Choď na obsah Choď na menu
 


Asi najvýznamnejší klimatický extrém v roku 2012

17. 11. 2012

V roku 2012 bol zaznamenaný najnižší rozsah plávajúceho morského ľadu v Arktíde v histórii podrobných satelitných meraní (od roku 1979) s hodnotou 2,24 milióna km2 (podľa University of Illinois). Vzhľadom na to, že existujú celkom spoľahlivé pozorovania rozsahu letného morského ľadu v Arktíde už od roku 1900, má tento extrém aj dlhodobejší význam. Doterajší extrém najnižšej rozlohy morského ľadu v Arktíde (z roku 2007) bol prekonaný 16.IX.2012 o vyše 500 tisíc km2 (podľa viacerých zdrojov). Extrémne nízky rozsah morského ľadu v Arktíde trvá v roku 2012 od júla až doteraz. Podrobnejšie obrázky sú vo FOTOALBUME (zdroj obrázkov:  http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/  ).

 

Vložil: M. Lapin, 17.XI.2012

 

VPLYV ZAĽADNENIA V ARKTÍDE NA POČASIE A KLÍMU SEVERNEJ POLOGULE

 

Zaľadnenie (kryosféra) sa skladá z viacerých častí, ktoré sú vzájomne prepojené rýchlejšími alebo oneskorenými spätným väzbami. Ďalej uvádzame iba stručnú charakteristiku kryosféry severnej pologule (viac: http://en.wikipedia.org/wiki/Cryosphere ).

Základom je pevninský ľadovec v Grónsku a na niektorých ostrovoch v Arktíde, ktorý sa začal formovať asi pred 3 miliónmi rokov. Odvtedy sa pevninký ľadovec ani raz celkom neroztopil, v niektorých medziľadových dobách (interglaciály) bol však aj oveľa menší ako teraz. V poslednej ľadovej dobe (glaciál Würm) mal pred asi 22 tisíc rokmi skoro 15-krát väčší objem ľadu ako v súčasnosti (teraz takmer 3 milióny km3 ľadu).

Ďalšou časťou kryosféry je plávajúci morský ľad, predovšetkým v Severnom ľadovom oceáne, no aj v Beringovom, Ochotskom, Baltickom, Labradorskom a Hudsonovom mori, ktorý mal v období 1900 až 1980 najväčšiu celkovú plochu v zime (koncom marca) okolo 15,5 miliónov km2 a najmenšiu plochu v lete (v polovici septembra) okolo 5,5 milióna km2. Po roku 1980 sa začala plocha plávajúceho morského ľadu v Arktíde zmenšovať a v septembri 2012 dosiahla minimum 2,2 milióna km2. Podrobnosti sú vo FOTOALBUME. Niektoré analýzy poskytujú trochu odlišné údaje o ploche plávajúceho ľadu v Arktíde, napríklad podľa NSIDC http://nsidc.org/data/seaice_index/images/daily_images/N_timeseries.png sa považuje more za pokryté plávajúcicm ľadom vtedy, ak tvorí aspoň 15% mora súvislý ľad v štvorci 25x25 km.

Na rozhraní pevninských ľadovcov a plávajúceho morského ľadu sa nachádza tzv. šelfový ľad, ktorý má základňu na morskom dne. Niekedy môže dosahovať hrúbku aj viac ako 100 m a v lete miestami intenzívne prispieva k tvorbe veľkého objemu máloslanej vody na morskej hladine (oddeľujú sa od neho veľké kryhy ľadu, ktoré potom plávajú na morskej hladine).

Do kryosféry patria aj horské ľadovce, ktorých dolná hranica závisí nielen od priemernej letnej teploty ale aj od úhrnov zrážok v tuhom skupenstve (sneženie). Niektoré horské ľadovce splývajú s pevninským zaľadnením v Arktíde. Horské ľadovce majú mimoriadny význam pre režim prietokov riek prameniacich v ľadovcových splazoch, predovšetkým v letnom období, keď je jednak najväčšie topenie ľadovcov ale aj najväčší výpar v povodiach týchto riek. Niekedy sú spojené s ľadom na horských jazerách.

Permafrost – večne zmrznutá pôda (až do hĺbky 400 m na polostrove Tajmír)) patrí tiež ku kryosfére a nachádza sa asi na 20% kontinentov Zeme (predovšetkým na severe Ázie). Časť permafrostu je pod kontinentálnymi a horskými ľadovcami. Vývoj a charakter permafrostu úzko súvisí s pevninským a morským zaľadnením, najmä kvôli modifikácii všeobecnej cirkulácie atmosféry pomermi v Arktickom „bazéne“. Permafrost sa totiž nachádza hlavne v regiónoch s malými zimnými úhrnmi zrážok, vďaka čomu môže pôda hlboko premrznúť. Ide najmä o kontinentálne časti Ázie a severnej Ameriky, kde je v zime stabilná anticyklóna s malou oblačnosťou, nízkou absolútnou vlhkosťou vzduchu a tým aj silnými mrazmi v dôsledku intenzívneho vyžarovania zemského povrchu a malého spätného dlhovlnného žiarenia atmosféry. Obdobou permafrostu je zimný zámrz pôdy v miernom pásme, ktorý môže niekedy pretrvať aj do nasledujúcej zimy v prípade chladnejšieho leta (pereletky).

