štvrtok, 27. novembra 2014

Antarktický ľadový paradox

Záhada rastúcej plochy morského ľadu v okolí Antarktídy

Paradoxy existujú len dovtedy, kým ich niekto zmysluplne nevysvetlí. A platí to aj o pribúdajúcom morskom ľade v okolí Antarktídy. Naša planéta sa v dôsledku spaľovania uhlia, ropy a iných fosílnych palív neustále otepľuje a asi najnápadnejším prejavom týchto zmien je rýchly ústup ľadu na celej Zemi.




Obr. 1: Mohutný tabuľový ľad na okraji šelfového ľadovca (v popredí) obkolesený kryhami morského ľadu, ktorý ma výrazne menšiu hrúbku (Foto: Torsten Blackwood)

Dobrým príkladom je Arktída, kde morský ľad ustupuje dokonca ešte rýchlejšie ako predpokladali modely. Ako sa ale zdá, v okolí Antarktídy, sa deje pravý opak (Obr. 1). Družicové merania ukazujú, že plocha ľadu koncom antarktického leta tu od roku 1979 pomaly rastie, a to rýchlosťou 2-6 % za desaťročie. V tejto súvislosti asi neprekvapí ani fakt, že už tri roky po sebe (2012-2014) dosahuje plocha ľadu rekordné hodnoty, a to aj napriek tomu, že celá oblasť sa významne otepľuje (Obr. 2 a 3). Napríklad teplota vody Južného oceánu, ktorý obklopuje kontinent, sa zvyšovala v období 1955-1995 rýchlosťou až 0,17 °C za desaťročie, čo je rýchlejšie ako globálny priemer všetkých oceánov. Navyše, najnovšia štúdia v časopise Nature naznačuje, že v niektorých oblastiach je hrúbka morského ľadu významne väčšia než sa pôvodne predpokladalo (pozri video). 


Obr. 2: Vývoj teploty vzduchu (hore) a rozsahu plávajúceho morského zaľadnenia (dole) v oblasti Južného oceánu v období rokov 1979-2004 (Zdroj)


Obr. 3: Pozorované trendy teploty vzduchu v Antarktíde a okolí v období rokov 1981-2007 (Zdroj)

Čo je to za záhada? Nemal by aj tu, podobne ako v Arktíde, ľad byť na ústupe? Kľúč k jej vyriešeniu však ponúka samotný ľadový kontinent. Podobne ako v Grónsku, aj v Antarktíde sa ľadovce na pevnine v dôsledku otepľovania topia, a to veľmi rýchlo. Satelitné merania gravitačného poľa a výšky povrchu ľadovcov poukazujú na skutočnosť, že vo východnej Antarktíde množstvo ľadu síce pomaly pribúda, no keďže topenie ľadovcov v západnej Antarktíde je veľmi rýchle, kontinent ako celok prišiel v období rokov 1992-200 o približne 1350 mld. ton ľadu. To sa nakoniec aj prejavilo v náraste hladiny oceánov o takmer 2 milimetre za rovnaké obdobie. 


Video 1: Ľadovce v západnej Antarktíde pravdepodobne dosiahli tzv. "bod zlomu" (Zdroj)

Najrýchlejšie ľad ustupuje  na pobreží Amundsenovho mora, kde ľadovce ako Pine Island, Thwaites či Crosson prichádzajú ročne až o 7 metrov zo svojej celkovej hrúbky (v období 2003-2008; Obr. 4). Navyše sa zdá, že niektoré z najväčších západoantarktických ľadovcov, medzi nimi aj Pine Island, sa nachádzajú v tesnej blízkosti „bodu“, po ktorého prekročení sa môžu začať topiť ešte rýchlejšie (NASA, pozri Video 1). To by nakoniec mohlo viesť až k destabilizácii celého ľadovcového štítu v Západnej Antarktíde a nárastu hladiny oceánov až o 7 metrov v časovom horizonte niekoľkých nasledujúcich storočí. Ako ale súvisí rast plochy morského ľadu s tým, čo sa odohráva na pevnine?



Obr. 4: (hore) Pozorované zmeny mocnosti (hrúbky) a hmoty (v mld. ton) šelfových ľadovcov v období rokov 2003-2008 - západná Antarktída je označená ako WAIS (Zdroj); (dole) odhadované zmeny celkovej hmoty ľadovcových štítov v mld. ton (Gt) v jednotlivých regiónoch Antarktídy (západná - WAIS, východná Antarktída - EAIS, Antarktický polostrov - APIS; vyššie) a to isté pre Antarktídu, Grónsko - GrIS (nižšie; Zdroj)
Ako vždy, existuje hneď niekoľko teórií, ktoré vrhajú na tento zdanlivý paradox trochu viac svetla. Jednou z nich je predpoklad, podľa ktorého sa voda, pochádzajúca z ustupujúcich ľadovcov na pevnine, stále vo väčších množstvách rozlieva do okolitých morí a riedi slanú morskú vodu až natoľko, že v zime povrch rýchlejšie zamŕza (menej slaná voda má vyšší bod tuhnutia). Tým sa ľad na povrchu šíri rýchlejšie a dosahuje teda aj väčšiu plochu. Tento proces navyše urýchľujú aj početnejšie ľadovcové hory (icebergy), ktoré sa rýchlejšie a vo väčšom množstve odlamujú od pobrežného tabuľového ľadu a ďaleko v mori sa stávajú ďalším zdrojom sladkej vody. 


