Naukowcy przyjrzeli się przyszłości 250 miejsc wpisanych na listę światowego dziedzictwa przyrodniczego UNESCO. Jeżeli globalne ocieplenie wciąż będzie przyspieszać, zagrożone będą niemal wszystkie.

Parafrazując klasyka: „spieszmy się kochać cuda natury, tak szybko mogą odejść”.Postępujące globalne ocieplenie sprawi, że upały, ulewy i susza będą coraz powszechniejsze. W rezultacie stanowić będą coraz poważniejsze „ryzyka klimatyczne” również dla miejsc, które ludzie cenią najbardziej.

Cuda UNESCO w zagrożeniu

W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Communications Earth & Environment przyjrzano się 250 z 266 obiektów światowego dziedzictwa przyrodniczego UNESCO. W analizie uwzględniono różne scenariusze emisji gazów cieplarnianych i związanego z tym poziomu globalnego ocieplenia.I tak najbardziej optymistyczny scenariusz zakłada, że z co najmniej jedną „presją klimatyczną” będzie musiało się zmagać 33 z 250 obiektów. W scenariuszu umiarkowanym liczba ta wzrośnie do 188 obiektów. W przypadku dwóch najgorszych scenariuszy jest to 246 i 248 obiektów.To chociażby wyspy Galapagos, Park Narodowy Serengeti, Wielka Rafa Koralowa i Puszcza Białowieska, której zagrażać będą ekstremalne temperatury. Na liście zagrożonych „cudów natury” z listy UNESCO są też m.in. pierwotne lasy w Karpatach i innych częściach Europy, jezioro Pilitwickie w Chorwacji, jezioro Bajkał, fiordy w Norwegii, delta Dunaju, włoskie Dolomity, szwajcarskie Alpy, parki narodowe Yosemite i Yellowstone w USA, park narodowy w Himalajach, Puszcza Amazońska.

Co to oznacza?

Nie oznacza to, że te i inne miejsca przestaną istnieć. Coraz częstsze narażenie na ekstrema sprawią jednak, że utrzymanie ich w odpowiednim stanie będzie coraz trudniejsze. Z pewnością wiele miejsc utraci też walory, dzięki którym zostało wpisane na UNESCO.Ale nie chodzi tylko o to, że świat przyrody nie będzie już tak piękny, jak był. Zniszczenie wielu z tych miejsc znacząco wpłynie także na ludzi. Co oczywiste, ucierpi lokalna turystyka. Ale problem jest szerszy.Na przykład topniejące górskie lodowce mogą sprawić, że zagrożony będzie dostęp do wody pitnej dla setek milionów ludzi. Zdegradowana Puszcza Amazońska może zaś zmienić wzorce pogodowe na całym świecie i przyczynić się do wzmocnienia zmiany klimatu.

Co największym ryzykiem?

Na ten moment ludzkość zmierza w kierunku ocieplenia o ok. 3 st. C do końca wieku (względem epoki przedindustrialnej). To poziom pomiędzy scenariuszami umiarkowanym a pesymistycznymi. W ostatnim czasie polityki klimatyczne na całym świecie są jednak demontowane. Możliwe więc, że dotychczasowe prognozy już wkrótce trzeba będzie zrewidować na gorsze.Autorzy badania zakładają, że w scenariuszach zakładających najwyższe emisje niemal wszystkie miejsca zostaną narażone na ekstremalne upały. Gdyby ludzkość poważnie potraktowała ochronę klimatu, do końca wieku zagrażałyby one zaledwie 2% miejsc. W przypadku podążania którąś z gorszych ścieżek, sytuacja ta dotknie od 69% do 98% obiektów przyrodniczych z listy UNESCO.Badanie wykazało, że susza i ekstremalne opady deszczu będą mniejszym zagrożeniem dla dziedzictwa naturalnego niż ekstremalne upały. Wiele miejsc będzie jednak musiało zmierzyć się ze złożonymi skutkami i tego, i tego.„Autorzy ostrzegają, że łączny wpływ temperatury i ekstremalnych opadów deszczu lub suszy może być poważny. Odsetek miejsc światowego dziedzictwa naturalnego narażonych na złożone ekstremalne zjawiska klimatyczne wzrasta z 17% w ramach ścieżki średnich emisji do 31% w ramach ścieżki wysokich emisji” – wyjaśnia analityczny portal „Carbon Brief”.

