Antarktyka rozgrzewa stratosferę. Co to znaczy dla klimatu?

Stratosfera nad Antarktydą na początku września powinna mieć około minus 50-55 stopni C. Tym razem jednak była o niemal 30 stopni cieplejsza. Jednocześnie prędkość wiatrów w wirze polarnym spadła z typowych ok. 200 km/h do ok. 100 km/h, co oznacza, że bariera oddzielająca mroźne, polarne powietrze od umiarkowanych regionów osłabła. słabszą barierę oddzielającą mroźne powietrze od łagodniejszych szerokości geograficznych.

„Takie zdarzenia są w południowej półkuli ekstremalnie rzadkie” – podkreśla w rozmowie z Guardianem dr Martin Jucker, klimatolog z University of New South Wales. Podobne epizody odnotowano w ostatnich 45 latach tylko trzykrotnie: w 1988 r., 2002 r. i 2019 r. Ten ostatni przyczynił się do tak zwanego „czarnego lata”, czyli ekstremalnych pożarów lasów, jakie ogarnęły Australię na przełomie 2019 i 2020 r. Obecne ocieplenie jest słabsze niż w 2002 r. i 2019 r., ale znaczące.

To ekstremalne zjawisko wywróciło pogodę na południowej półkuli do góry nogami. Jeszcze w sierpniu modele wskazywały, że Australię czeka wilgotna wiosna. Teraz synoptycy ostrzegają przed częstszymi zachodnimi wiatrami i suchszymi dniami oraz większym ryzykiem ekstremalnych upałów. A to w Australii oznacza zwykle zwiększone ryzyko wystąpienia pożarów lasów i buszu.

Czym jest nagłe ocieplenie stratosferyczne i dlaczego na południu jest rzadkie

Nagłe ocieplenie stratosferyczne (SSW) polega na gwałtownym ociepleniu stratosfery nad jednym z biegunów i osłabieniu wiru polarnego. Na północy takie epizody zdarzają się przeciętnie około sześć razy na dekadę. Na południu są wyjątkowe, bo „geografia” oceanów i kontynentów sprzyja stabilności wiru. Gdy jednak już wystąpią, potrafią silnie wpłynąć na pogodę.

Przyczyny tego epizodu nie zostały jeszcze ustalone, ale klimatolodzy wskazują na rekordowo ciepłe powierzchnie oceanów i nietypową aktywność pogodową nad Pacyfikiem. „Mieliśmy trzy ogromne tajfuny na Pacyfiku i generalnie bardzo dziwną pogodę przez ostatnie dwa lata, co zbiega się z dużym skokiem temperatur oceanu” – mówi dr Jucker. Od 2023 r. globalne anomalie temperatury powierzchni morza utrzymują się na bezprecedensowym poziomie, co zwiększa energię dostępną dla atmosfery i sprzyja silnym, długotrwałym zaburzeniom cyrkulacji.

Antarktyka: coraz dłuższa lista niepokojących zmian

Niezależnie od tego epizodu, naukowcy ostrzegają, że Antarktyka wchodzi w fazę gwałtownych i powiązanych ze sobą przemian. W sierpniu w „Nature” ukazała się praca zespołu kierowanego przez dr Nerilie Abram z Australian Antarctic Division i Australian National University. Autorzy piszą o „wyłaniających się dowodach na nagłe zmiany” w lodzie, oceanach i ekosystemach, które mogą mieć konsekwencje sięgające wielu pokoleń. „Załamanie lądolodu Antarktydy Zachodniej podniosłoby poziom mórz o ponad trzy metry”, a jego skutki byłyby „katastrofalne dla kolejnych pokoleń” – ostrzega dr Abram. Zmiany będą się nasilać z każdym ułamkiem stopnia globalnego ocieplenia.

Profesor Matthew England z University of New South Wales i ARC Australian Centre for Excellence in Antarctic Science dodaje, że skutki tych zmian obejmują cieplejszy i uboższy w tlen Ocean Południowy, słabsze pochłanianie CO2 przez morze oraz zwiększone regionalne ocieplenie w wyniku utraty lodu morskiego. Na to nakładają się skutki ekologiczne: rosnące ryzyko niepowodzeń lęgowych u pingwina cesarskiego oraz zakłócenia w bazie łańcucha pokarmowego.

Praca Abram i współautorów opisuje mechanizmy, które mogą się wzajemnie wzmacniać. Utrata lodu morskiego latem zwiększa nasłonecznienie powierzchni oceanu i jego ogrzewanie. Cieplejsza woda szybciej topi szelfy lodowe, a dopływ słodkiej wody z topnienia dodatkowo spowalnia antarktyczną cyrkulację głębinową. W skrajnym scenariuszu jej załamanie zatrzymuje transport składników odżywczych z głębin ku powierzchni, osłabiając produktywność biologiczną i zdolność oceanu do pochłaniania CO2.

Teraz możliwe są dwa scenariusze. Albo wir polarny się odbuduje, a temperatury w stratosferze wrócą do normy. Albo anomalia będzie się utrzymywać, a nawet nasilać, podnosząc ryzyko ekstremalnej pogody na południowej półkuli. Konsekwencją mogłyby być susze i pożary w Australii ale i w innych krajach położonych daleko na południu.

Choć gwałtowne ocieplenie stratosfery niesie ryzyko dla pogody na lądzie, ma też jeden pozytywny efekt. „Zwykle notujemy mniejszą dziurę ozonową nad Antarktydą, ponieważ rozgrzana stratosfera ogranicza powstawanie superzimnych chmur lodowych, które są kluczowe dla chemicznego niszczenia ozonu” – mówi Felicity Gamble z Australijskiego Biura Meteorologicznego. Zmniejszenie dziury oznacza mniej silnego promieniowania UV nad wysokimi szerokościami geograficznymi późną wiosną i latem.

Dlaczego to ważne również dla Polski

Antarktyka wydaje się odległa, ale jej wpływ jest bardzo realny. Spowolnienie antarktycznej cyrkulacji głębinowej zmienia transport ciepła i dwutlenku węgla w globalnym oceanie. Słabsze „zatapianie” wód bogatych w tlen i składniki odżywcze może odbić się na produktywności mórz, w tym na łowiskach południowego Atlantyku i Pacyfiku, co prędzej czy później wpływa na międzynarodowe rynki żywności. Wzrost poziomu mórz o metr i więcej w perspektywie kolejnych stuleci oznacza kosztowne dostosowania dla miast nadmorskich, także w Europie. A krótkoterminowe „kaprysy” w cyrkulacji południowej półkuli znajdują odbicie w łańcuchu dostaw i cenach żywności oraz energii. Antarktyka wypada z dotychczasowej równowagi, a skutki tego ruchu są odczuwalne globalnie. Także w oddalonej o pół świata Polsce.