utorok, 27. januára 2015

Stúpne v 21. storočí hladina oceánov o tri metre?

Globálne dôsledky kolapsu ľadovcov v Antarktíde neobídu ani Slovensko

Globálna atmosférická koncentrácia oxidu uhličitého niekedy počas tohto roka prekročí magickú hranicu 400 ppm. Zostane to tak navždy, presnejšie, na niekoľko desiatok tisícročí, čo je pre nás to isté. Takúto vysokú koncentrácie zažila Zem naposledy niekedy pred 20 miliónmi rokov. Priamym dôsledkom tejto zásadnej zmeny je rastúca nerovnováha medzi celkovým príjmom a výdajom energie a tepla, ktoré prebiehajú medzi Zemou a medziplanetárnym priestorom.

Povedané jednoduchšie: príjem žiarenia zo Slnka sa významnejšie nemení, no výdaj tepla planétou sa čoraz viac znižuje. Výsledkom je vyššia akumulácia tepla v atmosfére či oceánoch, čo spôsobuje aj rýchlejšie topenie ľadovcov. Planéta teplo skutočne hromadí; vieme to zmerať buď priamo pomocou satelitov a pozemných prístrojov, alebo nepriamo, pomocou zmeny objemu ľadu a rastu hladiny oceánov. Nie je preto prekvapujúce, že rýchly rast hladiny oceánov patrí medzi najčastejšie argumenty a fakty podporujúce realitu globálneho otepľovania.


Obr. 1: Ľadovec Twaites v západnej Antarktíde patrí už v súčasnosti k významným prispievateľom k celkovému rastu hladiny oceánov (Zdroj)    

Rast hladiny oceánov síce nepatrí medzi problémy, ktoré by znepokojovali obyvateľov strednej Európy, no napriek tomu si zaslúži náležitú pozornosť. V hre je totiž bezpečnosť a životy stoviek miliónov ľudí žijúcich v husto obývaných pobrežných oblastiach, vrátane najväčších mestských aglomerácií sveta.

Za posledných približne 130 rokov vzrástla hladina oceánov v priemere o 25 centimetrov. Pre mnohých je táto zmena sotva pozorovateľná. V historickom kontexte však ide o najrýchlejšiu zmenu v posledných minimálne 6 000 rokoch, a ako sa zdá, v posledných troch desaťročiach rýchlosť nárastu evidentne akceleruje. Zatiaľ čo v priebehu 20. storočia sa hladina zvyšovala priemerne o 1,7 milimetra za rok, od roku 1993 rastie výrazne rýchlejšie, a to až o 3,5 milimetra za rok (Obr. 2).

Dve tretiny tohto zvýšenia až doposiaľ spôsobovala rastúca teplota oceánov - inak povedané, išlo o priamy dôsledok rastúcej teplotnej rozťažnosti morskej vody. Zvyšnú tretinu obstaral ústup horských a polárnych ľadovcov. Nedávny výskum stability veľkých kontinentálnych ľadovcov Grónska a západnej Antarktíde však varuje: počas tohto storočia sa môže zásadne zmeniť nielen podiel, akým prispievajú ľadovce k celkovému nárastu, ale aj samotná rýchlosť vzostupu hladiny oceánov (Joughin et al. 2014 a Rignot et al. 2014). Hlavným kľúčom k tejto náhlej zmene by mohol byť rozsiahly ľadovec v západnej Antarktíde (Obr. 1). (Samotné zvýšenie rýchlosti zvyšovania hladiny síce očakávajú aj IPCC scenáre, no neberú do úvahy "významnejšie" rastúci príspevok kontinentálnych ľadovcov, Obr. 3)


Obr. 2: Celkový nárast hladiny oceánov (vľavo), a jeho rýchlosť (vpravo), odhadnutý jednotlivými vedeckými tímami a porovnaný so satelitnými meraniami - čierna krivka (Zdroj)    

