Zaskakujący efekt uboczny czystego powietrza na świecie. „Hot blob” na Pacyfiku

Na północnym Pacyfiku ponownie powstał tzw. hot blob, czyli obszar wód o ponadprzeciętnie wysokich temperaturach. To część morskiej fali upałów, zjawisko pierwszy raz zaobserwowane w 2013 roku. Badania pokazują, iż coraz częstsze morskie fale upałów i anormalnie wysokie temperatury, są rezultatem spadku ilości zanieczyszczeń w atmosferze, jednak głównym rozgrywającym w podgrzewaniu naszej planety wciąż są emisje gazów cieplarnianych.

Hot blob – czym jest i jak powstaje?

Hot blob, czyli w bezpośrednim tłumaczeniu – gorąca kropla, jest dużym, owalnym obszarem ponadprzeciętnie ciepłych wód północnej części Oceanu Spokojnego. To element zdarzenia określanego mianem morskich fali upałów, które stanowią poważny problem nie tylko z punktu widzenia klimatu, ale są też zagrożeniem dla życia morskiego. Według badaczy, takie zjawisko jak hot blob jest naturalne, gdyż w przeszłości też występowało w ramach cyklu, który określa się jako Pacific Decadal Oscillation (PDO), czyli po prostu Dekadowa Oscylacja Pacyficzna.

Ilustracja 1. Wykres pokazujący zmiany w Dekadowej Oscylacji Pacyficznej w latach 1854-2024. Czerwone słupki – faza ciepła, niebieskie – faza chłodna. Źródło: NOAA.

PDO tak samo jak ESNO ma dwie fazy: chłodną i ciepłą. W odróżnieniu od ESNO faza PDO trwa co najmniej kilkanaście lat lub dłużej. Powyższy wykres pokazuje zmiany. W trakcie każdej fazy, co widać na wykresie, występują krótkie przerwy. Obecnie, jak wynika z danych przedstawionych przez NOAA, wciąż mamy fazę chłodną, która zaczęła się pod koniec lat 90. XX wieku.

I tu właśnie pojawia się problem – choćby w sytuacji chłodnej fazy w ostatnich latach obserwowaliśmy skok temperatur i zjawisko hot blob.

Zanieczyszczone powietrze ma wpływ na klimat

Okazuje się, iż za tym mogą stać aerozole. Aerozole występują pod wieloma postaciami, od kurzu i sadzy po drobne cząsteczki niewidoczne dla oka. Mają wiele naturalnych źródeł, takich jak pożary lasów, burze piaskowe czy erupcje wulkanów. Jednak od czasu rewolucji przemysłowej ilość aerozoli w atmosferze została dramatycznie zwiększona na skutek źródeł antropogenicznych – przede wszystkim spalania paliw kopalnych, takich jak węgiel i ropa naftowa.

Emisje te obejmują duże ilości dwutlenku siarki, czyli SO₂, gazu, który łatwo reaguje z innymi związkami w powietrzu, tworząc maleńkie cząsteczki, które zacieniają planetę i mogą działać jako jądra kondensacji, które powodują, iż wilgoć atmosferyczna łączy się w kropelki wody tworzące chmury.

Redukcja aerozoli wymusza zmiany w klimacie

Praca badawcza przedstawiona w maju tego roku pokazuje poważny problem związany ze zjawiskiem hot blob. Xiao-Tong Zheng, meteorolog z Chińskiego Uniwersytetu Oceanicznego i główny autor badania uważa, iż to właśnie zanieczyszczenia atmosfery zwane aerozolami, a duklanie ich malejąca ilość stanowi „problem”. Od kilkunastu lat Chiny ze względu na ogromne zanieczyszczenia i smog dokonują zmian, których celem jest poprawa jakości powietrza. To jest oczywiście dobra wiadomość.

– Dziesięć lat temu na bankiecie powitalnym APEC (Wspólnota Gospodarcza Azji i Pacyfiku – red.) prezydent Xi Jinping przepowiedział, iż Pekin będzie mógł cieszyć się trwałym błękitnym niebem. Dziś tymczasowy „błękit APEC” zmienił się w trwałe „błękit Pekinu” i „błękit Chin”. Chiny mogą się w tej chwili poszczycić najszybszą poprawą jakości powietrza na świecie – powiedział niedawno ambasador Chin w USA, Xie Feng.

