodzianek i pożarów w nowych, nie nawiedzanych przez płomienie miejscach,” powiedział Alexander Held, starszy ekspert w Europejskim Instytucie Leśnym.

Piloci, którzy gaszą płomienie zamieniające w popiół rozległe obszary Kanady, określają warunki mianem apokaliptycznych. 9 sierpnia 2017 aktywnych było ponad 200 pożarów. Większość z nich obejmowało tereny Kolumbii Brytyjskiej, która doświadczyła jednego z najgorszych sezonów pożarowych od co najmniej 60 lat. Objęty pożarami obszar był większy niż kiedykolwiek wcześniej: do połowy sierpnia wyniósł 900.000 hektarów. Członkowie ekip ratunkowych przyznają, że nigdy wcześniej nie meli do czynienia z taką sytuacją. Ogień utrzyma się aż do pierwszego śniegu – dopiero zmiana warunków pogodowych pozwoli uznać pożogę za technicznie zakończoną.

Syberyjskie pożary można oglądać z orbity okołoziemskiej. Zdjęcia wykonało Kosmiczne Obserwatorium Klimatyczne NOAA w dniu 21 lipca 2017. Obrazy te potwierdzają, że ich skala jest 10 razy większa, niż wskazują na to dane udostępnione przez rząd Rosji. Szczególnie niepokojące są doniesienia o płonącej tundrze na Półwyspie Jamalskim, a także Parku Narodowym Leńskie Słupy – wpisanym na Listę Światowego Dziedzictwa UNESCO. W okresie lipiec–sierpień 2017 spłonęło około 538 kilometrów kwadratowych lasów na południu Syberii. Od listopada 2017 tamtejsza temperatura była wyższa od średniej o 4°C. Anormalnie wysokie jej wartości – opisane jako „nieznośny upał” – utrzymywały się w całej Arktyce przez sześć tygodni lata. Las i tundra wyschły, codziennie wybuchało 10 nowych pożarów. W ciągu 24 godzin potrafiły pokryć 1.000 hektarów tundry. 

W sierpniu 2017 na Grenlandii szalał bezprecedensowy pożar, zlokalizowany około 60 kilometrów od lądolodu. To zła wiadomość dla Arktyki. Ogień został po raz pierwszy dostrzeżony przez satelity 31 lipca 2017. Miarodajny system satelitarnego wykrywania płomieni na wyspie uruchomiono w 2000 roku – dotychczas nie odnotował niczego o podobnej skali. Co gorsza, grenlandzki pożar pasuje do trendu gwałtownych zmian zachodzących na północnych obszarach planety. Badanie z 2013 ustaliło, iż arktyczne lasy płoną z częstotliwością nie oglądaną co najmniej od 10.000 lat. „Nie przypuszczałem, że do swojego monitoringu przeciwpożarowego dodam Grenlandię,” powiedział Mark Parrington, meteorolog UE. Duńska służba meteorologiczna przyznała, że nie dysponuje kadrami specjalizującymi się w pożarach Grenlandii. Kataklizm taki jak ten jest składową pętli sprzężenia zwrotnego: wiatr przenosi sadzę na lód, który ciemnieje, co pomaga wchłaniać więcej energii słonecznej i przyspiesza jego miejscowe topienie.

→ Nagła zmiana klimatu: Rekordowe, katastrofalne pożary w Arktyce w 2019 r.

→ Nagła zmiana klimatu: Rekordowy wzrost liczby pożarów latem 2019 r.

→ Nagła zmiana klimatu w Australii

→ Nagła zmiana klimatu: Czerwony alarm na Syberii

(6) Rosnące emisje metanu/węgla z arktycznej tundry/wiecznej zmarzliny

Naruszone przez antropogeniczne ocieplenie pokłady arktycznego węgla są ogromne: w lądowej wiecznej zmarzlinie zalega 1.3 miliarda ton – objętość prawie dwukrotnie większa od obecnej jego ilości w ziemskiej atmosferze; sam Wschodni Syberyjski Szelf Kontynentalny zawiera 500 miliardów ton, zaś kolejne setki miliardów uwięzione są m.in. wokół Grzbietu Gakkela, w głębokich wodach Svalbardu i w Cieśninie Naresa.

Mapowanie regionów Arktyki położonych w wyższych szerokościach geograficznych stało się prawie niemożliwe: zbocza znikają z dnia na dzień, nowe jeziora i stawy pojawiają się i giną co tydzień, strumienie i rzeki często zmieniają swój kierunek. Ten niespokojny krajobraz jest dziełem topnienia wiecznej zmarzliny. Badanie zamieszczone 17 marca 2016 w Environmental Research Letters ujawniło, że na niektórych obszarach tempo tego procesu wzrosło ponad czterokrotnie w ciągu ostatnich 50 lat. Autorzy z Uniwersytetu Victorii w Kanadzie i Służby Geologicznej Terytoriów Północnego Zachodu (Northwest Territories Geological Survey – NWT) wykorzystali zdjęcia lotnicze i satelitarne do pomiaru wpływu zmiany klimatu na przeobrażenia krajobrazowe w czterech regionach północno-zachodniej Kanady. Konkluzja: gdy podłoże zaczyna się przemieszczać w wyniku topnienia, nie można już go zatrzymać.

Latem 2015 roku dziewicze lasy Buriacji (Syberia Wschodnia) zostały wyniszczone na dużą skalę przez szybko rozprzestrzeniające się pożary. Miejscowi badacze zgromadzili oszałamiające dowody na wzrost temperatury, który zamienia wieczną zmarzlinę regionu – utworzoną na przestrzeni wielu tysiącleci – w step. Na coraz większej liczbie obszarów średnie roczne temperatury przekraczają zero stopni Celsjusza. W połowie października 2015 na terenach Republiki Buriacji odnotowano wartości majowe przekraczające 20°C.

Relacja z 22 września 2015: „Nowa ekspedycja do jednej z gigantycznych syberyjskich dziur, jakie znaleziono w ostatnich latach ustaliła, iż jest to znak ostrzegawczy śmiertelnego zagrożenia dla ocieplających się regionów północnych. Naukowcy z Instytutu Geologii i Geofizyki Ropy Naftowej Trofimuk twierdzą, że proces, który stworzył serię kraterów uruchomiony został przez topnienie gazowych hydratów i emisje metanu. Akumuluje się on w ‚pingach’ – pokrytych ziemią lodowych wzgórzach – gdzie następuje erupcja odpowiedzialna za powstawanie dziwnych jam pojawiających się na arktycznych obrzeżach Rosji. Po wizycie w najsłynniejszym z nowo utworzonych kraterów dr Igor Jelcow, zastępca dyrektora Instytutu Trofimuk, powiedział: ‚W ostatnich dziesięcioleciach wzrost temperatur spowodował uwolnienie gazowych hydratów. Przypomina to reakcję jądrową. Objętość metanu podczas przejścia ze stanu stałego w stan gazowy wzrasta około 150 razy. Dół jamalski to wyjątkowy obiekt badań. Nie mieliśmy okazji, aby studiować wcześniej takie zjawisko. (…) Musimy bardzo uważnie śledzić procesy związane z wieczną zmarzliną i hydratami gazowymi na Jamale. Lekceważymy wielkie zagrożenia, jakie niesie ze sobą metan,’ ostrzegł.”

Agencja TASS poinformowała 20 marca 2017, że podczas ekspedycji terenowych i monitoringu satelitarnego naukowcy odkryli na Syberii 7.000 wzniesień napełnianych gazem, które mają eksplodować. Aleksiej Titowskij, dyrektor jamalskiego wydziału ds. nauki i innowacji, powiedział: „Początkowo takie wzniesienie jest swoistą bańką. Z czasem następuje jej wybuch, który uwalnia gaz. W ten sposób tworzą się gigantyczne leje.” W regionie doszło w ostatnim czasie do nagłego uformowania się kilku „kraterów”. Zdaniem badaczy odpowiadają za nie erupcje metanu z wiecznej zmarzliny. Lato 2016 było na półwyspie jamalskim anormalnie upalne – słupek rtęci sięgnął 35°C. Ciepło spotęgowało sezonowe rozmarzanie, które było głębsze, bardziej rozległe niż w przeszłości i spowodowało powstanie nowych jezior, zmieniło regionalny krajobraz tundry.

Obrazy satelitarne odkryły w marcu 2017 ponad 200 błękitnych jezior w rosyjskiej Arktyce, które bulgocą „niczym jacuzzi”, ponieważ emitują metan. Są to jeziora typu termokrasowego, które powstają, kiedy wskutek topnienia wiecznej zmarzliny powierzchnia terenu opada i wypełnia się wodą roztopową. W przeciwieństwie do typowych, ciemnych jezior termokrasowych (ałasowych), akweny jasnobłękitne uwalniają do atmosfery C4. Według Wasilija Bogojawleńskiego z Rosyjskiej Akademii Nauk, pojawiają się one na Syberii w pobliżu złóż ropy naftowej i gazu na półwyspach Jamalskim i Gydańskim. Za jasno niebieski kolor odpowiadają algi obecne ze względu na wysokie poziomy siarki towarzyszące uwalnianiu metanu. Naukowcy, którzy obserwują region, są zaniepokojeni – nigdy wcześniej nie spotkali się z tym zjawiskiem. Poprzednie badania ustaliły, iż globalny wzrost temperatury o 1.5°C (2,7 ° F) wystarczy, aby rozpoczęło się topnienie wiecznej zmarzliny Syberii. Jeziora ałasowe i pingo świadczą o tym, że proces jest już w toku.