Nezabúdajme pritom, že už súčasná rýchlosť nárastu morskej hladiny spôsobuje v niektorých nízko položených oblastiach značné problémy. V tejto súvislosti sa síce najčastejšie spomínajú koralové ostrovy v Indickom alebo Tichom oceáne (Maledivy resp. Tuvalu), no zvyšujúca sa hladina oceánu začína poriadne trápiť aj obyvateľov východného pobrežia Spojených štátov amerických. Zvlášť mimoriadne vážna situácia počas hurikánu Sandy v októbri 2012 ukázala Američanom, a najmä obyvateľom New Yorku, čo znamená byť nepripravený na vysoký „búrkový“ príboj. Viac podrobností v článku Sandy a změna klimatu (Vesmír, 92 - 2013/7).

Čo však v prípade, že v budúcnosti bude hladina oceánov rásť dokonca ešte rýchlejšie ako dnes? Bude to stále problém len pre husto obývané pobrežia a veľké metropoly ako Tokio alebo Londýn?


Obr. 3: Pozorovaný a predpokladaný rast hladiny oceánov do roku 2100 podľa dvoch emisných scenárov (RCP8.5 - červaná; RCP2.6 - modrá) na základe výstupov IPCC AR5 (Zdroj

Výskum v tejto oblasti priniesol v poslednom rok veľmi zaujímavé výsledky. Svetové médiá celkom opodstatnene najviac zaujali dve nezávislé štúdie o možnom kolapse západoantarktického kontinentálneho ľadovca (WAIS). Obe analýzy prinášajú celkom jasný obraz o tom, že hlavnou príčinou rýchleho úbytku ľadu v západnej Antarktíde, najmä v oblasti ľadovcov Pine Island či Twaites, je rastúca teplota okolitého oceánu.

Teplejšia voda sa k pobrežiu dostáva v stále väčšej miere najmä v dôsledku silnejšej atmosférickej cirkulácii v okolí Antarktídy. Pretože podložie západnej Antarktídy netvorí súvislý kontinent a celý ľadovcový štít de facto „ukotvuje“ k zvyšku Antarktídy len niekoľko nesúrodých ostrovných celkov, báza ľadovca leží zväčša pod úrovňou mora (miestami až 2000 metrov pod hladinou). Ak by k nej morská voda prenikla, slabšie ukotvenie by mohlo viesť k destabilizácii celého WAIS a v časovom horizonte 100 až 200 rokov by sa minimálne jedna tretina jeho objemu mohla dostať do svetového oceánu. Zvyšok potom v časovom horizonte do 500 rokov.

O tom, že ľad z celej oblasti WAIS mizne v dôsledku globálneho otepľovania 3-krát rýchlejšie ako sa pôvodne predpokladalo, ukazuje aj ďalšia štúdia z roku 2014 (Sutterley et al. 2014).


Obr. 4: (hore) Kolaps šelfového ľadovca Larsen B vo februári a marci 2002; (dole) čelo Larsenovho ľadovca (Zdroj


O tom, že teplejšia morská voda začína prenikať hlbšie pod ľadovec a ďalej do vnútrozemia, svedčí niekoľko skutočností. Predovšetkým je to rýchly ústup terminálnych časti ľadovcových šelfov do vnútrozemia, ďalej zmenšujúca sa vertikálna mohutnosť ľadovcov a nakoniec aj stúpajúca rýchlosť ich postupu do oceánu. (Ľadovec Pine Island pritom už dnes patrí medzi najrýchlejšie sa pohybujúce ľadovce – 4 tisíc metrov za rok, a spolu s ľadovcom Twaites odvádza ľad z viac ako 5% plochy celej Antarktídy)

Regiónov podobných Pine Island je ale v Antarktíde hneď niekoľko; preto ak skolabuje tento, je celkom možné, že skolabujú aj ďalšie. Názorným príkladom, ako takýto kolaps vyzerá v praxi, je náhla deštrukcia ľadovca Larsen B v marci 2002. V priebehu necelých troch týždňov sa ľadovcový šelf s plochou viac ako 3 tisíc kilometrov štvorcových nenávratne rozpadol v oceáne. Ľadovce, ktoré ho vytvárali, odvtedy stekajú do mora asi 6-krát rýchlejšie ako pred kolapsom Larsena (Obr. 4).  