Druga strona medalu to właśnie spadek ilości aerozoli, który oznacza, iż więcej promieni słonecznych dociera do powierzchni Ziemi. A to oznacza, iż temperatury z racji antropogenicznej zmiany klimatu rosną szybciej. Inni badacze uważają, iż te wyniki badań mają potencjalnie krytyczne implikacje dla przyszłego klimatu na Pacyfiku i w ogóle na całej planecie.

Emisje drobnych cząstek powodujących smog, zwanych ogólnie aerozolami, spadają w większości państw na świecie. Wyjątkiem są kraje Azji Południowej i Afryki, jednak wpływ ich gospodarek jest niewielki.

Punkt zwrotny przyspieszający ocieplenie klimatu

Yangyang Xu, naukowiec zajmujący się atmosferą na Texas A&M University niezaangażowany w badanie, powiedział, iż pokazuje to, iż „redukcja aerozoli zaburzy system klimatyczny w sposób, jakiego wcześniej nie doświadczyliśmy. To sprawi nam niespodzianki”.

Ilustracja 2. Czynniki wymuszające zmiany temperatur na Ziemi od 1880 roku do dziś. Źródło: Advancing Earth and Space Science.

Mamy do czynienia z punktem zwrotnym jeżeli chodzi o emisje cząstek stałych do atmosfery. Ich wpływ jest coraz mniejszy, co oznacza zanikanie efektu maskującego globalne ocieplenie. Powyższy wykres pokazuje, iż od czasów II wojny światowej termiczny wpływ aerozoli zaczął rosnąć, osiągając szczyt na przełomie XX i XXI wieku. Od kilku lat widać, iż wpływ ten maleje – chwilami było to choćby 0,5 st. C. Tyle, jak pokazują badania z 2022 roku, wynosiło tzw. ujemne sprzężenie zwrotne, czyli czynnik, który hamuje wzrost temperatur na Ziemi. Gdyby nie to, mielibyśmy dziś świat cieplejszy już o 1,5 st. C, a choćby o 2 st. C. IPCC obliczyło, iż gazy cieplarniane powodują efekt ocieplenia o około 1,5 stopnia, z czego 0,4 stopnia to efekt maskowania ocieplenia przez aerozole.

– Gdyby nie chłodzący efekt aerozoli, świat osiągnąłby już próg temperatury 1,5 stopnia powodujący „niebezpieczną” zmianę klimatu, jak określono w porozumieniu paryskim”, mówi Johannes Quaas, meteorolog, który pracował przy raporcie IPCC

Susanne Bauer, specjalistka ds. modelowania klimatu w Instytucie Studiów Kosmicznych im. Goddarda w NASA, twierdzi, iż ten „punkt zwrotny w erze aerozolu” miał miejsce w pierwszej dekadzie tego stulecia. Jak dodaje, będzie on trwał dalej, w miarę jak coraz więcej państw będzie dążyć do wyeliminowania smogu. Przez lata mieliśmy więc do czynienia z efektem maskującym globalne ocieplenie. Ten efekt od około 10 lat zaczyna znikać.

– w tej chwili jesteśmy świadkami globalnego ocieplenia spowodowanego gazami cieplarnianymi, wzmocnionego przez usuwanie aerozoli – uważa Ben Booth z brytyjskiego Met Office.

Rola transportu morskiego

Kolejnym problemem w kwestii aerozoli jest ruch morski. Brudny, siarkowy olej napędowy od dawien dawna jest preferowanym paliwem do kotłów okrętowych. W rezultacie światowe floty żeglugowe do niedawna emitowały ponad 10 mln ton SO₂ rocznie, co stanowiło od 10 do 20 proc. udziału w ujemnym sprzężeniu zwrotnym.

Ilustracja 3. Zdjęcie satelitarne pokazujące smugi kondensacyjne, powstałe na skutek emisji aerozoli przez statki morskie na północnym Pacyfiku. Źródło: NASA.

Teraz to się zmienia. W 2020 roku Międzynarodowa Organizacja Morska ONZ (IMO) zareagowała na rosnącą presję, aby statki zredukowały emisję aerozoli. W wyniku działania IMO, ilość dozwolonego SO₂ w paliwie z 3,5 proc. została zmniejszona do 0,5 proc. To odbiło się na mniejszej liczbie smug kondensacyjnych ciągnących się nad błękitnymi wodami oceanów.