W czerwcu 2016 pojawiły się relacje, według których powstaniu krateru na syberyjskim Tajmyrze w 2013 roku towarzyszył dźwięk eksplozji i dostrzegalny na niebie rozbłysk. Hałas słyszano nawet 100 kilometrów od epicentrum. Wyrwę jako pierwsi zobaczyli pasterze reniferów: miała 4 metry szerokości i 100 metrów głębokości, w promieniu kilometra rozrzucone były ziemia, piasek i lód. W ciągu następnych osiemnastu miesięcy doszło do co najmniej 15-krotnego zwiększenia jej rozmiarów. Obecna średnica krateru nie jest znana, ponieważ w ostatnim czasie tego odległego miejsca nie odwiedziła żadna wyprawa badawcza. Najpotężniejszy w swojej klasie jamalski krater, nazywany przez lokalną społeczność „wejściem do podziemnego świata”, powiększa się w zawrotnym tempie. Ma już prawie 1 kilometr długości i 86 metrów głębokości. Instytut Alfreda Wegenera w Niemczech poinformował w 2016, że jego przednia ściana rozszerza się średnio o 10 metrów rocznie. Natomiast w latach cieplejszych o 30 metrów.

Dr Paweł Sierow, naukowiec z Centrum Arktycznych Hydratów Gazowych, Środowiska i Klimatu (CAGE) w Norwegii i główny autor pracy badawczej opublikowanej 7 sierpnia 2015 w Journal of Geophysical Research, powiedział: „(Naziemne i podwodne) ‚pingo’ są intensywnie dyskutowane w środowisku naukowym, zwłaszcza w kontekście scenariuszy globalnego ocieplenia. Mogą być ostatnim krokiem przed wybuchem metanu.” Norweskie badanie „pokazuje, jak ważna przy formowaniu podwodnych ‚pingo’ jest akumulacja metanu.” Struktury te „są rozrzucone na dnie płytkich wód Arktyki.” Uwolniony z nich metan nie ma problemu z przedostaniem się do atmosfery. Analizie poddano obszar południowego Morza Karskiego na głębokości niespełna 40 metrów.

Na Morzu Barentsa u północnych wybrzeży Norwegii odkryto kratery o średnicy 1 kilometra. Najprawdopodobniej są one tworem zdestabilizowanych pokładów metanu. Swoimi szczegółowymi ustaleniami na ich temat podzielili się w kwietniu 2016 na dorocznej konferencji Europejskiej Unii Geofizycznej naukowcy z norweskiego Uniwersytetu Arktycznego. „Na dnie w zachodnio-centralnej części Morza Barentsa znajduje się wiele gigantycznych kraterów i prawdopodobnie są one przyczyną ogromnych wybuchów gazu,” poinformował zespół badawczy. „Usłany kraterami obszar może reprezentować jedno z największych gorących źródeł metanu uwalnianego z płycizn Arktyki.” Gdy fragment hydratów metanu nagle staje się niestabilny, dochodzi do dużej jednorazowej emisji tego gazu. Proces może generować kratery. Trudno jest oszacować, ile energii wyrzucają takie „eksplozje”, ale mogą być one na tyle silne, by zatopić przepływające nad nimi statki.

W syberyjskim regionie kraterów pojawiło się kolejne niepokojące zjawisko: ‚drżąca’ tundra. Ziemia rusza się, ponieważ „wyciekający wskutek globalnego ocieplenia metan sprawia, że powierzchnia bulgoce.” Do odkrycia doszło w lipcu 2016 na wyspie Belyy położonej w sąsiedztwie Jamału. Naukowcy Aleksander Sokołow i Dorothee Ehrich zidentyfikowali 15 sekcji pokrytego trawą, bulgocącego gruntu. „Przypominało to galaretę. Nigdy wcześniej nie natknęliśmy się na coś takiego,” przyznali badacze. Pomiary wykazały, że po jej przebiciu doszło do emisji gazów cieplarnianych: zawartość dwutlenku węgla wynosiła 7.500 ppm, zaś metanu 375 ppm. To około 20 razy więcej od aktualnego atmosferycznego stężenia CO2 i 200 razy więcej od obecnych atmosferycznych koncentracji metanu. Lato 2016 było na tej arktycznej wyspie wyjątkowo gorące; ciepło roztapia zmarzlinę i uwalnia węgiel. Zdaniem ekspertów „fakt pojawienia się pęcherzy gazu w strefie wiecznej zmarzliny jest poważnym powodem do niepokoju. Konsekwencje mogą być nieprzewidywalne.” Naukowcy od lat ostrzegają przed groźnymi następstwami globalnego ocieplenia prowadzącymi do emisji gazów cieplarnianych, które dotychczas pozostawały w stanie zamrożenia pod ziemią lub pod wodą. Obok doniesień o metanie uwalnianym z syberyjskich kraterów, jezior i Oceanu Arktycznego, pojawiających się w kontekście bardzo szybkiego ocieplenia Arktyki, ‚drżąca’ tundra na wyspie Belyy to kolejny dowód, że proces ten jest w toku.

W sierpniu 2015 pożary na Alasce usunęły miliony hektarów lasów i tundry, które wcześniej chroniły wieczną zmarzlinę.

W ostatnich dziesięcioleciach zmiana klimatu spowodowała wzrost roślin wodnych na arktycznej tundrze. Badanie opublikowane 14 sierpnia 2016 w Global Change Biology ustaliło, że ich biomasa uwalnia do atmosfery coraz większe ilości metanu. Przyrost traw i turzyc w stawach tundry nastąpił przede wszystkim ze względu na dłuższe okresy wegetacji i zwiększającą się dostępność składników odżywczych uwalnianych przez topniejącą wieczną zmarzlinę. Autorzy analizy szacują, że w ciągu czterech dekad strumień metanu z tych terenów podmokłych zwiększył się o około 60%.

Opublikowana 19 października 2015 w Nature Climate Change analiza aktywności pożarowej na nizinach Jukonu w Alasce odkryła, że wybucha tam tak wiele pożarów lasów, iż obszar ten stał się eksporterem netto atmosferycznego węgla. Zdaniem badaczy jest to wyjątkowo niepokojące, ponieważ arktyczne i subarktyczne lasy borealne, takie jak te z nizin Jukonu, zawierają około jedną trzecią naziemnych pokładów węgla. Rosnąca liczba pożarów wytrąca z równowagi cykl wychwytywania i uwalniania dwutlenku węgla. Większa jego ilość w atmosferze przyczynia się do dalszego ocieplenia klimatu w wyższych szerokościach geograficznych.

Profesor Władimir Romanowskij, jeden z wiodących światowych ekspertów od wiecznej zmarzliny i dyrektor Globalnej Sieci Naziemnej na rzecz Zmarzliny (Global Terrestrial Network for Permafrost), głównego międzynarodowego programu monitorowania, powiedział, że zaobserwowane w ostatnich czterech latach tempo ocieplania tej zamarzniętej warstwy ziemi jest „niewiarygodne”. Naukowcy obawiają się, że uwięziony w wiecznej zmarzlinie metan doczeka się uwolnienia i spotęguje zmianę klimatu. Mylnie zakładano, że nic nie zagrozi stabilności zmarzliny w bieżącym stuleciu. Pokrywa ona około 25% półkuli północnej – głównie Arktykę – oraz regiony Antarktyki i Alp. Według profesora obecne dowody wskazują, iż w niektórych częściach Alaski wieczna zmarzlina nie tylko ogrzeje się, ale ulegnie roztopieniu przed dekadą 2070-80. Najnowsze ustalenia przekonały go ostatecznie, że globalne ocieplenie nie jest produktem naturalnej zmienności klimatu. I chociaż technologia może zapobiec roztopieniu zmarzliny pod ważnymi budowlami, to ogólnego jej topnienia powstrzymać się nie da.

