Pożegnanie z „klimatyzatorem Ziemi”

Skrót tegorocznego wywiadu NBL z dr. Wiesławem Masłowskim, współtwórcą najbardziej zaawansowanego modelu systemu Arktyki.

Krótko o karierze

Dr Wiesław Masłowski: Ukończyłem Uniwersytet Gdański w 1987 r. Swój doktorat z oceanografii obroniłem na Uniwersytecie Alaski w Fairbanks w 1994 r. Do USA przyjechałem z myślą o dalszej edukacji pod okiem prof. Alberta Semtnera. Był on jednym z najlepszych na świecie modelarzy oceanu. Pionierskim osiągnięciem mojego mentora był model lodu morskiego. Po doktoracie odbyłem staż w Szkole Marynarki Wojennej (Naval Postgraduate School). W 1994 r. zaproponowano mi posadę pracownika badawczego. Jeszcze będąc w Polsce posługiwałem się komputerami o dużej mocy obliczeniowej (ang. high-performance computers – HPC). W Stanach przeszedłem na superkomputery. Przedmiotem mojego zainteresowania było stworzenie modelu Oceanu Arktycznego. Współpraca z prof. Semtnerem trwała do jego emerytury. Od tamtej pory kontynuuję studia nad regionem polarnym. Jako pełnoetatowy profesor zostałem liderem kilku uzupełniających się projektów, które mają poprawić zdolność predykcyjną modeli Arktyki.

Projekcja a prognoza

W 2008 r. nasz zespół dokonał projekcji zanikania lodu morskiego Arktyki. Oparliśmy ją na liniowym trendzie grubości i objętości z 1997–2007. Pod koniec lat 90. zjawisko nabrało dramatycznego tempa, zaś w 2007 r. mieliśmy drugi najmniejszy zasięg paku w historii obserwacji satelitarnych. Kolejna dekada przyniosła wahania będące efektem złożoności systemu klimatycznego. Trend wytracił przejściowo swój impet. Należy tu zaznaczyć, iż wyprowadziliśmy go z krótkiego okresu czasu. Projekcje pełnią rolę ostrzeżenia i są mniej dokładne od prognoz. Te ostatnie wymagają zastosowania lepszych narzędzi.

Po opublikowaniu naszej projekcji rozpoczęliśmy realizację wspomnianych projektów sfinansowanych przez różne agencje – m.in. Departament Energii USA, Narodową Fundację Nauki i Biuro Badań Marynarki Wojennej. Od 11 lat budujemy oryginalny model systemu Arktyki (ang. Regional Arctic System Model – RASM) posiłkując się regionalną ekstrapolacją skutków globalnych procesów klimatycznych (ang. dynamical downscaling). Dzięki symulacjom, projekcjom i reanalizie klimatu Ziemi, czyli najlepszym, realistycznym odchyleniom klimatu dawnego i obecnego, staramy się lepiej rozumieć i prognozować zachowania systemu Arktyki. Aktualnie nie potrafimy przewidywać, co się zdarzy w najbliższych sezonach czy dziesięcioleciach. Zrobiliśmy dostateczne postępy, by poprawić prognozę na okres kolejnych 6 miesięcy. Ograniczają nas modele globalne.

Zasięg a objętość lodu morskiego

Środowisko naukowe ustaliło, że w chwili, gdy powierzchnia pokrywy morskiej w Arktyce nie przekroczy latem miliona kilometrów kwadratowych, Ocean Arktyczny można będzie uznać za wolny od lodu. Przy takim scenariuszu pozostałość paku utrzyma się na północ od Archipelagu Arktycznego i Grenlandii. W badaniu z 2012 r. przestrzegaliśmy, że nastąpi to około 2016 r. (+/- 3 lata). Chcieliśmy uświadomić opinię publiczną, że projekcje wykorzystujące dwuwymiarowe zapisy zasięgu są zbyt ostrożne. Nie powinniśmy ulegać złudnemu poczuciu bezpieczeństwa, bo faktyczne tempo redukcji lodu oceanicznego może być znacznie szybsze. Poza tym sugerowaliśmy, iż projekcje bazujące na globalnych modelach klimatu mogą być skrajnie powściągliwe. Udowodniliśmy to poprzez porównanie długoterminowych danych satelitarnych z rezultatami modelowania.