Snehová pokrývka je poslednou súčasťou kryosféry a rozdeľujeme ju na trvalú, periodickú a epizodickú (každá z nich má nejaký súvis s meteorologickými podmienkami v Arktickom „bazéne“). Pod Arktickým „bazénom“ rozumieme Severný ľadový oceán obklopený kontinentmi a ostrovmi, ktorý bol v minulosti takmer celoročne pokrytý ľadom a snehom, čím sa nad ním rozvíjali podobné procesy ako nad kontinentmi. Snehová pokrývka má význam nielen pri zámrze pôdy ale vplýva významne aj na hydrologickú bilanciu povodí riek v jarnom období a na albedo (odrazivosť slnečného žiarenia) na konci zimy a na jar.

Z predchádzajúceho textu je zrejmé, že fyzikálne podmienky v Arktickom „bazéne“ (ale aj v celej oblasti, kde sa vyskytuje na severnej pologuli kryosféra) majú dosť veľký význam pri formovaní podmienok atmosférickej a morskej cirkulácie na severnej pologuli. Tento vplyv môžeme zjednodušene rozdeliť na zmeny radiačnej bilancie (predovšetkým albeda a oblačnosti), na zmeny atmosférickej cirkulácie (predovšetkým charakteru cirkumpolárnej výškovej cyklóny) a na zmeny morskej cirkulácie (predovšetkým v dôsledku ovplyvňovaniu salinity morskej vody http://en.wikipedia.org/wiki/Thermohaline_circulation ).

1)     Albedo, snehová pokrývka a oblačnosť: Snehová pokrývka a oblačnosť odrážajú naspäť do kozmu 60% až 90% (albedo) prichádzajúceho slnečného žiarenia (špinavý alebo rozmočený sneh a riedka oblačnosť aj menej ako 40%, no snehová pokrývka v centrálnej Antarktíde aj viac ako 90%). To zásadným spôsobom ovplyvňuje distribúciu slnečného žiarenia na bilanciu aktívneho povrchu kontinentov a morí v Arktíde predovšetkým od marca do začiatku júla (vtedy je tam slnečné žiarenie pomerne silné, deň je dlhý a snehová pokrývka sa len postupne topí). Kontinent bez snehovej pokrývky má albedo iba okolo 20% a pokojná morská hladina zväčša len od 5% do 20% (v závislosti od uhla dopadu slnečných lúčov). Je zrejmé, že pokles plochy plávajúceho ľadu o 2 milióny km2 a snehovej pokrývky až o 5 miliónov km2 môže značne prispieť k absorpcii slnečného žiarenia zemským a morským povrchom a tým aj k otepleniu týchto regiónov. Navyše je treba zdôrazniť, že prúdenie teplého vzduchu nad plávajúci morský ľad znamená v teplom období roka vždy vznik rozsiahlej nízkej oblačnosti, no ak prúdi takýto vzduch ponad morskú hladinu, tak vznik kompaktnej nízkej oblačnosti je málo pravdepodobný. O albede je viac informácií na: http://en.wikipedia.org/wiki/Albedo

2)      Cirkumpolárny atmosférický vír (kvázipermanentá výšková tlaková níž nad Arktídou): Tento tlakový útvar je čiastočne ovplyvnený rotáciou Zeme (ktorá je ale stabilná) a čiastočne teplotnými podmienkami v celej dolnej atmosfére (až do výšky 30 km) nad Arktídou (ktoré sa medziročne môžu meniť). Je zrejmé, že čím je atmosféra nad Arktídou v priemere chladnejšia, tým je výšková tlaková níž rozsiahlejšia a výraznejšia (čo spôsobuje silnejšie zonálne prúdenie (od západu na východ) v miernych šírkach severnej pologule v celej troposfére až do výšky 11 km) ale má aj väčšiu zásobu studeného arktického vzduchu na ochladzovanie miernych šírok severnej pologule (vrátane oceánov). Ak je Arktída teplejšia tak je výšková cyklóna menej vyvinutá a zonálne prúdenie slabšie. Má to za následok spomalenie prenosu vzduchových hmôt z oceánov na kontinenty v miernych šírkach ale aj lepšie podmienky na výrazné vpády teplého vzduchu ďaleko na sever a studeného vzduchu ďaleko na juh (väčšiu extrémnosť počasia), hoci priemer teploty severnej pologule je vtedy vyšší. Niektoré príklady synoptických máp od roku 1871 sú na: http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fsreaeur.html , všímajte si hlavne kvalitné reanalýzy teploty vzduchu na hladine AT 850 hPa (približne vo výške 1350 až 1450 m n.m.).