Obr. 5: Odhad regionálneho rastu hladiny oceánov v obdobiach 1993-2003 a 2003-2013 na základe satelitných meraní - v oblasti pobrežia západnej Antarktídy je možné vidieť zvlášť nápadnú (modrú) oblasť s celkovým poklesom hladiny oceánu - ide pravdepodobne o dôsledok zníženia intenzity gravitačného poľa a zmenšovania hmoty WAIS (Zdroj

Po úplnom roztopení všetkých ľadovcov WAIS by globálna hladina vzrástla až o 9 metrov. Dôsledky tohoto náhleho kolapsu by boli pre mnohé pobrežné mestá a nízko položené regióny doslova fatálne (pravdepodobne viac postihnutá bude severná ako južná pologuľa v dôsledku zmeny gravitačného poľa v oblasti Antarktídy; Obr. 5). Napriek varovnému odkazu oboch štúdií nie je na mieste označiť ich za alarmistické, práve naopak.

Ich závery by mali viesť k prehodnoteniu doterajších, veľmi konzervatívnych scenárov nárastu hladiny oceánov pre 21. storočie publikovaných v poslednej správe IPCC. Tie v najhoršom prípade počítajú, že do roku 2100 stúpne morská hladina maximálne o 1 až 1,2 metra (Obr. 3). Tento odhad je však podľa viacerých expertov podhodnotený. Napríklad James Hansen varuje, že konečný nárast môže významne presiahnuť hranicu 3 metrov už v tomto storočí. Išlo by teda o nárast 15-krát rýchlejší ako ten súčasný.

Ak by k tom nakoniec došlo, Slovensko, ako aj ďalšie vnútrozemské krajiny, budú musieť celkom určite prehodnotiť svoju imigračnú politiku.


Zdroje
A new sea level curve
http://www.realclimate.org/index.php/archives/2015/01/a-new-sea-level-curve/
The antarctic ice sheet is a sleeping giant, beginning to stir
http://1url.cz/ofWg
Probabilistic reanalysis of twentieth-century sea-level rise
http://dx.doi.org/10.1038/nature14093#sthash.4VyYWuVT.dpuf
Briefing: Antarctic ice sheet mass loss and future sea-level rise
http://1url.cz/KfGo
Sea level and global ice volumes from the Last Glacial Maximum to the Holocene
http://www.pnas.org/content/111/43/15296
Sea level in the 5th IPCC report
http://www.realclimate.org/index.php/archives/2013/10/sea-level-in-the-5th-ipcc-report/
Sea-level rise: What the experts expect
http://www.realclimate.org/index.php/archives/2013/11/sea-level-rise-what-the-experts-expect/
Paleoclimate Implications for Human Made Climate Change
http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1105/1105.0968.pdf
Marine Ice Sheet Collapse Potentially Under Way for the Thwaites Glacier Basin, West Antarctica
http://www.sciencemag.org/content/344/6185/735.abstract
Widespread, rapid grounding line retreat of Pine Island, Thwaites, Smith, and Kohler glaciers, West Antarctica, from 1992 to 2011
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2014GL060140/abstract
Rising Waters: How Fast and How Far Will Sea Levels Rise?
http://e360.yale.edu/feature/rising_waters_how_fast_and_how_far_will_sea_levels_rise/2702/
Mass loss of the Amundsen Sea Embayment of West Antarctica from four independent techniques
http://1url.cz/jfGq
http://dx.doi.org/10.1038/nature14093#sthash.4VyYWuVT.dpufhttp://dx.doi.org/10.1038/nature14093#sthash.4VyYWuVT.dpuf

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...