Mamy zimę…w kalendarzu, bo za oknem pada deszcz zamiast śniegu, jest szaro jak w połowie listopada, a mamy luty „podkuj buty”.. Do tego jeszcze wieje silny wiatr. Czy to już koniec zimy? W kalendarzu nie. W pogodzie… powiedzmy, że coś się jeszcze stanie. W górach oczywiście będzie, na wschodnich krańcach Polski pewnie też.
Warszawiacy pewnie też zobaczą zimę. W chwili, gdy piszę te słowa, patrzę na temperatury: +4oC w stolicy, a w kamerach internetowych widzę szarugę jesienną. Chmury ocierają się o iglicę Pałacu Kultury i Nauki. A więc to, co zwykle widuje się w listopadzie czy pod koniec października, czasem też w pierwszej połowie grudnia, bo wtedy pogoda ma prawo być jeszcze taka sobie. Co się dzieje? Odpowiedź jest oczywista: Mamy globalne ocieplenie, temperatury rosną, więc zima jest w odwrocie. Obserwujemy to już od kilkunastu lat. Właściwie to już od kilkudziesięciu lat, przy czym w XX wieku trend był jeszcze słabo widoczny, ponieważ byliśmy dopiero na samym początku ocieplenia klimatu.
Rośnie ilość dwutlenku węgla w atmosferze, w wyniku czego ciepło jest zatrzymywane w atmosferze. A dokładnie promieniowanie podczerwone emitowane do atmosfery przez ciała takie jak oceany i lądy. Oceany się nagrzewają od Słońca, następnie oddają ciepło (promieniowanie podczerwone) do atmosfery, która fizycznie jest prawie przeźroczysta. Prawie, to znaczy, że są gazy takie jak słynny CO2, które część tego promieniowania zatrzymują. Podobnie dzieje się z lądami, aczkolwiek lądy ze względu na swoje właściwości nie akumulują energii tak jak oceany, więc ich rola jest mocno ograniczona. 93% globalnego ocieplenia to oceany, które zajmują ponad 2/3 powierzchni Ziemi. Gdyby nie gazy cieplarniane, to cała Ziemia byłaby pokryta lodem aż po równik.
Ilustracja 1. Ilość energii zmagazynowanej w oceanie w warstwie 0-2000 m dla okresu 1957-2021. National Oceanographic Data Center (NODC)
Kiedy ocean i lądy oddają promieniowanie odbite, część tej energii jest zatrzymywana przez m.in. CO2. W wyniku tego oceany zaczynają jeszcze bardziej pochłaniać energię i ją magazynować w głębinach. Następnie w procesie wielodekadowej cyrkulacji wodnej, energia ta jest oddawana do atmosfery. Sieć boi Argo na całym świecie mierzy ilość magazynowanej energii, co ilustruje powyższy wykres. Tempo magazynowania energii w głębinach morskich rośnie. To ogromny potencjał. Nawet gdybyśmy wyłączyli cywilizację, a ilość CO2 zaczęłaby się obniżać, to oceany przez stulecia będą oddawać to, co przez lata gromadziły. W ten sposób wydłużając globalne ocieplenie, i wydłużając proces cofania się obecnej postępującej zmiany klimatu. Jedyny pozytyw jest taki, że nie będzie w ciągu najbliższych kilku tysięcy lat nowej epoki lodowcowej. Holocen, czyli obecny interglacjał miał się już stopniowo kończyć, i za jakieś 2-4 tys. lat mieliśmy wejść w następną epokę lodową.
Ilustracja 2. Liczba dni w roku ze średnimi dobowymi temperaturami poniżej zera w latach 1960-2021 na przykładzie Warszawy. Gruba niebieska krzywa to 5-letnia średnia krocząca. Dane pochodzą ze stacji meteo IMGiW.
Tak więc ludzkość od ponad 200 lat emituje do atmosfery CO2, a także podtlenek azotu (NO2) i metan (CH4). Po pewnym czasie mamy tego efekt – wzrost temperatur oceanów i atmosfery. Widmo zlodowacenia zniknęło, ale nie ma róży bez kolców. Powyższy wykres pokazuje tego skutek. Od kilkudziesięciu lat obserwujemy postępujący zanik zimy w Polsce. Widać to wszędzie, także w stolicy Polski.