3)     Termo-halinná oceánická cirkulácia: Cirkuláciu morskej vody (povrchové teplé a studené prúdy a hlbokomorské prúdy) ovplyvňuje popri atmosférickej cirkulácii aj vzájomný vzťah salinity, teploty a hustoty morskej vody (viac o tejto problematike píšem aj na stránke: http://www.dmc.fmph.uniba.sk/public_html/climate/TeoriaKSZ_INT.htm). V zjednodušení sa dá tvrdiť, že zmena salinity morskej vody o 0,02% je porovnateľná so zmenou teploty vody o 1,0 °C (morská voda má salinitu okolo 3,5%, v polárnych oblastiach aj menej ako 2,0%). Je zrejmé, že ak sa pridá do morskej vody veľké množstvo vody z roztopených ľadovcov tak má takáto voda nízku salinitu a môže plávať nad normálne slanou morskou vodou aj vtedy, ak má teplotu o 10 °C nižšiu. Okrem toho vedie oteplenie atmosféry o 1 °C k zvýšeniu obsahu vodnej pary v atmosfére nad Arktídou o 6 až 10% a k zvýšeniu úhrnov zrážok asi o 10%. Už teraz je Arktída približne o 3 °C teplejšia v ročnom priemere ako bola pred 50 až 60 rokmi. To môže zásadným spôsobom ovplyvniť morskú cirkuláciu najmä v priestore stretu studených a máloslaných morských prúdov s teplými a veľmi slanými morskými prúdmi (južne od Grónska sa takto stretáva máloslaný studený Labradorský prúd a veľmi slaný teplý Golfský prúd, doteraz Labradorský prúd podtekal popod Golfský prúd, no ak sa oteplí alebo ak bude ešte menej slaný, tak môže tiecť ponad Golfský prúd, prípadne ho odtlačiť na južnejšiu dráhu a tým zmeniť teplotné pomery v celej oblasti severného Atlantiku). Navyše je treba pripomenúť, že studená a máloslaná morská voda nad teplejšou a slanou morskou vodou v zime ľahšie zamrzne, čo predstavuje jednu zo záporných a málo oneskorených spätných väzieb otepľovania Arktídy. Teraz to tak funguje okolo Antarktídy.

Mohol by som uviesť celý rad ďalších súvisiacich procesov a dôsledkov roztopenia (alebo iba výrazného zmenšenia rozlohy) plávajúceho morského ľadu v Arktíde na počasie a klímu severnej pologule (najmä severnej časti mierneho pásma). Jedným z najzávažnejších je posun tzv. frontálnych zón, teda pásiem s výskytom významnejších občasných alebo sezónnych zrážok (dažďov), od čoho závisí využiteľnosť pôdy v poľnohospodárstve ale aj vodné hospodárstvo a distribúcia pitnej vody. Rizikové sú v tomto smere husto zaľudnené regióny v teplej časti mierneho pásma a oblasti v okolí severnej hranice výskytu zenitálnych dažďov v trópoch (intertropická zóna konveregencie na juhu Sahary). Na druhej strane, na severe mierneho pásma sa očakáva nielen oteplenie ale aj významné zvýšenie úhrnov zrážok. Nie je ale celkom jasné, že ako sa zmenia podmienky na Sibíri, oteplenie tam môže viesť nielen k roztopeniu permafrostu ale aj k rozšíreniu suchých stepí ďaleko na sever v porovnaní so súčasnosťou, pretože sa na severe Ázie neočakáva výraznejší rast úhrnov zrážok.

Vo FOTOALBUME sú uvedené aj obrázky o vývoji plávajúceho morského ľadu v Arktíde ako celku zo stránky:  http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/  v IX., X. a XI.2012 v porovnaní s rokom 1980, ktorý môžeme považovať za blízky normálu z obdobia 1900-1980. Vidíme predovšetkým výrazný úbytok morského ľadu v Barentsovom a Karskom mori (severne od Škandinávie a európskeho Ruska), teda tam, kde je pre počasie v Európe najvýznamnejší. Ďalšie dva obrázky ukazujú detaily vývoja morského plávajúceho ľadu v Barentsovom a Karskom mori v porovnaní s dlhodobým priemerom z obdobia 1979-2008 (veľmi významný pokles plochy morského ľadu), keď už síce plocha morského ľadu v Arktíde klesala, no z tohoto obdobia máme detailné informácie vďaka modernému satelitnému monitoringu. Okrem poklesu rozlohy plávajúceho morského ľadu v Arktíde je dôležitý ešte rýchlejší pokles jeho objemu. V zime sa síce morský ľad obnovuje, no v lete sa jednoročný ľad rýchle roztopí, 2-ročný a viacročný morský ľad zrýchleným tempom ubúda v Arktíde už od 80-tych rokov 20. storočia (podrobnosti nájdete na uvedených stránkach NSIDC a University of Illinois).

Vložil: M. Lapin, 17.XI.2012