Profesor Sergiej Kirpotin, dyrektor Centrum Doskonałości w Badaniach nad Zmianą Klimatu BioClimLand w Tomsku, ostrzegł na początku maja 2016, że topnienie torfowisk, które stanowią aż 80% lądu Syberii Zachodniej, wprowadzi do atmosfery miliardy ton metanu. Dodał, że proces ten znacznie przyspieszy globalne ocieplenie z potencjalnie katastrofalnymi skutkami. „Torfowiska są dla ludzkości niezmiernie ważne,” wyjaśnił. „Przez tysiące lat pochłaniały atmosferyczny dwutlenek węgla i magazynowały go w torfowych pokładach. Węgiel jest podstawowym składnikiem gazów cieplarnianych. Tym samym bagna funkcjonowały jako rodzaj naturalnej zamrażarki, ponieważ nie pozwalały na jego akumulację w atmosferze. Jednakże wieczna zmarzlina z północnych obszarów Syberii Zachodniej zaczęła topnieć. Tworzy nowe jeziora, a stare powiększa. W ten sposób wszystkie uwięzione w niej organiczne związki rozkładają się w dość szybkim tempie. Oczywiście następuje uwolnienie wielu gazów cieplarnianych, w tym dwutlenku węgla i metanu. W północnej części torfowiska istnieje tzw. zagrożenie metanowe. Co więcej, szelf lodowy również ulega rozmrożeniu – uwalniane są hydraty metanu i dzieje się coś naprawdę strasznego.” Profesor Kirpotin odkrył te fakty 10 lat temu, kiedy okazało się, że po raz pierwszy od zakończenia epoki lodowcowej trwa już topnienie wiecznej zmarzliny. Alarmował wówczas o „ekologicznej lawinie, która prawdopodobnie jest nie do zatrzymania.” Teraz sytuacja wygląda na bardziej zaawansowaną niż przypuszczał. „Regiony Arktyki są w nieporównanie większym stopniu narażone na skutki zmiany klimatu. Znajdują się tam tzw. gorące punkty (hotspot) i północna Syberia Zachodnia jest jednym z nich. Powodów takiego stanu rzeczy jest kilka. Skandynawia ogrzewana jest przez Prąd Zatokowy, zatem przeobrażenia przebiegają tam wolniej. Południkowe odcinki Kanady i Alaski są krótsze. Syberia to największe terytorium arktyczne na kuli ziemskiej, a kiedy poruszasz się z zachodu na wschód, klimat przechodzi z kontynentalnego na skrajne kontynentalny. W ten sposób zmiany w Syberii Zachodniej są bardziej ekstremalne i dramatyczne niż w innych częściach świata.” Kilka tygodni wcześniej kolejny wybitny rosyjski ekspert powiedział, że Arktyka może być całkowicie wolna od lodu w ciągu zaledwie 40 lat. Profesor Oleg Anisimow, laureat Pokojowej Nagrody Nobla, poinformował o nowych dowodach, które potwierdzają, iż w regionie polarnym temperatury rosną już cztery razy szybciej niż w pozostałych rejonach planety. Do roku 2050 jedyną pamiątką po biegunie północnym byłoby kilka dryfujących gór lodowych.

Sytuacja w Alpach przedstawia się identycznie. Wyniki pomiarów opublikowane pod koniec lutego 2016 roku przez Szwecką Sieć Monitoringu Wiecznej Zmarzliny (Swiss Permafrost Monitoring Network – PERMOS) pokazują, że trend ocieplenia ostatnich siedmiu lat pozostaje bez mian. Podwyższone temperatury lodu są wynikiem kilkuletniego okresu odbiegających od normy, cieplejszych warunków. Badacze zaobserwowali również zbierające się większe ilości wód podziemnych, co świadczy o topnieniu zmarzliny. W porównaniu z poprzednimi zapisami, które sięgają roku 2000, prędkość przepływu lodowców skalnych w latach 2014-2015 wzrosła o 20%.

Ustalenia jednego z pierwszych kompleksowych badań terenowych pokazują, że aktywny mikrobiom gleby tundry uległ znaczącej zmianie po zaledwie 1.5 roku eksperymentalnego ocieplenia – ta bardzo szybka reakcja demonstruje wysoką czułość tego ekosystemu na ocieplenie. Doświadczenia przedstawione w tej pracy przeprowadzono na aktywnej warstwie gleby tundry na Alasce. Rezultaty opublikowane 22 lutego 2016 przez Nature Climate Change wskazują na wysoką wrażliwość wiecznej zmarzliny na ocieplenie klimatu, którą determinuje zestaw złożonych mikrobiologicznych sprzężeń zwrotnych uruchomionych przez wzrost temperatury.

W międzynarodowym badaniu, opublikowanym 14 marca 2016 w Nature Geoscience, zespół naukowców z północnych regionów świata wykazał, że wieczna zmarzlina topnieje szybciej niż się spodziewano – nawet na najzimniejszych obszarach. W rejonach tych zimowe zamarzanie powoduje pęknięcia ziemi, które latem wypełniane są przez wody roztopowe. Kiedy zimą powracają mrozy, w gruncie tworzą się lodowe kliny. Sięgają one na głębokość dziesięciu lub piętnastu metrów; w niektórych przypadkach mogą mieć tysiące lat. Próbki pobrane w wysokiej Arktyce – na Alasce, w Kanadzie i Rosji – oraz obserwacje terenowe i satelitarne pozwoliły ustalić, iż na całym obszarze Arktyki górna część tych klinów topnieje, a wierzchnia warstwa zmarzliny – znajdująca się pod tzw. „warstwą aktywną” gleby, która ulega regularnemu zamarzaniu i rozmarzaniu – również zaczyna topnieć. „W miejscach z wystarczającą ilością danych widzimy, że proces ten zachodzi w niecałe dziesięć lat, a nawet po jednym ciepłym lecie,” powiedziała Anna Liljedahl, główna autorka pracy i badaczka z Uniwersytetu Alaski w Fairbanks. „Społeczność naukowa zakładała, że zimna zmarzlina ochroni się przed ociepleniem klimatu, jednakże pokazujemy, jak bardzo wrażliwa na wzrost temperatury jest górna jej część, nawet gdy sama zmarzlina pozostaje bardzo zimna.” Profesor Ken Tape z Uniwersytetu Alaski w Fairbanks dodał, „To pierwsze badanie, które potwierdziło obecność tych cech i zmian na całym obszarze Arktyki. […] Myśleliśmy do niedawna, iż jest to region, który poradzi sobie trochę lepiej, ponieważ zimna zmarzlina występuje tak często i sięga głęboko. Panowało przeświadczenie, że będzie bardziej stabilna.” Profesor Władimir Romanowskij, ekspert od wiecznej zmarzliny z tej samej uczelni, wyjaśnił, „Degradacja lodowych klinów demonstruje, że górna część zmarzliny topnieje, co z pewnością wywołuje dodatkowe emisje gazów cieplarnianych.” Kiedy zamrożone gleby ulegają rozmrożeniu, żyjące w nich mikroorganizmy rozpoczynają rozkład obumarłej, choć zachowanej roślinności sprzed milionów lat i uwalniają ich węgiel w postaci dwutlenku węgla i metanu. W drugiej pracy, opublikowanej 7 marca 2016 w Environmental Research Letters, ekspercka ocena blisko 100 arktycznych naukowców udowodniła, że nie pojawią się czynniki mogące zrównoważyć emisje z wiecznej zmarzliny w stopniu, który zmniejszyłby związane z nimi obawy.

Badanie opublikowane 16 czerwca 2016 przez Geophysical Research Letters pokazuje, że wieczna zmarzlina pod płytkimi jeziorami Arktyki topnieje w wyniku zmieniającego się klimatu zimowego. Cieplejsze zimy w połączeniu ze wzrostem opadów śniegu w ciągu ostatnich 30 lat ograniczyły wzrost sezonowego lodu na jeziorach. W odpowiedzi na ten trend temperatury przydenne akwenów o głębokości mniejszej niż 1 metr wzrosły o 2.4°C, natomiast średnia roczna temperatura przydenna utrzymywała się powyżej zera podczas pięciu z ostatnich siedmiu lat. Topnienie wiecznej zmarzliny jezior najpewniej otworzy rezerwuar węgla, wprowadzając go do atmosfery w postaci gazów cieplarnianych. We wstępie do pracy badawczej jej autorzy napisali, że ich ustalenia „wskazują na to, że zmarzlina płytkich jezior przekracza już krytyczny próg rozmrażania około 70 lat przed przewidywanym topnieniem naziemnej zmarzliny północnej Alaski.”

Potencjalny wkład arktycznej wiecznej zmarzliny w ocieplenie planety nie jest uwzględniany w prognozach zmian klimatycznych. Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu ONZ (IPCC) również nie oszacował ryzyka związanego z jej topnieniem w swoim najnowszym raporcie. Problem polega na tym, że analiza zjawiska wiąże się z trudnościami logistycznymi i dużymi kosztami – region jest odległy i trudno dostępny, a kieszenie instytucji finansujących badania są puste. Jedno jest jasne: nie istnieje żadne „lokalne” rozwiązanie problemu. „Nie zdołamy przechwycić węgla uwalnianego na powierzchni 10 milionów kilometrów kwadratowych,” powiedziała Maria Belke-Bria, członkini francuskiego zespołu z Krajowego Centrum Badań Naukowych (CNRS), który prowadzi obserwacje na Archipelagu Arktycznym.

Zespół badaczy z Centrum Badań nad Klimatem i Zrównoważonym Rozwojem, Uniwersytetu Stanowego w San Diego, Uniwersytetu Open, Uniwersytetu w Sheffield, Uniwersytetu w Montanie, Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA, Uniwersytetu Harvarda i Narodowej Służby Oceanicznej i Atmosferycznej (NOAA) ustalił, że w czasie miesięcy zimowych – kiedy powierzchnia gleby jest zamrożona (zazwyczaj od września do maja) – arktyczna i wyżynna tundra uwalnia znacznie więcej metanu niż wskazywały na to dotychczasowe szacunki klimatycznych modelarzy. Okazało się, że co najmniej połowa rocznych emisji metanu następuje zimą, zaś bardziej sucha tundra wyżynna jest większym emiterem metanu niż tundra wilgotna. Odkrycie to podważa kluczowe założenia globalnych modeli klimatycznych. „Praktycznie wszystkie modele zakładały, że przy zamrożonym gruncie nie ma emisji metanu lub są one śladowe,” powiedział Walter Oechel, zastępca dyrektora Centrum Badań nad Klimatem i Zrównoważonym Rozwojem. „Założenie to jest błędne.” Woda uwięziona w glebie nie ulega całkowitemu zamrożeniu nawet poniżej zera stopni Celsjusza. Wierzchnia – czyli aktywna – warstwa ziemi topnieje latem i zamarza zimą doświadczając efektu „kanapki”. Gdy temperatury oscylują wokół zera stopni Celsjusza, góra i dół warstwy aktywnej zaczynają zamarzać, a środek pozostaje odizolowany. Mikroorganizmy znajdujące się w tej niezamrożonej części nie zaprzestają rozkładania materii organicznej i przez wiele miesięcy emitują metan. Zamrożona powierzchnia hamuje utlenianie metanu, czego rezultatem są duże emisje netto metanu w okresie jesieni i zimy. Rośliny pełnią rolę kominów ułatwiających ucieczkę gazu przez skutą lodem warstwę do atmosfery. Wyniki badania opublikowano 17 grudnia 2015 w Proceedings of National Academy of Sciences.

