Lodowcu, nie lej wody

Ryc. 1. Globalne rozmieszczenie lodowców i lądolodów. Podkład kartograficzny: NASA Earth Observatory.

Ostatnia aktualizacja: 29 stycznia 2021

W literaturze naukowej co jakiś czas pojawiają się nowe dane dotyczące stanu zdrowia lądolodów i lodowców całego świata. Podsumujmy najświeższe wartości.

Krótkie przypomnienie: lodowce to grube na kilkadziesiąt-kilkaset metrów masy lodu powstałe w górach z odkładającego się przez długie lata śniegu, które powoli spływają grawitacyjnie w dół dolin, często tworząc jęzory (lodowce dolinne) lub kopuły (czapy lodowe). Lądolody z kolei to gigantyczne czapy lodowe o średnicach liczonych w setkach i tysiącach kilometrów, które obecnie spotkać można na Antarktydzie i Grenlandii (Ryc. 1). Wszystkie ww. obiekty są pochodną ich lokalnego klimatu – gdy jest zimno i śnieżnie rozwijają się i rosną, a gdy robi się ciepło topnieją.

Najważniejszym parametrem opisującym stan ich zdrowia jest bilans masy, czyli różnica zysków masy (np. zimowe opady śniegu) i strat (np. letnie topnienie i odłamywanie gór lodowych).

Czytaj więcej o bilansie masy lodowców

Bilans dodatni oznacza przyrost masy, a ujemny – spadek. Bilans masy można wyrażać w różnych jednostkach, ale w analizach globalnych używa się najczęściej gigaton na rok (Gt/rok), przy czym 1 Gt = 1 000 000 000 (miliard) ton, co odpowiada masie 1 km3 wody.

Czytaj więcej o metodach pomiaru bilansu masy

Bilans masy lądolodów

W poprzednich postach na blogu donosiłem o nowych danych dla lądolodów Antarktydy (tutaj) i lądolodu Grenlandii (tutaj), więc nie będę ich tu streszczać. W przypadku Antarktydy, największego rezerwuaru lodu na Ziemi, w ostatniej dekadzie zaobserwowano bardzo wyraźny wzrost tempa utraty masy. Najnowsze prace dały wyniki bilansu masy odpowiednio -189,5 ± 46,5 Gt/rok w latach 2007-2017 (IMBIE, 2019) oraz -251,9 ± 27 Gt/rok w latach 2009-2017 (Rignot i in., 2019). Bilans lądolodu Grenlandii określono na -257 ± 15 Gt/rok w latach 2003-2015 (Box i in., 2018) oraz -286 ± 20 Gt/rok w okresie 2010-2018 (Mouginot i in., 2019).

Aktualizacja 5/5/2020: Nowa analiza bilansu lądolodów w oparciu o altymetrię satelitarną ICESat i ICESat-2 wykazała nieco niższe tempo utraty ich masy. Smith i in. (2020) określili bilans masy Grenlandii na -200 ± 12 Gt/rok, a Antarktydy na -118 ± 24 Gt/rok w latach 2003-2019.

Aktualizacja 29/1/2021: Na początku 2021 pojawił się artykuł Slatera i in. (2021), który podsumowuje stan lodowców, lądolodów i lodu morskiego bazując na wcześniejszych publikacjach. Autorzy oceniają w artykule bilans masy lądolodu Grenlandii na -247 ± 23 Gt/rok w latach 2010-2017, a Antarktydy na -206 ± 47 Gt/rok (2010-2016).

Bilans masy lodowców

Wiosną 2019 roku pojawiły się dwa artykuły o globalnym bilansie masy mniejszych lodowców, które uzupełniają obraz aktualnego stanu światowej kriosfery.

W artykule opublikowanym w Nature 8 kwietnia 2019, Zemp i in. (2019) przedstawili swoje wyniki dla wszystkich lodowców świata, z których wynika, że w latach 2006-2015 ich bilans był silnie ujemny na poziomie -335 ± 144 gigaton na rok. Analizy były kombinacją metod terenowych i geodezyjnych. Wkrótce potem, 21 maja 2019, w czasopiśmie Frontiers in Earth Science pojawił się artykuł Woutersa i Moholdta (2019), który bazował na grawimetrii (satelity GRACE), i który analizie poddał niemal wszystkie lodowce świata, ale z wyłączeniem tych okalających lądolody. Wynik tych analiz jest nieco mniej pesymistyczny, a ich bilans określono na -199 ± 32 Gt/rok w latach 2002-2016.

