Dekadę temu wieszczono Arktykę bez lodu. Dzięki jednej decyzji katastrofa się oddala

Arktyka i znajdująca się tam czapa polarna stały się swoistą ikoną postępującego od lat globalnego ocieplenia. To właśnie tam obserwuje się najbardziej dramatyczne zmiany, za które odpowiada ocieplający się klimat. W ciągu ostatnich lat zaobserwowano, iż letnie tempo utraty lodu morskiego praktycznie stanęło w miejscu. Niedawno naukowcy stwierdzili też, iż wdrożenie Protokołu Montrealskiego dało wymierny skutek, jakim jest spowolnienie tempa utraty lodu w Arktyce.

Co się dzieje w Arktyce?

Od lat obserwuje się postępujący zanik lodu morskiego. W 1979 roku na orbicie umieszczono satelitę, który codziennie mierzy zasięg lodu morskiego. Dzięki temu wiemy dokładnie, jak zmieniają się rozmiary czapy polarnej pokrywającej wody Oceanu Arktycznego. Naukowcy po kilku latach zaobserwowali, iż latem czapa polarna staje się coraz mniejsza. gwałtownie dowiedziono, iż to rezultat ocieplającego się klimatu.

Ilustracja 1. Zmiany zasięgu lodu morskiego w trakcie tzw. wrześniowego minimum w latach 1980-2022 wyrażone w milionach kilometrów kwadratowych. NSIDC.

Z regularnych pomiarów satelitarnych możemy zauważyć, iż w latach 90. XX wieku topnienie lodu zaczęło wyraźnie przyspieszać w okresie letnim. Sezon topnienia kończy się we wrześniu, wtedy to czapa polarna osiąga najmniejsze rozmiary. Potem kiedy energia słoneczna przestaje już docierać do wysokich szerokości geograficznych, za kołem polarnym, ocean zaczyna ponownie zamarzać. Maksimum przypada na marzec, potem cykl powtarza się.

Postępujące ocieplenie klimatu sprawiło, iż w XXI wieku tempo spadku jeszcze bardziej przyspieszyło i zostało ukoronowane pierw wielkimi roztopami w 2007, a następnie w 2012 roku. Głównym mechanizmem odpowiadającym za zanik lodu morskiego jest albedo powierzchni. Inaczej mówiąc, wzrost temperatur na Ziemi wzmocnił letnie topnienie lodu. W miejsce jasnego, odbijającego promienie słoneczne lodu, pojawiła się ciemna pochłaniająca promienie powierzchnia morza/oceanu. Cieplejsza woda sprawiała, iż spirala topnienia grubego na kilka metrów lodu morskiego się nakręcała.

O rychłym końcu

Potem jednak doszło do pauzy w letnim topnieniu. Nim jednak naukowcy zauważyli zatrzymanie postępujących wcześniej zmian w czasie dnia polarnego, pojawiły się prognozy niektórych naukowców. Prognozy te wieszczyły rychły koniec czapy polarnej. Jednym z takich prognostyków rychłego końca lodu w Arktyce był Peter Wadhams. Wadhams to brytyjski, emerytowany dziś profesor na Uniwersytecie Cambridge, który całą swoją karierę poświęcił badaniom lodu morskiego w Arktyce.

Naukowiec ten, który wiele lat spędził na pokładzie łodzi podwodnej, analizował zmiany. Badał nie tylko zasięg lodu, ale też jego grubość. W 2012 roku miało miejsce spektakularne topnienie. Dwa lata później Wadhams przedstawił perspektywy dla czapy polarnej Oceanu Arktycznego. „Do 2020 roku można spodziewać się zniknięcia letniego lodu morskiego. Mówiąc lato, mamy na myśli wrzesień. …ale kilka lat później sąsiednie miesiące również staną się wolne od lodu”, powiedział Wadhams. Naukowiec wyjaśnił później, iż nie chodziło mu o definitywny brak lodu. Naukowa definicja „wolny od lodu” jest skomplikowana. Zasadniczo opiera się na powierzchni lodu uchwyconego przez satelitę. Arktyka „wolna od lodu”, zgodnie z definicją naukowców to stan, kiedy zagęszczenie pływającej kry lodowej jest na tyle małe, iż statek może przez ten obszar przepłynąć bez żadnych problemów.

Zanik lodu stanął w miejscu

Kilka lat temu naukowcy, obserwując brak postępującego latem zaniku lodu zaczęli się zastanawiać, co się stało. „Czy w tym roku znów padnie rekord? Czy w tym roku Ocean Arktyczny będzie wolny od lodu? I prawie każdego sierpnia topnienie lodu spowalnia, zapobiegając nowemu rekordowemu minimum. Ale dlaczego?”, zastanawiał się Jennifer Francis z amerykańskiego Centrum Badania Klimatu Woodwell.

W 2020 roku naukowcy doszli do wniosku, iż za spowolnienie letniego topnienia, widocznego szczególnie w sierpniu, odpowiada tak naprawdę samo globalne ocieplenie. Zjawisko, które wcześniej napędziło roztopy w Arktyce, i doprowadziło do wzrostu temperatur w regionie. Chodzi tu o zmiany w zachowaniu polarnego prądu strumieniowego (wąskiego pasa silnych wiatrów okrążających Arktykę w górnej troposferze). Ocieplenie klimatu w Arktyce spowodowało osłabienie tego prądu. W wyniku tych zmian w Arktyce powstały warunki dla tworzenia się i utrzymywania obszaru niskiego ciśnienia nad Oceanem Arktycznym. A jak wiemy, niskie ciśnienie oznacza chmury, które w Arktyce blokują dostęp do promieni słonecznych ogrzewających powierzchnię. Warto też dodać, iż wzrost temperatur i silniejsze niż kiedyś roztopy uczyniły Arktykę bardziej wilgotnym miejscem. To też ma wpływ na większe zachmurzenie.