Najbardziej zagrożone tropiki

Obiekty światowego dziedzictwa przyrodniczego zajmują mniej niż 1% powierzchni Ziemi, ale stanowią dom dla ponad 20% znanego ludzkości bogactwa gatunków na świecie.W największym stopniu odpowiadają za to tropiki, które jednocześnie są miejscami najbardziej zagrożonymi.„Regiony tropikalne są domem dla bogatej bioróżnorodności i zróżnicowanych ekosystemów, w tym ważnych lasów. Istnieje bardziej spójny konsensus, że wzrost temperatury w obszarach tropikalnych będzie miał negatywny wpływ na bioróżnorodność, zagrażając stabilności tych ekosystemów” – komentuje dr Guolong Chen z Uniwersytetu Pekińskiego, głównym autor badania.

Chronione, ale…

Obiekty światowego dziedzictwa przyrodniczego są uznane na arenie międzynarodowej za najważniejsze ekosystemy na Ziemi.Są też prawnie chronione na mocy Konwencji o światowym dziedzictwie, międzynarodowego traktatu o ochronie dziedzictwa. Wpis na listę można zyskać ze względu na „naturalne piękno lub wyjątkową różnorodność biologiczną, ekosystemową i wartości geologiczne”.Teoretycznie rządy nie mogą więc bezpośrednio działać na szkodę obiektów z listy. W praktyce zmiana klimatu traktowana jest jednak jak problem, za który nikt nie chce wziąć odpowiedzialności.Niszczenie stabilnego klimatu na Ziemi, a przez to i cennej przyrody, będzie więc postępowało, dopóki to się nie zmieni.Artykuł Od Yellowstone po Puszczę Białowieską. Zmiana klimatu zagrozi niemal wszystkim cudom natury pochodzi z serwisu Ziemia na rozdrożu.

Źródło: ziemianarozdrozu.pl/od-yellows… | Szymon Bujalski

Skąd wzięły się rekordowo wysokie temperatury w latach 2023 i 2024? Co mają z tym wspólnego El Nino, erupcja Hunga Tonga i ograniczenie zanieczyszczeń związanych z transportem morskim? W jakim stopniu dołożyły się zmiany w zachmurzeniu (albedo Ziemi) i natężeniu promieiowania słonecznego?
Ilustracja 1: Morskie stratocumulusy. Zdjęcie: Ronnie Robertson (licencja CC BY-SA 2.0).
Pomimo przewidywań że rok 2025 będzie istotnie chłodniejszy niż poprzednie lata 2023 i 2024 na razie znaczącego spadku temperatur nie widać. Uważano tak, bo często po silnym El Nino chłodna La Nina obniżała globalna anomalię temperatury, tymczasem La Nina jest jak na razie słaba, a temperatury powierzchni oceanów utrzymują się na poziomie ostatnich lat (więcej o tych zjawiskach przeczytasz w artykule Pięć pytań o ENSO).

Rekordowe temperatury 2023 – 2024

Mało kto spodziewał się, że średnia globalna temperatura osiągnie aż tak wysokie wartości i że potrwa to tak długo. Według analizy Światowej Organizacji Meteorologicznej WMO, uśredniającej sześć różnych zestawów danych, globalna anomalia temperatury osiągnęła w 2023 roku poziom 1,45 stopnia Celsjusza ponad średnią 1850-1900 (w przybliżeniu odzwierciedlającą okres przedindustrialny, WMO 2024) a w 2024 (WMO,2025) – aż o 1,55 stopnia Celsjusza ponad średnią przedindustrialną. Dwa poprzednie w kolejce lata to 2016 (1,29 °C) oraz 2020 (1,27 °C).

