Wizualizacja lodowego krajobrazu Antarktydy wykorzystana przy tekście o rekordowym zimowym ociepleniu, osłabieniu wiru polarnego i wpływie zmian klimatu na najzimniejszy kontynent. . Fot: NASA
Wschodnia Antarktyda doświadczyła w 2024 roku najbardziej intensywnej zimowej fali upałów w całej 46-letniej historii obserwacji satelitarnych. W środku antarktycznej zimy, gdy kontynent pozostaje pogrążony w ciemności i zwykle notuje najniższe temperatury w roku, miejscami zrobiło się nawet o 28 stopni Celsjusza cieplej niż wynosi wieloletnia norma.
Nowe badanie opublikowane w czasopiśmie „npj Climate and Atmospheric Science”, należącym do wydawnictwa Nature, wskazuje, że zdarzenie zostało uruchomione przez silne osłabienie polarnego wiru stratosferycznego, a następnie wzmocnione przez ocieplenie klimatu wywołane działalnością człowieka. Naukowcy ostrzegają, że przy wysokich emisjach podobne zimowe fale upałów mogą stać się do końca stulecia nawet 26 razy bardziej prawdopodobne niż w świecie bez wpływu człowieka.
Co wydarzyło się na Wschodniej Antarktydzie
Do ekstremalnego ocieplenia doszło w lipcu i sierpniu 2024 roku, czyli w środku zimy na półkuli południowej. Szczególnie dotknięta została Ziemia Królowej Maud we Wschodniej Antarktydzie. Regionalna średnia temperatura powietrza przy powierzchni była tam przez 17 kolejnych dni wyższa od normy o ponad 9 stopni Celsjusza.
W najcieplejszych momentach lokalne anomalie sięgały nawet 28 stopni powyżej średniej. To nie oznacza, że Antarktyda zamieniła się w letni kurort. W wielu miejscach nadal panował mróz. Skala odchylenia była jednak wyjątkowa, bo dotyczyła jednego z najzimniejszych regionów świata i wystąpiła w porze roku, w której energia słoneczna praktycznie nie odgrywa roli.
Z tego powodu naukowcy uznali epizod z 2024 roku za najbardziej intensywną zimową falę upałów w erze satelitarnej.
Czym jest wir polarny
Żeby zrozumieć to zdarzenie, trzeba zacząć od wiru polarnego. To potężny układ wiatrów krążących wokół bieguna, który pomaga utrzymywać najzimniejsze powietrze nad obszarem polarnym. Gdy wir jest silny i stabilny, działa jak atmosferyczna bariera. Oddziela zimne powietrze nad Antarktydą od cieplejszych mas powietrza z niższych szerokości geograficznych.
W 2024 roku ta bariera została naruszona. Dwa epizody nagłego ocieplenia stratosfery w lipcu i sierpniu osłabiły wir polarny. W efekcie układ wiatrów, który zwykle pomaga izolować kontynent, przestał działać jak szczelna osłona. Ciepłe i wilgotne powietrze mogło głębiej wniknąć nad Wschodnią Antarktydę.
Rzeka atmosferyczna nad lodowym kontynentem
Osłabienie wiru polarnego uruchomiło dalszy ciąg zjawisk. Nad regionem pojawiła się anomalia wysokiego ciśnienia, która sprzyjała transportowi ciepła i wilgoci z niższych szerokości geograficznych. W praktyce nad Antarktydę dotarła tzw. rzeka atmosferyczna, czyli długi i wąski pas powietrza niosący ogromne ilości pary wodnej.
Para wodna działa w atmosferze jak dodatkowa warstwa zatrzymująca promieniowanie cieplne. W połączeniu z większym zachmurzeniem wzmacniała ogrzewanie powierzchni. Badacze wskazują, że to właśnie osłabienie wiru polarnego odpowiadało za około połowę zaobserwowanego ocieplenia powierzchni w czasie tego epizodu.
Sytuację pogarszał także wyjątkowo niski zasięg lodu morskiego wokół Antarktydy i ciepłe wody Oceanu Południowego. Mniej lodu oznacza słabszą izolację między oceanem a atmosferą. Cieplejsze morze może łatwiej oddawać energię, a cały układ staje się bardziej podatny na gwałtowne odchylenia od normy.
Gdzie w tym ślad człowieka
Autorzy badania zastosowali wielomodelową analizę atrybucyjną. Porównywali dzisiejszy klimat z hipotetycznym światem bez wpływu człowieka na atmosferę. Wynik nie sprowadza się do prostego stwierdzenia, że człowiek spowodował całą falę upałów. Mechanizm był bardziej złożony.