Badanie Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA, opublikowane 21 czerwca 2016 w Proceedings of the National Academy of Sciences, wykazało, że rosnące emisje gazów cieplarnianych w Arktyce mogą pozostać niewykrytymi. Naukowcy nie monitorują zmian koncentracji dwutlenku węgla podczas długich miesięcy zimowych na znacznym obszarze kontynentu. Emisje zimowe pochodzą głównie z głębszych warstw gleby, które zatrzymują wystarczającą ilość letniego ciepła, by zachować stan rozmrożenia nawet po jesiennym zlodowaceniu powierzchni gruntu. Ze względu na postępujące ocieplenie te głębokie warstwy ulegają zamrożeniu coraz później i tym samym uwalniają coraz więcej dwutlenku węgla. Monitorowanie CO2 na dalekiej północy jest bardzo trudne. W porównaniu z innymi rejonami Arktyki Alaska uchodzi za bardziej dostępną, ale większość stanu jest jednak zbyt odległa i nierówna, by można było dokonać tam pomiarów naziemnych.

Raport analityków Arctic News z 13 marca 2017 wyjaśnił, iż trwające erupcje dużych ilości metanu z dna Oceanu Arktycznego są w znacznym stopniu niewykrywane przez lądowe stacje pomiarowe. Dane rejestruje się zazwyczaj na małych wysokościach, zatem unoszące się nad oceanicznymi wodami pióropusze gazu pozostają niezauważone. Zanim metan dotrze do wybrzeża, znajduje się już na dużych wysokościach, będących poza zasięgiem czujników. Poniższa ilustracja przedstawia najwyższe średnie globalne koncentracje metanu w dniu 10 marca w latach 2013–2017 na wybranych wysokościach odpowiadających przedziałowi od 945 mbar (584 metrów) do 74 mbar (17.378 metrów).

Najwyższe koncentracje metanu na różnych wysokościach w dniu 10 marca w latach 2013-2017.

„Jak widać poziomy metanu odnotowały w ostatnich latach zdecydowany wzrost w troposferze i stratosferze,” piszą badacze. „Odczyty wskazują, iż pochodzi on z morskiego dna Arktyki. Dokładniej wyjaśnia to poniższy wykres. Tropopauza oddziela troposferę od stratosfery. Nad biegunami troposfera kończy się na wysokości około 9 kilometrów, zaś nad równikiem na wysokości blisko 17 kilometrów.”

Metan z dna morskiego unosi się i zmierza w stronę równika.

„Na terenach podmokłych i rolniczych emisje metanu odbywają się na dużej przestrzeni. Gaz wydobywający z dna morskiego Arktyki koncentruje się w pióropuszach. Na zewnątrz tych strumieni poziomy stężeń nie rosną. Właśnie dlatego satelitarny monitoring niższych wysokości nie widzi metanu ze źródeł podmorskich,” konkludują analitycy.

Rezultaty pracy badawczej opublikowanej 1 lutego 2016 w Journal of Geophysical Research: Biogeosciences potwierdzają, że literatura naukowa nareszcie dogania rzeczywistość dramatycznej sytuacji: „Nasze wyniki sugerują, iż ekosystem subarktycznej tundry odchodzi od swojej historycznej funkcji jako pochłaniacz C (węgla) i zamienia się w źródło C.”

12 marca 2016 zespół badaczy z Koledżu w Dartmouth przedstawił na łamach Climate Change Responses wyniki swojej analizy, która wykazała, iż „duże zapasy węgla zgromadzone w glebie trawiastej powinny być bardziej podatne na mineralizację w ocieplającej się Arktyce.” Innymi słowy, ocieplenie klimatu przyspiesza uwalnianie węgla z rozmrażających się gleb arktycznych.

Biogeochemiczna grupa badawcza Wydziału Nauk Środowiskowych i Biologicznych Uniwersytetu Wschodniej Finlandii wykazała, iż ocieplające się gleby arktyczne i topniejąca wieczna zmarzlina uwalniają do atmosfery nie tylko dwutlenek węgla i metan – są one także istotnym źródłem podtlenku azotu (N2O). Pod względem potencjału cieplarnianego gaz ten jest blisko 300 razy silniejszy niż CO2. W swoim najnowszym badaniu, opublikowanym 14 listopada 2016 w Global Change Biology, fińscy naukowcy po raz pierwszy udowodnili, że rosnące temperatury w Arktyce uwalniają coraz więcej N2O. Zaobserwowali również znaczny wzrost sezonowych emisji CO2 i CH4 już przy niewielkim poziomie ocieplenia. Z analizy opartej na szczegółowych pomiarach gleby i roślinności płynie dalekosiężny wniosek: ogrzanie powietrza o niecały 1°C wystarczyło, by zainicjować wytwarzanie gazów cieplarnianych na głębokościach. Zwiększona ilość nietrwałych substancji organicznych, penetrujących ziemię poprzez ługowanie, wywiera poważny wpływ na biogeochemię arktycznych gazów cieplarnianych. Procesy ługowania i emisje N2O praktycznie nie są uwzględnione w biogeochemicznych modelach klimatu Arktyki.

Ogromne połacie wiecznej zmarzliny Arktyki w północno-zachodniej Kanadzie zapadają się i ulegają gwałtownej dezintegracji, wskutek czego do strumieni i rzek trafiają duże ilości bogatego w węgiel błota i mułu. Według najnowszej analizy, zamieszczonej na początku lutego 2017 w Geology, rozkład zmarzliny obejmuje blisko 84.000 kilometrów kwadratowych. Zmiany krajobrazu na podobną skalę widoczne są w całej Arktyce, w tym na Alasce, Syberii i w Skandynawii, napisali autorzy. „Wydarzenia naprawdę przyspieszyły i przybrały na intensywności. Przyczyną jest ocieplenie klimatu,” powiedział Steven V. Kokelj, główny autor badania. „Mapy, które sporządziliśmy, wyraźnie wskazują, że wzór nie jest przypadkowy.”

Praca badawcza zamieszczona 11 maja 2017 w Proceedings of the National Academy of Sciences udokumentowała strumienie gazów cieplarnianych wydobywające się z tundry na Alasce. 19 naukowców z różnych instytucji, w tym Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA i Narodowej Służby Oceanicznej i Atmosferycznej (NOAA), potwierdziło najgorsze obawy – zjawisko przybiera na intensywności i jako sprzężenie zwrotne pogorszy zmianę klimatu. Analiza, przeprowadzona w oparciu o pomiary lotnicze dwutlenku węgla i metanu oraz monitoring atmosfery prowadzony przez obserwatorium meteorologiczne w Barrow na Alasce, ustaliła, że od 2012 do 2014 stan wyemitował równowartość 220 milionów ton dwutlenku węgla ze źródeł biologicznych (dane nie obejmowały spalania paliw kopalnych i pożarów). Wynik jest porównywalny z całkowitymi rocznymi emisjami sektora handlowego USA. Badanie wykazało ponadto, że od 1975 nastąpił aż 73.4% wzrost utraty węgla z tundry w okresie od października do grudnia. „Duży obszar Arktyki jest źródłem węgla. Zmianę tę napędza wzrost emisji CO2 w zimie. Ponieważ modele nie uwzględniają tych zimowych procesów, oznacza to, że najprawdopodobniej zaniżamy wartość utraty węgla z Arktyki przy aktualnych i przyszłych scenariuszach klimatycznych,” powiedziała Sue Natali, ekspert ds. zlodowaceń podziemnych z Centrum Badawczego Woodsa Hole’a. Alaska to tylko jeden z fragmentów Arktyki, gdzie gleby uwalniają dwutlenek węgla. Regiony wiecznej zmarzliny w Kanadzie i Syberii są jeszcze bardziej rozległe. Dramatyczny wynik obserwacji z lat 2012-2014 nie oddaje już skali rozkładu marzłoci i emisji gazów cieplarnianych: począwszy od 2015 każdy kolejny rok przyniósł rekordowe temperatury i topnienie w Arktyce.

