Antarktyda złamała ważną klimatyczną zasadę. Dziwnie się ogrzewa
Antarktyda nie ogrzewa się wszędzie tak samo. Badanie pokazuje, że różnice między regionami wynikają przede wszystkim z działania efektu cieplarnianego.
Antarktyda nie wskazuje jednej odpowiedzi na zmiany klimatu. Zgodnie z wynikami nowego badania, cieplejsze regiony kontynentu mogą reagować silniejszymi wahaniami temperatury – zarówno w górę, jak i w dół – niż jego najchłodniejsze wnętrze. To bardzo ciekawe, bo stoi w sprzeczności z wcześniejszymi założeniami opartymi na uproszczonych modelach. Decydującą rolę odgrywa tu efekt cieplarniany, który w specyficznych warunkach antarktycznych przejawia się odmiennie, niż dotąd zakładano.
Rdzenie lodowe pokazały wzór, który w żadnym razie nie pasował do teorii
Zagadka zaczęła się tak naprawdę od nietypowych danych z lodu. Bradley R. Markle z University of Colorado Boulder, wspólnie z Erikiem Steigiem, przeanalizował zapisy temperatur zachowane w antarktycznych rdzeniach lodowych. Są one dla klimatologów archiwum znacznie starszym, niż pomiary instrumentalne. Warstwa po warstwie przechowują informacje o dawnych opadach, składzie atmosfery i temperaturze, a jednym z kluczowych śladów są izotopy wody.
W danych uparcie powtarzał się jeden wzór: cieplejsze rejony Antarktydy zmieniały temperaturę bardziej, niż te zimniejsze, położone głębiej w kontynencie. A to gryzło się z założeniem, które naukowcy nazywają odpowiedzią Plancka. W uproszczeniu mówi ono, że im cieplejszy obszar, tym sprawniej wypromieniowuje energię, więc powinien słabiej reagować na dodatkowe ocieplenie. Tymczasem dane z lodu pokazywały dokładnie odwrotną sytuację. To właśnie nie dawało badaczom spokoju.
Cieplejsze miejsca reagują mocniej
Wyjaśnienie leżało w nieliniowym charakterze efektu cieplarnianego. Mechanizm ten polega na zatrzymywaniu części energii wypromieniowywanej przez powierzchnię Ziemi przez gazy atmosferyczne. Mimo że dominuje skojarzenie z dwutlenkiem węgla, najistotniejszym naturalnym gazem cieplarnianym pozostaje para wodna – i to jej nieliniowe oddziaływanie w warunkach polarnych odpowiada za obserwowane rozbieżności z modelami.
W bardzo zimnych warunkach Antarktydy drobna różnica temperatur ma bardzo duże znaczenie dla ilości pary wodnej w atmosferze. Im cieplejsze miejsce, tym więcej wilgoci może utrzymać powietrze, a więcej pary wodnej oznacza silniejszy efekt cieplarniany. To sprzężenie działa więc jak wzmacniacz: w cieplejszych antarktycznych regionach ta sama zmiana energetyczna może dawać większą odpowiedź temperaturową, niż w najzimniejszym wnętrzu kontynentu.
To nie znaczy od razu, że na Antarktydzie robi się ciepło w potocznym sensie. Mówimy o kontynencie, na którym średnie temperatury mogą mieścić się w skrajnie szerokim zakresie, od okolic wybrzeża po lodowe pustynie wnętrza. Jednak właśnie ten ogromny kontrast sprawia, że efekt jest dobrze widoczny. Badacze wskazują, że w przedziale antarktycznych temperatur, mniej więcej od -60 do -20 st. C, reakcja efektu cieplarnianego nie jest linią prostą, lecz krzywą.
Antarktyda jest zaworem cieplnym planety
Można powiedzieć, że Antarktyda i Arktyka to ziemskie radiatory – oddają w kosmos więcej energii, niż biorą ze Słońca. Jeśli ten układ chłodzenia działa inaczej, niż myśleliśmy, to dotyczy to całej planety, nie tylko biegunów.
Jeśli sposób działania tego układu był zbyt prosto opisywany w modelach, to tak naprawdę ma to ogromne znaczenie dla całej nauki o klimacie. Nie chodzi o to, że dotychczasowe modele stają się w ułamku sekundy nieaktualne. Chodzi o odnotowanie, że lokalna temperatura startowa może decydować o tym, jak mocno dany fragment Antarktydy zareaguje na zmianę klimatu.
Wyjaśnia to, dlaczego kontynent nie podlega jednorodnemu ociepleniu ani ochłodzeniu. Strefy wybrzeży, regiony pod wpływem klimatu morskiego, tereny niżej położone i obszary o wyższej średniej temperaturze wykazują odmienną dynamikę termiczną niż wysoko położone, ekstremalnie zimne wnętrze lądolodu. Dla badaczy ma to zasadnicze znaczenie, ponieważ regionalne zróżnicowanie odpowiedzi klimatycznej decyduje o bilansie masy lodu, akumulacji śniegu, dynamice lodowców i przyszłym udziale Antarktydy we wzroście poziomu oceanów.
Stare dane pomagają przewidywać przyszłość
Co ciekawe, odpowiedź na zadawane przez badaczy pytania tak naprawdę przyszła z przeszłości. Markle i Steig wykorzystali rekonstrukcje temperatur z rdzeni lodowych, a następnie porównali je z modelem matematycznym opartym na hipotezie nieliniowego efektu cieplarnianego. Sprawdzili też, czy podobny związek pojawia się w symulacji atmosferycznej. Wszystkie ścieżki wskazały ten sam kierunek: cieplejsze regiony Antarktydy rzeczywiście są bardziej zmienne temperaturowo.
Przeczytaj także:
Nowa praca nie zamyka oczywiście dyskusji o przyszłości Antarktydy. Sama wskazuje, że współczesne ocieplenie nakłada się na wiele złożonych procesów atmosferycznych i oceanicznych. W dzisiejszym świecie liczą się nie tylko gazy cieplarniane, lecz także cyrkulacja atmosfery, zachowanie Oceanu Południowego, zmiany lodu morskiego i dopływ cieplejszej wody pod lodowce szelfowe.
*Źródło zdjęcia wprowadzającego: Getty Images / Canva Pro