– Wniosek jest taki, iż około jedną trzecią morskiej fali upałów na północnym Atlantyku [w zeszłym roku] można przypisać przepisom IMO – stwierdził Michael Diamond, zajmujący się badaniami aerozoli na Uniwersytecie Stanowym Floryda.

Wpływ redukcji aerozoli na oceany

Takie coś nie powinno być zaskoczeniem. Od lat naukowcy mówią, iż ubocznym efektem proekologicznych działań będzie przyspieszenie wzrostu temperatur. Widać, ma to miejsce i chłodna faza PDO nie jest w stanie tego zatrzymać. Nowy raport IPCC uwzględnia czynnik aerozoli w swoich prognozach. Jednak nowe odkrycia Zhenga dotyczące przyczyny ciepłej plamy na Pacyfiku sugerują, iż możemy spodziewać się także coraz większych regionalnych niespodzianek klimatycznych. Dlaczego tak? Odpowiedź leży w fakcie, iż aerozole nie pozostają w powietrzu wystarczająco długo, aby dokładnie wymieszać się z atmosferą. Zatem ich redukcja na poziomie krajowym stworzy radykalnie nowe mapy ich dystrybucji.

– Niektóre obszary będą nagrzewać się znacznie bardziej niż inne, a to zróżnicowane ocieplenie może zdestabilizować wzorce cyrkulacji atmosferycznej, które w dużej mierze wynikają z ciepła. Wydaje się, iż właśnie to miało miejsce na północno-wschodnim Pacyfiku, stwierdził Zheng.

Przeprowadzono już badania pokazujące efekty odnośnie zjawiska hot blob. Efekty badań pokazują zmianę ciśnienia w postaci intensyfikacji Niżu Aleuckiego nad Morzem Beringa. Ubocznym efektem jest spadek prędkości wiatru dalej na wschód, co ogranicza zdolność wiatrów do chłodzenia oceanu na niższych szerokościach geograficznych. Tym samym zapewniając „korzystne warunki do ekstremalnego ocieplenia oceanu”.

Ilustracja 4. Mapa pokazująca skalę morskiej fali upałów na Oceanie Spokojnym i Atlantyckim na początku czerwca 2024 roku. W lipcu hot blob na północnym Pacyfiku osłabł, ale nie zaniknął całkowicie. Z pewnością za kilka lub kilkanaście miesięcy znów ulegnie wzmocnienie. Tymczasem wody północnego Atlantyku przez cały czas pozostają niezwykle ciepłe. Źródło: Marine Heatwave Tracker.

Hot blob i związana z nim morska fala upałów to przede wszystkim poważne zagrożenie dla życia morskiego. W zeszłym roku zjawisko to doprowadziło u wybrzeży stanów Oregon i Waszyngton do zakwitu sinic. Od kilku lat morskie fale upałów na północnym Pacyfiku negatywnie wpływają na populacje ryb i innych zwierząt żyjących w oceanie. To też nie tylko problem samej przyrody, ale i ludzi, którzy żyją z rybołówstwa.

To nie zanieczyszczone powietrze jest problemem, a emisje gazów cieplarnianych

Aerozole nie powinny jednak być określane tu jako problem, a emisje gazów cieplarnianych. I nie tylko dwutlenku węgla, ale też metanu, który jest od CO₂ znacznie silniejszy. Na szczęście jego żywotność jest krótka, więc szybka redukcja jego emisji, gwałtownie rozwiąże część problemu. Jeśli świat z powodzeniem podejmie działania na rzecz obniżenia emisji gazów cieplarnianych w nadchodzących latach, przy jednoczesnym dalszym ograniczaniu emisji aerozoli, to szybka redukcja spalania paliw kopalnych nie wywinduje globalnego ocieplenia. Należy przy tym zwrócić uwagę, iż coraz więcej wskazuje to, iż zajedzie konieczność stosowania geoinżynierii. O tym mówi też raport IPCC.

– Warto zauważyć, iż scenariusze ograniczenia ocieplenia do 1.5 stopnia zakładają wprost masową geoinżynierię z grupy CDR (sztuczny wychwyt CO₂ z atmosfery) – powiedział fizyk atmosfery, prof. Szymon Malinowski, w rozmowie ze SmogLabem.

To pokazuje, iż świat znajduje się dziś w bardzo trudnej sytuacji, a zakres działań z każdym kolejnym rokiem jest coraz węższy.

–

Zdjęcie tytułowe: NASA