Wieczna zmarzlina – gleba, która w przeszłości była zamarznięta przez cały rok – pokrywa jedną czwartą powierzchni półkuli północnej. Praca badawcza opisana 10 kwietnia 2017 w Nature Climate Change wykazała, że jest ona bardziej wrażliwa na zmianę klimatu, niż sądzono dotychczas. Wzrost temperatury o 2°C powyżej poziomu sprzed epoki przemysłowej wystarczy, by na przestrzeni dekad roztopić zmarzłoć w 40% i uwolnić do atmosfery wiele miliardów ton węgla. „Zmarzlina zawiera około 1.000 gigaton węgla (1.1 biliona ton),” powiedziała Sarah Chadburn z Uniwersytetu w Exeter, główna autorka badania. Topnienie zmarzliny prowadzi do dramatycznych przeobrażeń ekosystemów, oznacza też destrukcję wzniesionych na niej budynków, dróg i innej infrastruktury. Proces ten jest już w toku na większości obszarów Arktyki. W analizie wykorzystano historyczne dane o temperaturach powietrza pochodzących z 1900 roku, jak również o zasięgu zmarzliny z lat 60. minionego stulecia. Wynik dochodzenia: ocieplenie o każdy 1°C rozmrozi 4 miliony kilometrów podziemnego zlodowacenia. W 2016 glob ogrzał się o ponad 1.5°C.

Badanie opublikowane 15 lipca 2017 w Advances in Climate Change Research wykazało, że ocieplenie globu o 1.5°C oznacza topnienie od 21 do 25.5% północnej wiecznej zmarzliny. Proces trwa i będzie przyspieszał z każdą dodatkową 0.1°C – im szybciej kumulują się atmosferyczne koncentracje gazów cieplarnianych, tym szybciej przebiega proces dezintegracji zmarzłoci.

Podczas topnienia wiecznej zmarzliny uwalniany jest dwutlenek węgla i metan, ponieważ następuje dekompozycja szczątków martwych zwierząt i roślin. Jednakże CH4 powstaje pod nieobecność tlenu. Do tej pory zakładano, że większe ilości gazów cieplarnianych są generowane, gdy ziemia jest sucha i ma kontakt z powietrzem. Naukowcy z Centrum Badawczego Nauk Geologicznych (Helmholtz GFZ) w Poczdamie przeprowadzili siedmioletni eksperyment, który wykazał, iż pozbawiona tlenu, nasycona wodą zmarzłoć jest dwa razy bardziej szkodliwa dla klimatu niż gleby suche. Za proces produkcji metanu odpowiadają występujące w niej mikroorganizmy. Oznacza to, że rola CH4 została dramatycznie zaniżona. Ustalenia analizy opublikowano 19 marca 2018 na łamach Nature Climate Change.

Zespół naukowców ze Szwecji, Danii i Finlandii przeprowadził eksperymenty terenowe, które dowiodły, że topnienie wiecznej zmarzliny w Arktyce wprowadzi do atmosfery ogromne ilości tlenku azotu. W badaniu opublikowanym 23 maja 2017 w Proceedings of the National Academy of Sciences autorzy stwierdzili, iż może on wywrzeć znacznie większy wpływ na przyspieszenie wzrostu średniej temperatury planety, niż wskazywały na to wcześniejsze, błędne szacunki. Naukowcy wiedzą, że tlenek azotu jest potężnym gazem cieplarnianym, ale nie wzbudzał on szczególnego zainteresowania ze względu na niski poziom dotychczasowych emisji. Jednak stan ten ulegnie zmianie, ponieważ w szybko topniejącej arktycznej zmarzłoci zalegają duże pokłady NO. Wcześniejsze analizy wykazały, iż tlenek azotu zatrzymuje słoneczne ciepło 300 razy skuteczniej od dwutlenku węgla. Poza tym gaz ten utrzymuje się w atmosferze przez 110 lat, a kiedy ulega rozpadowi, zabiera ze sobą ozon.

→ Arktyczna marzłoć uwolni więcej węgla. Starożytne pokłady kontynentalnego metanu trafiają już do atmosfery

→ Nagła zmiana klimatu: Górna warstwa gleb arktycznych przestaje zamarzać

→ Nagła zmiana klimatu: Gleby Arktyki uwalniają więcej węgla, niż pochłaniają

→ Nagła zmiana klimatu: szalone tempo topnienia wiecznej zmarzliny w Arktyce kanadyjskiej

→ Nagła zmiana klimatu: Rozpad wiecznej zmarzliny rozpoczął się 70 lat wcześniej, niż przewidywał to raport zespołu ONZ

(7) Rosnące temperatury światowego oceanu

Fakt o przeszłych klimatach Ziemi: ocieplenie światowego oceanu ostatecznie tworzy mechanizm zabijania, który nie ma sobie równych w historii planety. Wielkie asteroidy, promieniowanie gamma, trzęsienia ziemi, tsunami, wulkanizm – żadne z tych zjawisk nie zdołało wyniszczyć ziemskiego życia w stopniu, w jakim dokonywał tego wzrost temperatury oceanicznych wód.

„Skala ocieplenia oceanu jest naprawdę oszałamiająca – liczby są tak duże, że większość ludzi ma trudność z ich zrozumieniem.” Cytat pochodzi z najbardziej wszechstronnego raportu na temat ocieplenia oceanu, który został opublikowany we wrześniu 2016 przez Międzynarodową Unię Ochrony Przyrody (IUCN). Analiza ustaliła, że ocieplające się wody mogą uwolnić z dna morskiego miliardy ton zamrożonego metanu, który ugotowałby powierzchnię planety. Może to nastąpić nawet jeśli emisje gazów cieplarnianych zostaną drastyczne zredukowane, gdyż widoczne ich skutki pojawiają się z około 10-letnim opóźnieniem. „To, czego jesteśmy świadkami, wyprzedza naszą zdolność do poradzenia sobie z zachodzącą zmianą,” powiedział Dan Laffoley, doradca morski IUCN i jeden z głównych autorów raportu.

Wzrost zawartości ciepła w oceanie światowym. Linia czerwona: średnia z trzech miesięcy 01-03.2016. Linia czarna: średnia roczna w 2015. Linia niebieska: średnia pięcioletnia 2011-2015.

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara (UCSB) dokonali analizy przeobrażenia klimatu lodowcowego na międzylodowcowy, które rozpoczęło się około 630.000 lat temu. Badanie rdzeni lodowych ujawniło, że początkowa zmiana potrzebowała zaledwie 50 lat. Określany mianem epizodu de-glacjalnego, z uwagi na jego związek z topnieniem rozległych pokryw lodowych na półkuli północnej, okres ten ilustruje niebywałą wrażliwość systemu klimatycznego Ziemi na zmiany. „Jednym z najbardziej oszałamiających rezultatów naszego dochodzenia jest natychmiastowe ocieplenie powierzchni morza,” wyjaśnił James Kennett, współautor pracy i emerytowany profesor Wydziału Nauk o Ziemi UCSB. „Podczas całkowitej zmiany o wartości ponad 7°C wzrost o 4-5°C nastąpił na samym początku.” Jaki proces może tak szybko wprowadzić klimat Ziemi ze stanu lodowcowego do międzylodowcowego? Otóż ociepleniu związanemu z poważną zmianą klimatu towarzyszyło jednoczesne uwolnienie metanu – potężnego gazu cieplarnianego. „Ten konkretny epizod zmiany klimatu jest ściśle związany z niestabilnością, która spowodowała emisje metanu z hydratów gazowych na dnie oceanu,” powiedział Kennett. Ustalenia badaczy zostały opublikowane 31 października 2015 w czasopiśmie Paleoceanography.

W ciągu 2014 roku, kiedy rosnące ciepło Wszechoceanu przyczyniło się do ustanowienia planetarnych rekordów temperatury i topiło lody Antarktydy, naukowcy odkryli, że oceany ocieplają się znacznie szybciej niż zdawano sobie z tego sprawę, a sam proces trwa od dziesięcioleci. Ponure wyniki zostały opublikowane w październikowej edycji Nature Climate Change. Za ich podstawę posłużyły dane z globalnej flotylli tysięcy pływaków Argo – urządzeń sondujących niegościnną głębię od 2000 roku, które przesyłają wartości temperatur i innych zmiennych. Wykorzystując te informacje naukowcy ponownie skalibrowali historyczne pomiary, szacunki ocieplenia globalnego oceanu i stwierdzili, że górne 800 metrów ogrzało się o blisko 40% bardziej niż zakładano. Największe rozbieżności w istniejących danych wykryto na półkuli południowej, gdzie tempo ocieplenia wód morskich jest dwukrotnie szybsze od ustaleń dotychczasowych.

Analiza NOAA pokazała, że w czerwcu 2015 odnotowano rekordową temperaturę powierzchniową oceanów na półkuli północnej – była wyższa od średniej XX wieku o 0.87°C. Ponadto okres od lipca 2014 do czerwca 2015 również pobił rekord (ustanowiony w maju 2015) dla najcieplejszych 12 miesięcy w 136-letniej historii pomiarów.

W swoim raporcie podsumowującym lipiec 2015 NOAA podała, iż zarejestrowana w miesiącach styczeń-lipiec 2015 średnia globalna temperatura powierzchni oceanu była dla tego okresu rekordowa.

W sierpniu 2015 uśredniona globalna temperatura powierzchni morza przekroczyła średnią XX wieku (16.2°C) o wartość 0.78°C – to najwyższa temperatura odnotowana w którymkolwiek miesiącu od chwili rozpoczęcia pomiarów w 1880. Analiza NOAA pokazuje ponadto, że w sierpniu 2015 roku temperatura powierzchni morza na półkuli północnej była wyższa od średniej XX wieku o 1.02°C.

We wrześniu 2015 padł kolejny rekord: temperatura powierzchni morza była wyższa od średniej XX wieku o 0.81°C. Na półkuli północnej anomalia ta miała wartość 1.07°C.