Aby porównać wyniki obu prac należałoby uwzględnić tylko wspólny dla nich obszar badań, czyli wszystkie lodowce, które nie leżą ani na Grenlandii, ani na Antarktydzie. Wynik pracy Zempa i in. (2019) zmienia się wówczas na -270 ± 19 Gt/rok (2006-2015), przy niezmienionym wyniku pracy Woutersa i Moholdta (2019) -199 ± 32 Gt/rok (2002-2016). Obie wartości nieco się zatem rozjeżdżają, choć górna granica niepewności pomiaru z pracy Zempa jest dość blisko dolnej granicy pracy Woutersa i Moholdta.

Częściowo tę rozbieżność tłumaczyć mogą inna metodyka oraz nieco inny okres badań, bo Wouters i in. (2019) analizują przedział 2002-2016, w czasie którego lodowce świata traciły masę, średnio rzecz biorąc, odrobinkę wolniej niż w okresie 2006-2015 (wg. danych World Glacier Monitoring Service). Pomimo tego, obie prace dają zbliżone wartości bilansu i zgodny obraz sytuacji – lodowce świata szybko topnieją.

Aktualizacja 5/5/2020: W kwietniu 2020 pojawił się artykuł Ciracì i in. (2020), w którym autorzy wykorzystują grawimetrię satelitarną GRACE do pomiaru bilansu masy lodowców świata, choć z metodyką zmienioną w stosunku do analiz Woutersa i Moholdta (2019). Ciracì i inni również wyłączyli z analiz lodowce górskie okalające Grenlandię i Antarktydę, bo ich sygnał grawitacyjny ginie na tle sąsiednich potężnych lądolodów. Autorzy ci doszli do wyników podobnych co Zemp i in. (2019) i ocenili bilans lodowców i czap lodowych na -282 ± 30 Gt/rok.

Aktualizacja 29/1/2021: Według obliczeń Slatera i in. (2021) lodowce górskie traciły w okresie 2010-2019 327 ± 65 Gt/rok. To wartość bardzo bliska tej z pracy Zempa i in. (2019), choć ze znacznie mniejszym zakresem niepewności.

Ile to razem?

Spójrzmy na podsumowanie tych wartości poniżej (Tabela 1).

Tabela 1. Średni bilans masy lodowców i lądolodów wyrażony w gigatonach rocznie (Gt/rok). Suma jest tylko wartością szacunkową.

OkresLodowceLądolód
Grenlandii
Lądolody
Antarktydy
Źródło
2006-2015-335 ± 144
-270 ± 19*
Zemp i in. (2019)
2002-2016-199 ± 32*Wouters i Moholdt (2019)
2003-2019-280 ± 30*Ciracì i in. (2020)
2010-2019-327 ± 65Slater i in. (2021)**
2003-2015-257 ± 15Box i in. (2018)
2010-2018-286 ± 20Mouginot i in. (2019)
2003-2019-200 ± 12Smith i in. (2020)
2010-2017-247 ± 23Slater i in. (2021)**
2007-2017-190 ± 47IMBIE (2018)
2009-2017-252 ± 27Rignot i in. (2019)
2003-2019-118 ± 24Smith i in. (2020)
2010-2016-206 ± 47Slater i in. (2021)**
*bez lodowców okalających lądolody Grenlandii i Antarktydy
**praca Slatera i in. (2021) bazuje na wcześniejszych badaniach, w tym częściowo na cytowanych w tej tabeli
Razem
dla lat 2000.
i 2010.
Około -600 i -900 Gt/rokSzacunkowo na podstawie
przytaczanych tu prac

Aktualizacja 29/01/2021: Bazując na wartościach z Tabeli 1 można dojść do wniosku, że w latach 2000. i 2010. światowe zasoby lodu na lądzie były systematycznie uszczuplane w tempie kilkuset (600-900) gigaton rocznie, lub, uśredniając, rzędu ok. 750 km3 wody na rok, a różnice pomiędzy bilansem poszczególnych magazynów lodu były względnie niewielkie. Wartość tę potwierdza bardziej zaawansowana niż moje zestawienie praca Slatera i in. (2021), wskazująca na bilans masy -779 ± 83 Gt/rok, łącznie dla lodowców i lądolodów, w latach 2010.