Obr. 5: Pozorované trendy celkovej koncentrácie morské ľadu analyzované na základe družicových pozorovaní zo satelitu Aqua - veľmi výrazne prírastky množstva ľadu sú viditeľné v oblasti Rossovho mora - nápadne červená oblasť pri spodnom okraji obrázku (Zdroj)

Druhá teória spája tento fenomén so silnejšou atmosférickou cirkuláciou v dôsledku výrazného oslabenia ozónovej vrstvy nad Antarktídou v 70. a 80. rokoch minulého storočia. Chýbajúci ozón v spodnej stratosfére viedol k rýchlemu poklesu teploty vzduchu vo výškach okolo 10 až 25 kilometrov, a to až o viac ako 1,5 °C od roku 1960. Cirkumpolárny atmosférický vír (tzv. polárny vortex) sa v období polárnej zimy kvôli nižších teplotám v stratosfére stáva výraznejším a prispieva k formovaniu hlbších a intenzívnejších cyklón. Prenos veľmi studeného vzduchu z vnútrozemia Antarktídy na voľné more je tak intenzívnejší, čo napríklad v oblastiach Rossovho mora prispieva k rýchlejšiemu ochladzovaniu povrchu oceánu a tým aj väčšiemu rozsahu plávajúceho ľadu.

Tretia teória, podobne ako tá prvá, vidí príčinu v jednom z ďalších prejavov klimatickej zmeny. Tým ako sa Antarktída a celá oblasť Južného oceánu postupne otepľujú v dôsledku globálneho otepľovania, teplejší vzduch obsahujúci väčšie množstvo vodnej pary vedie k intenzívnejším zrážkam nad oceánom. Padajúce zrážky, podobne ako väčší odtok z topiacich sa ľadovcov, spôsobujú pokles salinity morskej vody (pokles obsahu soli), čo vedie k skoršiemu a rýchlejšiemu nárastu plochy ľadu.

A ktorá z uvedených teórií je tá správna, prípadne absolútne dominantná? Pravdepodobne ani jedna z nich. Inak povedané, celkom možné je to, že všetky pôsobia súčasne a v konečnom výsledku sa vzájomne synergicky podmieňujú. A okrem toho, vplyv prvého, druhého či tretieho mechanizmu bude zrejme od regiónu k regiónu odlišný.

Na záver možno povedať asi už len jednu poznámku. Aj keď sa možno na prvý pohľad zdá, že rast plochy morského ľadu okolo Antarktídy je v rozpore s inými prejavmi globálneho otepľovania, údaje a výskum ukazujú, že v tomto prípade ide skutočne len o „zdanlivý“ paradox.

Video 2: Dr. Guy Williams vysvetľuje, ako globálne otepľovanie súvisí s rekordne veľkou plochou morského ľadu v Antarktíde


Zdroje  
Is Antarctica losing or gaining ice?
http://www.skepticalscience.com/antarctica-gaining-ice-intermediate.htm
The World Is Warming. So Why Is Antarctic Sea Ice Hitting Record Highs?
http://1url.cz/ICG5
Part Two: How do we measure Antarctic ice changes?
http://www.skepticalscience.com/Part-2-How-do-we-measure-Antarctic-ice-changes.html
West Antarctic Glacier Slow-Speed Collapse May Be Unstoppable.
http://1url.cz/gCGb
Antarctic ice-sheet loss driven by basal melting of ice shelves.
http://www.nature.com/nature/journal/v484/n7395/full/nature10968.html
Why is Antarctic sea ice at record levels despite global warming? 
http://www.theguardian.com/environment/2014/oct/09/why-is-antarctic-sea-ice-at-record-levels-despite-global-warming
Glaciers & climate change.
http://www.antarcticglaciers.org/glaciers-and-climate/glacier-recession/glaciers-and-climate-change/
NASA-UCI Study Indicates Loss of West Antarctic Glaciers Appears Unstoppable.
http://1url.cz/iCG9

Increasing Antarctic Sea Ice under Warming Atmospheric and Oceanic Conditions.
http://psc.apl.washington.edu/zhang/Pubs/Zhang_Antarctic_20-11-2515.pdf
Antarctic ice thicker than previously thought, study finds.
http://www.theguardian.com/environment/2014/nov/24/antarctic-ice-thicker-survey-finds
Thick and deformed Antarctic sea ice mapped with autonomous underwater vehicles.
http://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/full/ngeo2299.html 
Antarctic sea ice variability and trends, 1979–2006.
http://1url.cz/sClt
Sea ice down under: Antarctic ice and climate.
http://nsidc.org/icelights/2012/01/11/sea-ice-down-under-antarctic-ice-and-climate/
A Reconciled Estimate of Ice-Sheet Mass Balance.
http://www.sciencemag.org/content/338/6111/1183

Žiadne komentáre:

Zverejnenie komentára

Vysušovanie krajiny vs. silnejúci skleníkový efekt

Je príčinou klimatickej zmeny a globálneho otepľovania vysušovanie krajiny? V súvislosti s príčinami globálneho otepľovania a klimatick...