Według Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu ostatnim okresem wód cieplejszych był interglacjał eemski. Temperatura szczytowa przekraczała wartość obecną o zaledwie kilka dziesiątych stopnia. Trwało wówczas intensywne topnienie, nieprzerwanie szalały ekstremalne burze generujące 30-metrowe fale na oceanach świata, zaś poziom morza był wyższy od obecnego o 5-9 metrów. Pod wieloma względami sytuacja dzisiejsza prezentuje się znacznie gorzej niż 130.000 lat temu. Ciepły powierzchniowy prąd atlantycki był słabszy na wysokich szerokościach geograficznych. Co więcej, dane temperatury akwenów na półkuli północnej od 1880 roku zawierają wielomianową linię trendu, która wskazuje na gwarantowane ogrzanie o prawie 2°C do roku 2030. Oznacza to, że Ocean Arktyczny może wkrótce być cieplejszy niż w okresie eemskim – jego temperatura rośnie w oszałamiającym tempie.

22 kwietnia 2016 temperatura powierzchni morza u wybrzeży Ameryki Północnej była wyższa od średniej wartości z lat 1981-2011 aż o 11.3°C. 

Rekordowe temperatury oceanów zabijają koralowce. Od 2015 trwa najdłuższe w historii zjawisko ich bielenia. W kwietniu 2016 naukowcy sformułowali swoją najbardziej ponurą ocenę zdrowia największego, istniejącego od 600 tysięcy lat ekosystemu Ziemi: połowa Wielkiej Rafy Koralowej jest „martwa lub umiera” i prawie cała znajduje się na krawędzi wymarcia. „Nagłe przeobrażenia zachodzące w tropikalnych rafach koralowych pokazują, że znajdujemy się poza punktem naturalnego przystosowania ekosystemów do zmiany klimatu,” powiedział Thomas Lovejoy, badacz ochrony przyrody i profesor Uniwersytetu George’a Masona. „Uważaliśmy, że rafy koralowe będą pierwszym globalnym wskaźnikiem nadejścia niebezpiecznego ocieplenia i wydarzenia potwierdzają te oczekiwania,” powiedział Michael Oppenheimer, profesor nauk o Ziemi na Uniwersytecie Princeton.

Wywołane przez Cywilizację Przemysłową ocieplenie globu nie tylko zwiększa średnią temperaturę powierzchni lądu i oceanu – generuje również szczytowe odczyty temperatur na coraz większych obszarach. Według analizy klimatologa Briana Brettschneidera w maju 2016 na obszarze 32.7 miliona kilometrów kwadratowych oceanu światowego panowały temperatury przekraczające 30°C. Ten nowy rekord nie tylko przekroczył próg wyniszczających dla oceanu warunków – w tym bielenia koralowców, niższych poziomów tlenu w wodzie morskiej i zwiększonego tempa zakwitu glonów – lecz także wprowadził do ziemskiej atmosfery ogromne ilości pary wodnej zawierającej utajone ciepło.

Analiza przeprowadzona przez chińskich badaczy i opublikowana 26 stycznia 2018 w Advances in Atmospheric Sciences pokazała, że w 2017 padł rekord temperatury oceanów. Ażeby wyobrazić sobie tempo ocieplenia, wystarczy przywołać następujący fakt: co 3-5 sekund światowy Wszechocean pobiera podobną ilość ciepła, jaką wygenerowała bomba zrzucona na Hiroszimę. Każdy sezon w okresie 2012-2017 był dla ziemskich mórz jednym z pięciu najgorętszych lat. Autorzy badania, Lijing Cheng i Jiang Zhu, napisali: „Odnotowane w ostatnich latach wysokie temperatury oceanów pojawiły się w czasie, gdy nastąpił wzrost koncentracji gazów cieplarnianych w atmosferze, który w 2017 roku osiągnął swój rekordowy poziom.”

Zmiana globalnej zawartości ciepła w oceanach.

John Abraham, profesor nauk termicznych, powiedział, iż dramatyczny skok temperatur uczynił 2017 „zdecydowanie” najcieplejszym rokiem w oceanach. „Powyższy wykres pokazuje ciepło oceanu jako ‚anomalię’, co oznacza zmianę w stosunku do stanu wyjściowego z lat 1981-2010. Kolumny w kolorze niebieskim są wartościami, które reprezentują okres chłodniejszy niż 1981-2010, natomiast kolumny barwy czerwonej okres cieplejszy. Najwłaściwszym sposobem interpretacji wykresu jest zwrócenie uwagi na nieprzerwany, długoterminowy wzrost zawartości ciepła, który dowodzi, że globalne ocieplenie jest faktem.”

→ 2018 najgorętszym rokiem w historii. Oceany ocieplają się szybciej, niż sądzono.

→ Nagła zmiana klimatu: W ciągu trzech lat czas trwania podwodnych upałów wydłużył się trzykrotnie

→ Nagła zmiana klimatu: 2019 najcieplejszym rokiem w historii meteorologii

(8) Rosnące temperatury atmosfery

Rok 2015

Zgodnie z danymi NOAA lipiec 2015, który  był najcieplejszym miesiącem w historii meteorologicznych pomiarów obejmującej okres 1880-2015. Oznacza to, że wzrost średniej globalnej temperatury powierzchni lądu i morza przekroczył w 2015 granicę 1°C. W 2011 zespół Jamesa Hansena odkrył zgubny charakter ocieplenia o 1°C powyżej poziomu bazowego (= początek rewolucji przemysłowej, za który uważa się powszechnie rok 1750), o czym 21 lat wcześniej alarmowała (wspomniana w przypisie nr 1) Grupa Doradcza Narodów Zjednoczonych ds. Gazów Cieplarnianych.

Dane NOAA z sierpnia 2015 pokazały, że temperatura powierzchni lądu na półkuli północnej przekroczyła średnią XX wieku o 1.47°C, a wrzesień 2015 pobił miesięczny rekord temperatury o największy margines w dziejach meteorologii. Średnia XX wieku była wyższa od pierwszych pomiarów NOAA z 1880 o wartość 0.60°C. Innymi słowy, większość ludzi już teraz doświadcza temperatury o 2.07°C wyższej niż pod koniec wieku XIX. Co więcej, w latach 1750-1880 średnia temperatura Ziemi wzrosła o około 0.30°C. Odczyty temperatur są zgodne z oczekiwaniami trendu wielomianowego i wskazują na dodanie kolejnego stopnia Celsjusza przed rokiem 2030: uczyniłby on Ziemię cieplejszą dla większości mieszkańców planety o 3.27°C w porównaniu z poziomem z 1750 roku.

„Kiedy sięgniemy po średnią temperaturę (powierzchni lądu i morza) z 2014 roku i porównamy ją z rokiem 1750, otrzymamy globalną wartość 1.17°C. A gdy weźmiemy tegoroczną średnią – od stycznia do września 2015 – i obliczymy różnicę, uzyskamy 1.26°C. Tak więc planeta ociepliła się o wartość przekraczającą 1°C. Branie średniej z trzydziestu lat w trakcie (trwającej już ) nagłej zmiany klimatu wprowadza w błąd,” Paul Beckwith, badacz systemu klimatycznego Ziemi z Uniwersytetu w Ottawie [wypowiedź z października 2015].

Od pierwszych zapisów średniej globalnej temperatury w 1880 roku upłynęło tysiąc sześćset osiemnaście miesięcy. Według reanalizy Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych (National Center for Atmospheric Research – NCAR) październik 2015 był wśród nich najcieplejszy: średnią z końca XIX wieku (dla powierzchni lądu i morza) przekroczył o wartość +1.38°C.  Fakt ten potwierdziły również dane Agencji Meteorologicznej Japonii i Narodowej Agencji Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (według NASA październik 2015 był cieplejszy od średniej z dekady 1880-1890 o 1.28°C). Z danych Narodowych Centrów Informacji Środowiskowej NOAA wynika, że drugim najcieplejszym miesiącem w historii był listopad 2015.

Według raportu Japońskiej Agencji Meteorologicznej grudzień 2015 roku był najcieplejszy w historii pomiarów, zaś w okresie od grudnia 2014 do grudnia 2015 nastąpił oszałamiający skok średniej temperatury globalnej o 0.36°C. Znaczenie tego faktu najlepiej ilustruje porównanie wyniku ze średnim dekadowym tempem wzrostu temperatury z ostatnich trzydziestu pięciu lat, które wynosi 0.15°C.

Porozumienie zawarte w Paryżu podczas Konferencji Stron ramowej konwencji ONZ w sprawie zmian klimatu za cel postawiło sobie uniknięcie wzrostu średniej temperatury globalnej o 1.5°C powyżej poziomu odnotowanego na początku epoki przemysłowej. Kiedy uwzględnimy wzrost temperatur, jaki nastąpił do 1900 roku, staje się oczywiste, że przekroczyliśmy już 1.5°C. Klimatolog Michael Mann wykazał, iż industrialne emisje gazów cieplarnianych zdążyły ogrzać Ziemię o ~0.3°C przed nadejściem XX wieku. Wystarczy teraz dodać poszczególne dane: wzrost o ~0.3°C przed rokiem 1900, kolejny skok o 0.3°C od 1900 do wartości bazowej lat 1951-1980 oraz dalszy wzrost o ponad 1°C do grudnia 2015. Rezultat to ~1.6°C.