• Czytaj także: Kolejny słaby sezon topnienia w Arktyce. O co tu chodzi?

Redukcja gazów CFC przyniosła dodatkową korzyść

Teraz okazuje się, iż w grę wszedł jeszcze jeden czynnik, który miał wpływ nie tylko na to, co działo się w ostatnich latach, ale i dekadach. W 1987 roku prawie 200 państw podpisało przełomowy Protokół Montrealski, którego celem było wyeliminowanie niebezpiecznych gazów CFC czyli chlorofluorowęglowodorów. Celem nie była walka z globalnym ociepleniem, a niebezpieczną dla ludzkiego życia dziurą ozonową. Gazy te niższą bowiem ozon chroniący nas przed promieniowaniem kosmicznym.

Według niedawnego badania możemy się dowiedzieć, iż do 2020 roku efektem działań wedle Protokołu Montrealskiego było spore spowolnienie zaniku lodu morskiego. Naukowcy szacują, iż wycofanie gazów CFC zapobiegło wzrostowi temperatury w Arktyce o dodatkowe 0,88^oC do połowy tego wieku. Gazy CFC to niezwykle silne gazy cieplarniane, znacznie potężniejsze od metanu i dwutlenku węgla. Ich wycofanie wpłynęło także na zmiany globalne.

Ilustracja 2. Mapy przedstawiające stężenie lodu morskiego jako reakcję na redukcję gazów CFC w 2020 roku i do 2040. Po lewej: scenariusz, którego uniknęliśmy po wdrożeniu Protokołu Montrealskiego. W środku scenariusz standardowy bez emisji gazów CFC. Po prawej: procentowe różnice w obu scenariuszach. Proceedings of the National Academy of Sciences.

Jednocześnie redukcja zawartości tych gazów zapobiegła utracie lodu o ponad 0,5 mln km² w czasie letniego topnienia do 2020 roku. Taka sytuacja oddaliła też widmo Arktyki wolnej od lodu. Większość ostrożnych, zachowawczych prognoz ocenia, iż Arktyka zgodnie z dotychczasowym trendem będzie wolna od lodu w okolicy 2050 roku. Protokół Montrealski sprawił, iż widmo to zostało oddalone o 15 lat. Przynajmniej w teorii. „Myślę, iż to powinno dać nam nadzieję”, powiedział główny autor badania Mark England, starszy naukowiec na Uniwersytecie Exeter. Powiedział, iż Protokół Montrealski odniósł sukces, ponieważ społeczność międzynarodowa podjęła „naprawdę szybkie działania”, dodając, iż ów sukces „powinien nas zachęcić, iż działania na rzecz klimatu są możliwe”.

Przed podpisaniem protokołu niszczące warstwę ozonową gazy CFC były szeroko stosowane m.in. jako chłodziwa w lodówkach. Protokół montrealski jest „jak dotąd najbardziej udanym traktatem klimatycznym”, powiedział England. Powyższe mapy pokazują, jak duży wpływ miało i będzie mieć przez cały czas realizacja założenie protokołu. Szacuje się, iż do 2040 roku dzięki temu Arktyka uniknie dodatkowej redukcji lodu o 2 mln km².

Arktyka cały czas stoi w obliczu braku lodu

Nie należy się łudzić, iż Arktyka jest i będzie bezpieczna. Po pierwsze, gazy CFC zostały zastąpione gazami HFC, bo celem Protokołu była ochrona przed dziurą ozonową, a nie ociepleniem klimatu. Pojawiły się wyniki badań pokazujące, iż ilość gazów CFC ponownie rośnie, bo są one ubocznym produktem gazów HFC. A jedne i drugie są gazami cieplarnianymi.

Dr Yu-Chiao Liang z Tajwańskiego Uniwersytetu Narodowego ostrzega, iż ten właśnie wzrost gazów CFC w latach 2010-2020 może wpłynąć na wyniki badań przeprowadzonych przez Englanda. ​​ „Jeśli te emisje będą się utrzymywać, to jest prawdopodobne, iż ocieplenie Arktyki będzie jeszcze silniejsze, a lato bez lodu nadejdzie wcześniej”, ostrzegł Liang.

• Czytaj także: „To nie powinno mieć miejsca”. Stężenia zakazanych freonów znów rosną

Po drugie, świat wciąż pompuje do atmosfery dwutlenek węgla. Według zespołu badawczego Global Carbon Project w ubiegłym roku ludzkość wpuściła do atmosfery 37,5 mld ton CO₂. To oznacza kolejną zmianę w składzie atmosfery. Według NOAA w roku ubiegłym nastąpił wzrost CO₂ o 1,77 ppm. To mniej niż w ostatnich latach, ale wciąż bardzo dużo. Z kolei globalna zmiana marzec 2022 – marzec 2023 to 2,08 ppm. W tym roku koncentracja CO₂ przekroczyła już 420 ppm, to więcej niż w czasach pliocenu, kiedy Arktyka była wolna od lodu. Biorąc to pod uwagę, świat jest na drodze do Arktyki wolnej od lodu, co będzie niosło za sobą poważne konsekwencje, jak zmiany we wzorcach pogodowych prowadzące do silniejszych upałów i susz.