Dla porównania, prognoza średniej globalnej temperatury na rok 2023, opracowana przez brytyjską służbę meteorologiczną i oparta o symulację modelu klimatu inicjalizowanego obserwacjami z listopada 2022, przewidywała wartość globalnej anomalii temperatury z 95% przedziałem w zakresie od 1,12 do 1,34 °C (tzn. że temperatura miała należeć do tego przedziału z prawdopodobieństwem 95%). Podobnie konserwatywne były inne prognozy, oparte o korelacje statystyczne różnych wskaźników ENSO. Na tym tle temperatury w 2023 i 2024 były niezwykle wysokie, naturalne stało się więc pytanie o ich przyczynę.

Przyczyny rekordów – El Niño? erupcja Hunga Tonga? czystsze powietrze?

Odpowiedź „jest El Niño, nie jest więc niczym dziwnym że jest cieplej” nie była satysfakcjonująca, bo używając tradycyjnych miar intensywności tego zjawiska, El Niño 2023/24 było umiarkowanie silne, i daleko mu było na przykład do 1997/98 i 2015/16 (patrz ilustracja 1). Jeśli już, wyjątkowa była poprzedzająca go La Niña, która (z krótkimi przerwami) trwała bezprecedensowe trzy lata.
Ilustracja 2: Wartości wielowymiarowego wskaźnika ENSO (wersja 2, oparta na reanalize JRA3Q). Wartości dodatnie oznaczają okresy El Nino, ujemne – La Nina. Źródło: NOAA.
Wkrótce popularność zdobyły dwa wyjaśnienia, upatrujące przyczyn skoku globalnej temperatury w czynnikach zewnętrznych („wymuszeniach”) względem systemu klimatycznego. Pierwszym była erupcja podmorskiego wulkanu Hunga Tonga–Hunga Haʻapai na południowym Pacyfiku w styczniu 2022 roku, która wprowadziła do górnych warstw atmosfery (stratosfery) duże ilości pary wodnej (ilustracja 3) i wzmacniając efekt cieplarniany.
Ilustracja 3: Zawartość pary wodnej w kolumnie wody pomiędzy wysokością 20 a 80 km, średnie siedmiodniowe dla obszaru pomiędzy 82°S i 82°N. Źródło: Berkeley Earth.
Drugim zdarzeniem które miało przyczynić się do wzrostu globalnej temperatury było wdrożenie w 2020 roku regulacji o ograniczeniu zawartości siarki w paliwie używanym we frachcie morskim. Doprowadziło to do redukcji emisji związków będących prekursorami aerozoli – drobnych, zawieszonych w powietrzu cząstek zanieczyszczeń, które mogą wpływać na klimat na wiele sposobów: bezpośrednio, rozpraszając światło i zmniejszając ilość promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi, a także pośrednio, modyfikując procesy prowadzące do tworzenia i dalszego życia chmur. W tym przypadku, zmniejszenie zawartości związków siarki w spalinach emitowanych przez pływające po oceanach świata statki – przede wszystkim masowce, kontenerowce, tankowce i inne statki towarowe – miała spowodować zwiększenie przejrzystości powietrza nad morskimi szlakami, i w konsekwencji ocieplenie oceanów. Popularności tej hipotezy nadało obserwowana w drugiej połowie 2023 roku rozległa anomalia dodatnia temperatury północnego Atlantyku, a więc odpowiadająca mniej więcej regionowi, gdzie powinniśmy widzieć efekt zmniejszenia koncentracji aerozoli w atmosferze.

Oba wydarzenia – wybuch wulkanu i regulacje zawartości siarki w paliwie żeglugowym – miały wpływ na globalny klimat, ale skala tego wpływu była już dyskusyjna. Dotychczas opublikowane analizy, często oparte o szacunki wywiedzione z symulacji modeli klimatu albo obliczeń transferu radiacyjnego, sugerowały raczej niewielki wkład w wyjątkowe ocieplenie 2023 roku.