Bezpośrednim zapalnikiem było osłabienie wiru polarnego. Ocieplenie klimatu wywołane emisjami gazów cieplarnianych sprawiło jednak, że zdarzenie stało się silniejsze i bardziej prawdopodobne. Według badania antropogeniczne ocieplenie podniosło intensywność epizodu o około 0,7 stopnia Celsjusza i ponad dwukrotnie zwiększyło prawdopodobieństwo wystąpienia tak wyjątkowej zimowej fali upałów w obecnym klimacie.
W warunkach naturalnych takie zjawisko byłoby skrajnie rzadkie. Dziś mieści się już w kategorii zdarzeń, które mogą powtarzać się w skali stulecia. Przy umiarkowanych emisjach prawdopodobieństwo podobnych epizodów może wzrosnąć około sześciokrotnie. Przy wysokich emisjach — nawet 26-krotnie do 2100 roku.
Seria coraz mocniejszych anomalii
Fala upałów z 2024 roku nie była pierwszym takim sygnałem. W marcu 2022 roku Wschodnia Antarktyda doświadczyła jednego z największych odchyleń temperaturowych kiedykolwiek odnotowanych na Ziemi. W niektórych miejscach temperatura była wtedy blisko 40 stopni Celsjusza powyżej normy.
Z kolei w lutym 2020 roku na antarktycznej stacji Esperanza zmierzono 18,3 stopnia Celsjusza, czyli najwyższą temperaturę zarejestrowaną na kontynentalnej Antarktydzie.
Każde z tych zdarzeń miało własne przyczyny meteorologiczne. Raz większą rolę odgrywały rzeki atmosferyczne, innym razem wiatr fenowy, zachmurzenie, układ ciśnienia albo zmiany w lodzie morskim. Wspólny element jest jednak coraz wyraźniejszy: ekstremalne epizody pojawiają się w klimacie, który został już przesunięty przez globalne ocieplenie.
Dlatego naukowcy coraz ostrożniej mówią o wyjątkach. Pojedyncza fala upałów nadal może być wynikiem rzadkiej kombinacji zjawisk atmosferycznych. Jeżeli jednak takie epizody stają się częstsze, intensywniejsze i łatwiejsze do wyjaśnienia w ocieplającym się klimacie, przestają być anomalią bez szerszego znaczenia.
Dlaczego to ma znaczenie dla świata
Antarktyda wydaje się miejscem odległym od codziennego życia. Jej stabilność ma jednak globalne znaczenie. Lodowce i szelfy lodowe Antarktydy zatrzymują ogromne masy lodu. Jeżeli szelfy słabną, pękają albo tracą zdolność hamowania lodowców spływających z lądu do oceanu, rośnie ryzyko przyspieszenia wzrostu poziomu mórz.
Zimowa fala upałów nie musi od razu oznaczać masowego topnienia powierzchni. Problem polega na czymś innym: powtarzające się ekstremalne epizody zmieniają warunki, w których funkcjonuje cały antarktyczny system lodowy. Cieplejsze powietrze, cieplejszy ocean, mniej lodu morskiego i większa ilość wilgoci w atmosferze mogą razem zwiększać presję na szelfy lodowe.
Autorzy badania wskazują właśnie na ten szerszy kontekst. Ich zdaniem wyniki pokazują, że ocieplenie wywołane przez człowieka przekształca nawet najzimniejsze regiony świata i wpływa na przewidywalność przyszłych antarktycznych ekstremów.
Najzimniejszy kontynent w cieplejszym świecie
Wydarzenia z 2024 roku pokazują, że zmiany klimatu nie polegają wyłącznie na powolnym wzroście średniej temperatury. Coraz większe znaczenie mają skrajne odchylenia: fale upałów, zaburzenia cyrkulacji oraz transport ciepła i wilgoci w miejsca, które przez tysiące lat pozostawały względnie stabilne.
Wschodnia Antarktyda długo uchodziła za obszar mniej podatny na szybkie zmiany niż Arktyka czy Antarktyda Zachodnia. Nowe badanie osłabia to poczucie bezpieczeństwa. Jeżeli nawet tam zimowa fala upałów może osiągnąć rekordową skalę, a jej prawdopodobieństwo rośnie wraz z emisjami, problem nie dotyczy już tylko cieplejszych regionów świata.
Nawet najzimniejsze miejsca na Ziemi nie są odizolowane od globalnego ocieplenia. Antarktyczna zima nadal pozostaje mroźna, ale granice tego, co uznawano tam za ekstremalne, przesuwają się w stronę zdarzeń, które jeszcze niedawno mieściły się poza skalą wyobraźni.