Rok 2016

NASA podała, że styczeń 2016 był najcieplejszym miesiącem od początku meteorologicznych pomiarów: o jedną trzecią stopnia wyprzedził rekordowe tempo ocieplenia z roku 2015. Temperatura była wyższa od średniej z lat 1880-1890 o 1.38°C, zaś od średniej wartości bazowej liczonej od początku ery industrialnej o 1.68°C.

W lutym 2016 padł kolejny rekord: według wstępnych ustaleń Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych (NCAR) średnia temperatura powierzchni lądu i morza z lat 1880-1890 została przekroczona aż o 1.66°C (wartość podana później przez NASA: 1.57°C). Jeśli za punkt wyjścia obierzemy początek rewolucji przemysłowej, nastąpił wzrost o 1.99°C. Według wstępnych szacunków wzrost średnich temperatur na półkuli północnej wyszedł poza normę z końca XIX wieku o 2°C – najpewniej zdarzyło się to po raz pierwszy od chwili zaistnienia ludzkiej cywilizacji. NASA potwierdziła, iż średnia temperatura powierzchni lądu była w lutym 2016 o 2.3°C wyższa od średniej temperatury z lat 1890-1910. Jako że przed początkiem minionego stulecia glob zdążył ocieplić się o ~0.3°C, całkowita wartość skoku odnotowanego na lądzie w lutym 2016 to 2.6°C. Jessica Blunden, klimatolog NOAA: „(Odnotowane w lutym) skoki temperatur są astronomiczne. Na lądzie. W oceanach. W górnych warstwach atmosfery. W niższych warstwach atmosfery. To szaleństwo.” Kim Cobb, klimatolog Instytutu Technologii w Georgii (Georgia Institute of Technology): „Kiedy patrzę na nowe temperatury z lutego 2016, mam wrażenie, że pochodzą z filmu science-fiction: jakby ktoś wyrwał wartość z wykresu roku 2030 i przykleił ją do wykresu temperatur obecnych. To zapowiedź tego, co nadchodzi.”

„W górskim łańcuchu ekstremalnych temperatur globalnych pojawił się kolejny szczyt” – według Japońskiej Agencji Meteorologicznej marzec 2016 był najcieplejszym miesiącem od co najmniej 1891 roku. Wzorem lutego pobił rekord o największy margines. Całkowity wzrost średniej temperatury powierzchni lądu liczony od początku rewolucji przemysłowej w 1750 roku miał w marcu 2016 wartość 2.72°C.

W kwietniu, maju i czerwcu 2016 odnotowane zostały rekordowe dla tych miesięcy wartości średniej temperatury globalnej. Statystyki opublikowane 14 czerwca 2016 przez NASA pokazały, że półkula północna doświadczyła najcieplejszej wiosny w dziejach meteorologicznych pomiarów. „Stan tegorocznego klimatu daje wiele powodów do niepokoju,” powiedział David Carlson, dyrektor genewskiego Programu Badań nad Światowym Klimatem (World Climate Research Programme). Mimo zakończenia zjawiska El Niño, doszło jedynie do nieznacznej redukcji atmosferycznego ciepła. Odnotowana w czerwcu 2016 połączona średnia temperatur powierzchni lądu i morza była o 1.31°C wyższa od wartości jaka panowała w drugiej połowie XVIII wieku. W pierwszym, rekordowo ciepłym półroczu 2016 średnia temperatura powierzchni lądu i morza była wyższa o 1.31°C od średniej po roku 1880 i 1.61°C od średniej po roku 1750. „Pozostawiliśmy wiek XX daleko w tyle. Sytuacja jest bardzo poważna,” powiedział 19 lipca 2016 Deke Arndt, dyrektor Narodowych Centrów Informacji Środowiskowej NOAA.

Lipiec 2016 był najgorętszym miesiącem w historii meteorologicznych pomiarów. Zgodnie z cyklem sezonowym średnia temperatura powierzchni lądu i morza powinna była osiągnąć swój szczyt właśnie w lipcu. Tymczasem w sierpniu 2016 NASA odnotowała najwyższą jej wartość od 136 lat – identyczną jak w lipcu. W konsekwencji oba letnie miesiące były o 2°C cieplejsze niż dawniej. Gdy sięgniemy do roku 1900, zarejestrowana w sierpniu 2016 anomalia wyniosła faktycznie aż 1.56°C. Oznacza to, że przez 9 spośród minionych 12 miesięcy przeciętna temperatura globalna była o ponad 1.5°C wyższa od poziomu sprzed epoki przemysłowej.

Zgodnie z danymi NASA rok 2016 ustanowił kolejny rekord wzrostu średniej temperatury Ziemi. Od 1750 planeta ogrzała się o ponad 1.5°C.

Wartości średniej temperatury Ziemi od 1750 i prognoza na rok 2026. (Arctic News)

Para wodna jest najsilniejszym gazem cieplarnianym. Jej koncentracje zwiększają się w odpowiedzi na ocieplenie. Z kolei zawilgocenie atmosfery absorbuje więcej ciepła i dodatkowo podnosi temperaturę Ziemi. To dodatnie sprzężenie zwrotne klimatu zidentyfikowali naukowcy ze Szkoły Nauk Morskich i Atmosferycznych Uniwersytetu Miami. We fragmencie swojej pracy badawczej, opublikowanej 28 lipca 2014 w Proceedings of the National Academy of Sciences, napisali: „Nasza analiza pokazuje, że zawilgocenia górnej troposfery zaobserwowanego w latach 1979-2005 nie można wytłumaczyć przyczynami naturalnymi i jest ono głównie wynikiem antropogenicznego ocieplenia klimatu. Przypisując zaobserwowany wzrost bezpośrednio działalności człowieka, badanie potwierdza obecność największego znanego mechanizmu sprzężenia zwrotnego, który potęguje antropogeniczną zmianę klimatu.” Każdy wzrost średniej globalnej temperatury o 1°C sprawia, że ilość pary wodnej w atmosferze rośnie o 7%. Według raportu Sceptical Science z lipca 2015 „sprzężenie zwrotne pary wodnej mniej więcej podwaja ilość ocieplenia wywołanego przez CO2. Zatem jeśli mamy zmianę o wartości 1°C spowodowaną przez CO2, para wodna doprowadzi do wzrostu temperatury o kolejny 1°C. Gdy uwzględnimy inne pętle dodatnich sprzężeń zwrotnych, całkowite ocieplenie ze spowodowanej przez CO2 potencjalnej zmiany o 1°C wynosi w rzeczywistości 3°C.” Według klimatologa Kevina Trenbertha w atmosferze nad oceanami jest obecnie około 5% więcej pary wodnej niż w roku 1968, ponieważ średnia temperatura wód wzrosła o 1°C. Zwiększenie ilości pary wodnej o 5% ulega wzmocnieniu w systemach pogodowych, ponieważ dodaje wyporności powietrzu zasilającemu burze, przez co nasila ich intensywność i skutki. Ciepłe, wilgotne powietrze z łatwością przemieszcza się nad ląd i zostaje przechwycone przez systemy pogodowe jako część cyklu hydrologicznego, gdzie przyczynia się do powstania bardzo intensywnych opadów (tzw. deszczowe bomby). Jak wykazali badacze, zwiększona ilość pary wodnej oznacza, że w dowolnym momencie w atmosferze planety zatrzymywane jest więcej energii. Według NASA już przy niecałym stopniu Celsjusza wzrostu średniej globalnej temperatury Ziemi dodana para wodna zatrzymywała dodatkowe 2 waty energii na metr kwadratowy. Tymczasem w lutym 2016 wartość średniej temperatury powierzchni lądu i morza przekroczyła 1.5°C. Ta ogromna ilość energii zasila nawałnice: ze względu na wykładniczy przyrost pary wodnej przeobrażą się wkrótce w super-burze, które całkowicie zmienią oblicze planety.

Badanie NASA zamieszczone 27 czerwca 2016 w Nature Climate Change ujawniło, że historyczne zapisy meteorologiczne sięgające 1860 roku nie oddają kompletnego obrazu wzrostu temperatury globalnej: całkowite antropogeniczne ocieplenie Ziemi zostało zaniżone o jedną piątą ze względu na wadliwy sposób rejestrowania temperatur.

Badacze analizujący sytuację klimatyczną w Arktyce za możliwy uznają wzrost średniej temperatury globalnej o ponad 10°C przed rokiem 2026. Oto składowe ich kalkulacji:

1. W lutym 2016 średnia temperatura Ziemi przekroczyła średnią z 1900 o 1.62°C.
2. Ustalono, że od 1750 (początek epoki przemysłowej) do 1900 wartość średniej temperatury globalnej wzrosła o 0.3°C.
3. Dwutlenek węgla wyemitowany w latach 2016–2026 może podwyższyć temperaturę globalną o co najmniej 0.5°C.
4. Usunięcie maskującego efektu aerozoli przemysłowych, będące konsekwencją załamania globalnej gospodarki, może zapewnić dodatkowe 2.5°C.
5. Zmiany albedo w Arktyce mogą być odpowiedzialne za kolejne 1.6°C.
6. Emisje metanu z dna Oceanu Arktycznego mogą ogrzać atmosferę o 1.1°C.
7. Dodatnie sprzężenie zwrotne pary wodnej może dodać 2.1°C.
8. Pozostałe dodatnie sprzężenia zwrotne zmiany klimatu mogą podnieść poziom ocieplenia o 0.3°C.