Dla porównania, sprawdźmy jaki był globalny bilans masy lodu w latach 1990. Otóż bilans lodowców kształtował się wówczas na poziomie ok. -200 Gt/rok (Zemp i in., 2019), ale dla Grenlandii  i Antarktydy było to odpowiednio „tylko” ok. -40 Gt/rok (Mouginot i in., 2019; Box i in., 2018) i ok. -50 Gt/rok (IMBIE, 2018; Rignot i in., 2019). W dekadzie lat 1990. globalny bilans masy lodu (według Slatera i in. (2021) -296 ± 77 Gt/rok) był więc zdecydowanie mniej ujemny niż obecnie, co jest znakiem, że topnienie rozkręca się na dobre, szczególnie lądolodów.

I co z tego?

Zanik lodu lądowego przekłada się oczywiście na produkcję wody roztopowej, która z czasem trafia do oceanu i podnosi jego poziom, choć z pewnym zastrzeżeniem: lód topniejący poniżej poziomu morza (jest go sporo, szczególnie na Antarktydzie) nie wnosi nic nowego do dotychczasowej objętości oceanu, bo jest już w nim zanurzony.

Oczywiście trudno wyobrazić sobie masę tak wielką jak kilkaset gigaton, dlatego spróbujmy wyobrazić sobie chociaż 1 Gt. Z pomocą niech przyjdzie poniższy obrazek, na którym pokazano wielką kostkę o objętości 1 km3, która spadła na Warszawę (Ryc. 2, inspiracja tutaj). Gdyby napełnić ją wodą, ważyłaby ona właśnie 1 Gt (Wiśle zajęłoby to jakieś 11 dni). A teraz wyobraźcie sobie 750 Gt wody, czyli 750 takich kostek. Taką ilość wody Wisła wlewa do Bałtyku w ciągu 22 lat. Światowy lód, topniejący w średnim tempie 25 tysięcy ton na sekundę, wypełniłby wszystkie te kostki w rok. Slater i in. (2021) oceniają, że od 1994 roku lód na lądach stracił 12,5 tysiąca gigaton, czyli 12 500 000 000 000 (12,5 biliona) ton.

Ryc. 2. Wizualizacja jednej gigatony wody. Sześcian ma objętość 1 km3 . Pośrodku podstawy sześcianu zaznaczony Pałac Kultury i Nauki w Warszawie.

Ponieważ w morzach jest coraz więcej wody, ich poziom się podnosi. Obecne tempo tego wzrostu to ok. 3-4 mm/rok. Mało? Gdy wyrazimy to w innej jednostce, np. 3-4 cm na dekadę, łatwiej jest dostrzec problem. 1 Gt wody roztopowej to dla oceanu niewiele, ale 750 Gt oznacza mierzalny wzrost jego poziomu o ok. 2 mm, rok za rokiem. Za resztę wzrostu odpowiadają inne czynniki, przede wszystkim rozszerzalność cieplna wody, która podobnie jak topnienie lodu ma bezpośredni związek z ociepleniem klimatu. Jak nietrudno się domyślić, tempo zmian poziomu oceanów będzie przyspieszać wraz z postępującym ociepleniem tak, że do końca tego wieku ich średni poziom światowy będzie wyższy od obecnego o ok. 1 metr, a może i więcej (czytaj więcej o poziomie morza na stronach Nauka o Klimacie). Dla milionów ludzi na całym świecie 1 metr wzrostu poziomu morza to katastrofa. I chociażby dlatego należy działać, aby ograniczyć podgrzewanie atmosfery i topnienie lodu tak, jak to tylko możliwe.

Oprócz wzrostu poziomu morza topnienie lodowców i lądolodów ma też inne konsekwencje, o których pisałem tutaj:

Co mnie obchodzi zeszłoroczny śnieg?

Źródła:

6 responses to “Lodowcu, nie lej wody

  1. Pingback: Czym nie jest lodowiec? | Glacjoblogia·

  2. Pingback: Antarktyda i Grenlandia topnieją. Oto jak można temu zaradzić. | Glacjoblogia·

  3. Pingback: Raport specjalny IPCC o oceanach i kriosferze 2019 (SROCC) | Glacjoblogia·

  4. Pingback: Cryosphere1.5˚ – nowy raport międzynarodowej organizacji o stanie i przyszłości lodu | Glacjoblogia·

  5. Pingback: Jak gruby jest lód na Antarktydzie? | Glacjoblogia·

  6. Pingback: Co mnie obchodzi zeszłoroczny śnieg? Część 1: Lodowce | Glacjoblogia·

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google

Komentujesz korzystając z konta Google. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s