Jest też możliwe, że to wyjątkowe ocieplenie było kombinacją wielu czynników, z których każdy indywidualnie taki wyjątkowy nie był, dokładając kilka czy kilkanaście setnych stopnia do wartości globalnej anomalii temperatury, nakładających się na trend antropogenicznego globalnego ocieplenia. Możliwe też, że wartość tego trendu – nieco wyższa niż kilkanaście lat temu, jak pisaliśmy niedawno na Nauce o klimacie – odzwierciedla coraz silniejsze dodatnie klimatyczne sprzężenia zwrotne.
Ilustracja 4: Chmury nad Pacyfikiem z widocznymi trasami statków, których spaliny zmieniają własności chmur. Zdjęcia zamieszczamy dzięki uprzejmości NASA.

Skok temperatury a zmiany w zachmurzeniu

Rozwikłanie zagadki skokowego wzrostu temperatur w ostatnich dwóch latach ma więc znaczenie praktyczne w tym sensie, że odpowiedź może nam coś nowego powiedzieć o klimacie i pomóc doprecyzować szacunki zmian temperatury związanych z działalnością człowieka (nie tylko emisją gazów cieplarnianych, ale też aerozoli). Jednocześnie warto podkreślić, że zagadkowość ta nie wynika z fundamentalnych braków w naszej wiedzy o funkcjonowania systemu klimatycznego. Staramy się wykryć i opisać przyczyny zjawiska bardzo subtelnego w porównaniu do skali typowej (sezonowej i międzyrocznej) zmienności atmosfery i oceanów, nie jest więc dziwne że jest to trudne zadanie.

Nowe odpowiedzi przyniosła opublikowana niedawno w czasopiśmie Science praca autorstwa Helge Goesslinga, Thomasa Rackowa i Thomasa Junga. Badacze ci skoncentrowali się na analizie bilansu radiacyjnego mierzonego u szczytu atmosfery, a dokładniej jego krótkofalowej – „słonecznej” części (więcej o pomiarach bilansu znajdziesz między innymi w tekście Najnowsze pomiary bilansu energetycznego Ziemi).

Wykorzystując dane pochodzące z pomiarów radiometrycznych instrumentów CERES (zainstalowanych na satelitach amerykańskich agencji NASA – Aqua i Terra – oraz NOAA – Suomi NPP i NOAA-20) a także obliczenia oparte o reanalizę ERA5 z ECMWF, autorzy wykazali że większość „niewyjaśnionego” wzrostu temperatury da się wyjaśnić spadkiem albedo planety – to znaczy zmniejszeniem ilości promieniowania słonecznego odbitego w kosmos.

Doniesienia o stopniowym spadku albedo naszej planety pojawiają się w literaturze naukowej regularnie w ostatnich latach. Jednak Praca Goesslinga i współpracowników podaje analizę najbardziej prawdopodobnych przyczyn tego zjawiska. Autorzy, analizując rozkład przestrzenny anomalii albedo, zademonstrowali też, że tylko niewielki udział w nich mają zmiany na powierzchni Ziemi, związane ze zmianami pokrywy śniegu i lodu, a za zdecydowaną większość odpowiadają chmury. Wynika to po części z tego, że rejony ze śniegiem i lodem są też zwykle zachmurzone, więc zmiany powierzchniowego albedo są przez chmury maskowane.
Ilustracja 5: Obszary lodu morskiego z częściowo przykrywającym go zachmurzeniem. Zdjęcie z pokładu samolotu: S. Malinowski.
Część zmian albedo była efektem dekadowego trendu spadku zachmurzenia (np. na południowym Atlantyku), część pojawiła się dopiero w 2023 roku (np. na wschodnim Pacyfiku), a część była złożeniem obu zjawisk, krótko- i długoterminowej zmienności (np. wschodnia część północnego Atlantyku).