Dezintegracja lodu w Basenie Arktycznym

Zgodnie z podstawowymi prawami fizyki na wodzie unosi się około 10–15% paku. Jego powierzchnię możemy oglądać z góry. Reszta jest zanurzona. Satelity nie rejestrują zmian grubości lodu. Dysponujemy urządzeniami, które ją szacują. Wyposażono w nie przelatujący nad biegunem CryoSat-2 Europejskiej Agencji Kosmicznej. Mierzy on wysokość lodu nad poziomem morza. Nieścisłości obliczeniowe pomiarów są związane z ilością śniegu, obciążeniem śniegiem, stosunkiem gęstości śniegu i lodu do gęstości wody itd. Większą precyzję oferuje ICESat-2 należący do NASA.

Wraz z innymi badaczami zwracam uwagę, że monitoring zasięgu lodu może błędnie informować o szybkości zanikania pokrywy. Musimy uzyskać lepsze zrozumienie zmian grubości i objętości całkowitej. W naszej analizie pokazaliśmy, że objętość lodu kurczyła się prawie dwa razy gwałtowniej niż jego powierzchnia. Zatem część naszych ustaleń była trafna. Cieszę się, że przywidywania nie sprawdziły się w pełni. Co nie zmienia faktu, iż latem może dojść do nagłego zniknięcia paku morskiego. Sformułowałem tę konkluzję, ponieważ nowe satelity dają nam pojęcie o przebiegu spadku jego masy. Gdy przekroczy on pewien krytyczny próg – mam na myśli grubość lodu, jaka może stopnieć w trakcie jednego lata – będzie to urwisko, z którego stoczymy się wcześniej, niż zakładamy.

Pożegnanie z letnim lodem morskim Arktyki

Projekcje skupiające się na powierzchni pokrywy oceanicznej nie uwzględniają realiów symulacji dystrybucji grubości i dynamiki przebiegu zmian objętości. W ramach naszego modelu regionalnego dysponujemy wynikami własnych symulacji. Otóż nieznacznie zmieniony parametr w jednym, dwóch lub trzech różnych procesach – z którymi do końca nie radzą sobie modele ze względu na swoją niedostateczną rozdzielczość główną – sprawia, iż w dwóch eksperymentach objętość lodu mającego ten sam zasięg może być dwa, a nawet trzy razy mniejsza. Z tej perspektywy argumentujemy, że koncentrowanie się na dwuwymiarowych obserwacjach nie pozwala precyzyjnie określić dotychczasowego i przyszłego tempa dezintegracji paku. Pojawiły się już badania poddane recenzji naukowej, w których posłużono się modelami klimatu i systemu Ziemi wyselekcjonowanymi pod kątem lepszego odzwierciedlenia zasięgu lodu morskiego Arktyki. Według zawartych w nich wyliczeń lód letni zniknie w latach 2030–2040. Uważam, że dojdzie do tego wcześniej. System jest jednak zbyt złożony i nieliniowy, bym mógł podać konkretny termin tego zdarzenia.

Wpisy powiązane tematycznie.

Raporty na temat stanu lodu morskiego są zamieszczane na blogu Arktyczny lód.

Jeśli jest Pani/Pan subskrybentem/stałym czytelnikiem bloga i uznaje moją pracę za wartościową i zasługującą na symboliczne wsparcie, proszę rozważyć możliwość zostania moim Patronem już za 5 zł miesięcznie. Dziękuję.

Tłum. exignorant

Ten wpis został opublikowany w kategorii Klimat. Dodaj zakładkę do bezpośredniego odnośnika.