Powtórna analiza z 24 kwietnia 2017, uwzględniająca sytuację klimatyczną i najnowsze ustalenia z przełomu 2016/2017, wykazała, że wzrost temperatury o 10°C może nastąpić nawet w ciągu czterech lat – przed rokiem 2021.

Według zachowawczej prognozy Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych (National Center for Atmospheric Research) ze stycznia 2011 średnia temperatura globu wzrośnie o 16°C przed 2100 rokiem. Natomiast Międzynarodowa Agencja Energetyczna (International Energy Agency) zapowiada wzrost o 6°C przed 2050.

Rok 2017

Lipiec 2017 był najcieplejszym miesiącem w historii pomiarów. Tą szokującą wiadomością podzielili się naukowcy z Instytutu Badań Kosmicznych NASA (GISS) w swoim raporcie z 15 sierpnia 2017. Dotychczas rekordowe wartości temperatur miesiąca lub roku pojawiały się, gdy trend antropogenicznego ocieplenia klimatu był tymczasowo potęgowany przez El Niño. Rok 2017 bije rekordy bez obecności tego naturalnego fenomenu.

NASA i program monitorowania klimatu Unii Europejskiej poinformowały, że pod względem ciepła sezon 2017 uplasował się tuż za ubiegłorocznym rekordzistą. Średnia temperatura wyniosła 14.7°C – była niższa od wartości z 2016 o zaledwie 0.1°C. Oznacza to, że od początku rewolucji przemysłowej glob ogrzał się o 1.5°C. Należy przy tym zwrócić uwagę na kluczowy, niepokojący fakt. Otóż w najcieplejszym 2016 za 8–10% odnotowanego ciepła odpowiedzialny był krótkoterminowy wpływ ogrzewającego zjawiska El Niño. Tymczasem w 2017 panowały warunki chłodzące (!) La Niña. Zatem 2017 był w rzeczywistości rokiem najgorętszym, a odnotowany skok temperatury potwierdza wykładniczy charakter obserwowanego, szokującego trendu ocieplenia. 

Rok 2018

2 kwietnia 2018 analityk Sam Carana wskazał dwa istotne fakty, które przeoczono w obliczeniach średniej temperatury Ziemi. Większość metod kalkulacji globalnej temperatury wykorzystuje temperatury powierzchni morza. Tymczasem ważniejsze są temperatury powietrza tuż nad powierzchnią akwenu. Tak się postępuje, aby ustalić temperaturę na lądzie – nie sprawdza się temperatury gleb lub skał, tylko dokonuje się jej pomiaru nad powierzchnią ziemi. Ponieważ temperatura nad powierzchnią morza jest nieco wyższa od temperatury samej powierzchni morza, obecne szacunki średniej temperatury planety są zaniżone o około 0.1°C. Poza tym w kalkulacjach temperatury globalnej swojego odzwierciedlenia nie znajduje wiele obszarów Arktyki – jednym z powodów są niewystarczające dane. Jako że Arktyka ociepla się znacznie szybciej niż reszta świata, uwzględnienie tych rejonów dodałoby do wyniku końcowego kolejne 0.1°C. Oznacza to, że Ziemia jest już o 1.73°C cieplejsza niż w epoce przedindustrialnej. Linia trendu temperatur skorygowana o powyższe 0.2°C pokazuje, że granica 2°C może zostać przekroczona w 2018-2020 roku.

Naukowcy z Narodowego Centrum Badań Atmosfery (National Center for Atmospheric Research – NCAR), potwierdzili, że pod względem ciepła „2018 był najgorętszym rokiem dla oceanów i tym samym dla Ziemi. Pobił rekord ustanowiony w 2017. Groźne konsekwencje globalnego ocieplenia są już z nami”.

→ 2018 najgorętszym rokiem w historii. Oceany ocieplają się szybciej, niż sądzono.

Rok 2019

Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO) podała, że średnia temperatura lądu i oceanów Ziemi w lipcu 2019 r. była nieco wyższa od 16,67°C, historycznego rekordu odnotowanego trzy lata wcześniej, i tym samym przekroczyła średnią preindustrialną z 1750 r. równą 13,42°C o 3,25°C.

→ Nagła zmiana klimatu: 2019 najcieplejszym rokiem w historii meteorologii

(9) Wpływ globalnego ocieplenia na El Niño

Dr Simon Bradshaw, doradca ds. zmiany klimatu australijskiego Oxfamu, powiedział w paźdzeirniku 2015, że najnowsze badania sugerują, iż wzory przebiegu zjawiska El Niño – pojawiające się zazwyczaj co trzy/siedem lat – mogą od teraz występować dwa razy częściej, a tzw. „normalne” warunki staną się podobne do tych, które towarzyszą El Niño. Nie będzie między nimi znacznej różnicy. „Doświadczyliśmy dwóch niezwykle gorących lat, a teraz mamy do czynienia z bardzo intensywnym El Niño. Uważam, że należy uczciwie przyznać, że znajdujemy się na nieznanych wodach. To, co obserwujemy nie ma precedensu,” powiedział.

W drugiej dekadzie października 2015 NOAA odnotowała najwyższe w historii temperatury powierzchni w strefie NINO 3.4 na równikowym Pacyfiku. Anomalie były wyższe od średniej aż o 3.0°C. Odczyt ten pobił tygodniowy rekord ustanowiony przez El Niño z lat 1997-1998 i jest kolejnym dowodem na to, że El Niño z 2015 jest wydarzeniem bezprecedensowym.

Klimatolodzy NASA, NOAA i Met Office są zgodni, że El Niño było odpowiedzialne jedynie w 10% za wyjątkowe ciepło w 2015. Rekordowe wartości temperatur pojawiłyby się nawet bez wpływu tego zjawiska, podobnie jak miało to miejsce w roku 2014.

Minimum słoneczne nie wpłynie na trend ocieplenia

W prasie pojawiły się doniesienia zwiastujące nadejście „małej epoki lodowej” po roku 2030. Za ich podstawę posłużyła prezentacja, która miała miejsce 9 lipca 2015 podczas ostatniego spotkania Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego. Prelegentem była Walentyna Żarkowa, profesor matematyki z Uniwersytetu Northambrii. Jej badający plamy na Słońcu zespół ustalił, że magnetyczna aktywność naszej gwiazdy doświadczy w najbliższych dekadach spadku i osiągnie poziom nie odnotowany od XVII wieku. [Warto nadmienić, że nie nastąpiło wówczas globalne zlodowacenie – Europa doświadczyła po prostu bardzo mroźnych zim. Nieznaczne ochłodzenie objęło swym zasięgiem całą półkulę północną.  I nie jest wykluczone, że spowodował je popiół z erupcji wulkanicznych.] Wydana w ślad za wykładem informacja prasowa uczonych nie zawierała żadnej wzmianki na temat potencjalnego wpływu omawianego zjawiska na klimat. Jednakże na przestrzeni ostatnich lat pojawiło się kilka analiz poświęconych skutkom tzw. minimum słonecznego, które wykazały, iż nie wywrze ono żadnego poważnego wpływu na globalny trend ocieplenia wywołany emisją gazów cieplarnianych. Przewidywana 60% redukcja wielkości solarnego cyklu magnetycznego przekłada się na wymuszanie klimatyczne -0.1 W/m2. Jest to równoznaczne z obniżeniem koncentracji atmosferycznego dwutlenku węgla o 8 ppm. Atmosfera już teraz kryje w sobie ponad 400 ppm CO2, tymczasem granicą dla ludzi zabójczą jest poziom 350 ppm.

O wpływie nowego wielkiego minimum aktywności słonecznej na przyszły klimat Ziemi [Geophysical Research Letters, 3.10.2010]

Wpływ plam słonecznych na wielodekadowe prognozy klimatyczne [Advances in Climate Change Research, wrzesień 2014]

Regionalne oddziaływanie na klimat ewentualnego wielkiego minimum słonecznego [Nature Communications, 23.05.2015]

Badanie: Plamy słoneczne/aktywność słoneczna nie dyktują zmiany klimatu [UPI, 11.08.2015]

Nowa i ulepszona metoda liczenia plam na Słońcu o nazwie Sunspot Number Version 2.0 (Liczba plam słonecznych – wersja 2) pokazała, że aktywność słoneczna nie zwiększyła się od XVIII wieku i pozostaje mniej więcej na tym samym poziomie. Większość klimatologów nigdy nie zaprzeczała, iż może ona wywierać pewien wpływ na klimat, jedynie kwestionowała jego względny efekt w porównaniu z innymi czynnikami, np. emisjami gazów cieplarnianych.

Zespół naukowców – m.in. z Anglii, Niemiec i Stanów Zjednoczonych – zaprezentował swoje nowe ustalenia 11 sierpnia 2015 podczas zgromadzenia ogólnego XXIX Międzynarodowej Unii Astronomicznej. […]

Badanie opublikowane w Nature Climate Change wykazało, że planeta ociepla się 50 razy szybciej niż w okresie wyjścia z epoki lodowcowej. Wynik ten jest zaniżony: pracę skierowano do oceny 18 sierpnia 2015 i jej autorzy nie mogli uwzględnić dramatycznego przyspieszenia wzrostu temperatur, które nastąpiło na przełomie 2015 i 2016 roku.

Opracował: exignorant