Jakaś część krótkoterminowej zmienności zachmurzenia musiała być oczywiście związana z El Niño 2023/24, jednak ze statystycznego porównania efektów towarzyszących poprzednim zdarzeniom tego typu wynika, że był to efekt relatywnie niewielki (globalnie około 0,07 °C). Niewielki był też wpływ wzrastającej od 2020 roku aktywności słonecznej (0,03 °C), choć pomagają wyjaśnić różnicę pomiędzy wynikami opartymi o pomiary CERES oraz tymi z reanalizy ERA5. ERA5 jest uzupełniana na bieżąco w oparciu o dane obserwacyjne, z wyjątkiem wymuszeń radiacyjnych, które pochodzą z jednego ze scenariuszy klimatycznych projektu CMIP5. Ostatnie półtora 11-letniego cyklu słonecznego w ERA5 różni się więc trochę od rzeczywistego.

Czy to zmiany nasłonecznienia powodują globalne ocieplenie?

Patrząc na globalny bilans energetyczny całej planety widzimy, że ilość promieniowania krótkofalowego (słonecznego) pochłanianego przez Ziemię zwiększyła się w większym stopniu, niż zmieniła się ilość promieniowania długofalowego (cieplnego) uciekającego z Ziemi w kosmos. Fakt ten jest czasem przytaczany jako dowód tego, że to zmiany nasłonecznienia spowodowane wzrostem aktywności słonecznej są przyczyną globalnego ocieplenia, a nie wzrost koncentracji gazów cieplarnianych w atmosferze.

W rzeczywistości efekt ten, choć nieco sprzeczny z intuicją, jest (od dawna przewidywaną) konsekwencją współgrania wymuszeń klimatycznych i sprzężeń zwrotnych. W zakresie długofalowym na wzmocnienie efektu cieplarnianego, które redukuje strumień promieniowania uciekającego z planety, nakłada się samo ocieplenie powierzchni i atmosfery ziemskiej, które ten strumień zwiększa (zgodnie z prawem Stefana-Boltzmanna). Oba efekty mają przeciwne znaki i wielkość, zatem niwelują zmianę strumienia netto promieniowania długofalowego niemal do zera.

Wzrost temperatury nie ma natomiast bezpośredniego wpływu na ilość promieniowania krótkofalowego pochłanianego przez planetę. Ma natomiast wpływ pośredni, poprzez omawiane w artykule sprzężenia zwrotne związane z albedo.

W sumie zmiany albedo (wyłączając szacowany wpływ El Niño) miały odpowiadać za 0,22 °C wzrostu temperatury względem kontrfaktycznej sytuacji, w której albedo pozostałoby niezmienione.

A skąd zmiany w zachmurzeniu?

Co jednak jest przyczyną zmian zachmurzenia i spadku albedo? Czy to tylko tymczasowa fluktuacja, czy symptom jakiejś głębszej zmiany w systemie klimatycznym? I czy może mieć jakiś związek z wspomnianą wcześniej redukcją zawartości siarki w paliwie spalanym przez statki? Odpowiedzi dostarczone przez omawiane badanie nie są konkluzywne, ale autorzy uważają, że ten ostatni efekt, związany z antropogenicznymi aerozolami, może odpowiadać tylko za niewielką część obserwowanych zmian. Wskazują też, że trend spadkowy albedo może być manifestacją innego, związanego z działalnością człowieka efektu: dodatniego sprzężenia zwrotnego chmur piętra niskiego nad wodami oceanicznymi, których ilość ma się zmniejszać, wraz z ociepleniem klimatu, zarówno w tropikach jak i średnich szerokościach geograficznych (Sherwood i in., 2020).

Pośrednio potwierdzają taki wniosek najnowsze analizy przyrostu temperatury powierzchni morza opublikowane w końcu stycznia 2025 przez Merchanta i kolegów. Gdyby tak było, rewizji musiałby też ulec zakres równowagowej czułości klimatu. Potwierdzenie takiego wniosku wymaga jednak większej ilości danych – nie tylko dłuższych serii pomiarowych, ale dokładniejszych obserwacji samych chmur.

The post Globalne ocieplenie zabiera nam chmury appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Źródło: naukaoklimacie.pl/aktualnosci/… | Piotr Florek