Na wykresie widzimy, że przez ponad 40 lat trend był słaby. Choć słowo „słaby” jest tutaj nie na miejscu, gdyż standardowa zmiana klimatu to proces trwający co najmniej setki lat. Wiele globalnych ociepleń miliony lat temu zachodziło na przestrzeni tysięcy, setek tysięcy lat, wręcz milionów lat na skutek działania dryfu kontynentów czy aktywności wulkanicznej, a także zmian w ruchu orbitalnym Ziemi, aktywności Słońca i promieniowania kosmicznego. Szybkie zmiany klimatu ostatnich 3 mln lat to epoki lodowce, a więc procesy wychodzenia i wchodzenia, które trwają 3-5 tys. lat.
Ludzkość spalając paliwa kopalne, wpompowała do atmosfery ogromną ilość CO2. Ziemia na te emisje reaguje z pewnym opóźnieniem, bo jest to związane z mechanizmem magazynowania energii przez oceany. Do tego dochodzi mechanizm związany z czapą polarną w Arktyce, która także potrzebuje czasu na reakcję, gdzie większość udziału ma ciepło morskie. Następnie są tego efekty, gdyż Arktyka jest klimatyzatorem naszego regionu, a jak twierdzą też naukowcy – całej planety.
Pomiary meteo pokazują, że liczba zimowych dni maleje, a w ciągu ostatnich 20 lat nastąpiło przyspieszenie. W latach 1960-1975 średnio w ciągu roku było w Warszawie 69 dni ze średnią temperaturą dobową poniżej zera. Z kolei w latach 2006-2021 już tylko 50 dni. Ostatnie 10 lat to kolejny spadek do 45 dni. Zima się wycofuje z naszego kraju.
To się dzieje w Warszawie, która bardziej dostaje się pod wpływ syberyjskich mas powietrza niż zachód Polski, gdzie bardziej zaznacza się wpływ klimatu atlantyckiego. Przyszłość wygląda ponuro. Jeśli zmiany będą postępować w takim tempie jak w ciągu ostatnich 20 lat, to w połowie tego wieku w Warszawie będzie tylko 30 dni z zimą, a nawet mniej. Z kolei na zachodzie Polski w ogóle może już nie być zimy.
To, co będzie hamować trend prowadzący ostatecznie do zera, to zmiany w Arktyce. Zanik lodu morskiego w Arktyce jednocześnie będzie odbierać nam bajkowe krajobrazy, bo im mniej lodu tym mniej zimnych mas powietrza. Jeśli granica lodu morskiego będzie znajdować się dalej od nas niż obecnie, to płynące stamtąd masy powietrza będą pod drodze się nagrzewać, i nie dadzą nam mrozu. Czynnikiem hamującym będą zmiany w prądzie strumieniowym. Ciepła Arktyka oznacza silne meandrowanie jet-streamu, co zwiększa szanse na spływ zimna na południe, bo zmniejszają się różnice temperatur między strefą polarną a równikową. Ciekawym przykładem jest rok 2013, kiedy marcu panowała tęga zima, na skutek rozpadu wiru polarnego, a tym samym meandrowania prądu strumieniowego. Prąd wtedy utyka, nie przemieszcza z zachodu na wschód, przez co zimne powietrze z Arktyki dociera do nas intensywniej i dłużej. Stało się to na skutek wcześniejszych, rekordowych roztopów w Arktyce.
Ostatnie lata także nie są słabe w Arktyce, co sprzyja anomaliom jet-streamu, ale górę zaczyna brać fakt niedoboru lodu. W ciągu najbliższych lat będziemy mogli liczyć już tylko na anomalie prądu strumieniowego podyktowane zanikiem lodu morskiego i wzrostem temperatur na biegunie północnym. Dawniej, gdy wir polarny był silny i prąd nie meandrował i nie utykał w miejscu, zimy były, bo strefy klimatyczne były ułożone inaczej niż dziś. Ostatecznie, jeśli ocieplenie klimatu będzie postępować dalej, to nawet i prąd strumieniowy nic nie pomoże. Zimy znikną i już ich nie będzie.
