Sprawdzono, jak zmiany klimatyczne wpływają na obieg wody w Arktyce

Średnie temperatury w Arktyce rosną - zwłaszcza w okresie letnim; zwiększa się też liczba opadów. Polscy naukowcy prowadzący badania na Svalbardzie sprawdzili, jak ocieplenie i zachowanie wiecznej zmarzliny wpływa na obieg wody.

Od dekad naukowcy na świecie obserwują zmiany klimatu, m.in. coraz bardziej wyraźny wzrost średnich rocznych temperatur, co wpływa na ekosystemy, lód morski i lądowy czy zasoby wód słodkich.

W Arktyce temperatury wzrastają szybciej niż w innych regionach. W praktyce oznacza to szybkie ocieplanie, przede wszystkim w sezonie letnim, i wzrost ilości opadów. Jednym z regionów arktycznych, gdzie w ostatnich dekadach obserwuje się wyraźny wzrost letnich temperatur, jest rejon Svalbardu. Zmienia się tam również schemat opadów. "W okresie późnoletnim i jesiennym obserwujemy tam wzrost krótkotrwałych wydarzeń opadowych, które w ostatnich latach stały się bardzo wysokie" - zauważa w rozmowie z serwisem Nauka w Polsce badacz rejonów polarnych, Łukasz Stachnik z Centrum Badań Regionów Zimnych Uniwersytetu Wrocławskiego (UWr).

Wpływ takich szybkich zmian na obieg wody w rejonach polarnych nie został wcześniej szczegółowo opisany na podstawie wieloletnich obserwacji - zwracają uwagę w informacji przesłanej serwisowi Nauka w Polsce Łukasz Stachnik i Maciej Bartosiewicz z Zakładu Badań Polarnych i Morskich Instytut Geofizyki PAN. Wraz z innymi naukowcami z UWr, Uniwersytetu Śląskiego, IMGW i Instytutu Ochrony Przyrody PAN, przyjrzeli się oni bliżej temu zjawisku. Wyniki opublikowali w "Journal of Environmental Management".

Naukowcy ci przeprowadzili analizę danych hydrometeorologicznych ze zlewni lodowcowej Bratteggdalen na Svalbardzie - norweskiej wyspie na Oceanie Arktycznym, położonej w pobliżu arktycznej stacji badawczej Uniwersytetu Wrocławskiego im. Baranowskiego. Tamtejszy ekosystem posłużył jako model zlewni lodowcowej, powstałej na wieloletniej zmarzlinie w wyniku przyspieszonej recesji lodowca Brattegg. Zlewnia lodowcowa oznacza w uproszczeniu obszar, z którego wszystkie wody spływają np. do rzeki, jeziora lub innego odbiornika.

Łukasz Stachnik podkreślił, że w ostatnich stu-dwustu latach na badanym terenie zachodziły zmiany związane z zanikiem lodowców i tworzeniem się systemu jezior. Obserwując takie zmiany, naukowcy mówią o "ewolucji zlewni". "Najpierw mamy lodowiec, który wypełniał znaczną część zlewni - szczególnie w okresie małej epoki lodowcowej. Później lodowiec się zmniejsza, uwalniając przestrzeń, która wypełnia się wodą i powstaje jezioro" - tłumaczył.

Naukowcy zbadali wspomniany region, korzystając z wysokiej jakości danych z lat 2005-2019 oraz z wyników pomiarów archiwalnych z lat 70. i 80. XX wieku. Zestawili te dane i określili, w jaki sposób zmieniające się warunki meteorologiczne wpływają na przepływy wody w trakcie wieloletniej ewolucji tamtejszego systemu hydrologicznego.

Autorzy badania potwierdzili, że pomiędzy rokiem 1979 a 2019 średnie temperatury wiosenne stawały się coraz wyższe. "Od ponad 40 lat na Svalbardzie obserwuje się bardzo wyraźne ocieplenie i wzrost ilości opadów deszczu w ciepłej porze roku. Wtedy też zanika pokrywa śnieżna. To samo ocieplenie sprawia, że w coraz większym stopniu wieloletnia zmarzlina ulega przyspieszonemu rozmarzaniu - powiedział Łukasz Stachnik. - To wszystko wpływa na system hydrologiczny: sprzyja łatwiejszemu odpływowi wody w warstwie czynnej, czyli rozmarzającej w okresie letnim powierzchniowej warstwie wieloletniej zmarzlinie". Takie warunki mogą rozwijać się czasie wydłużającego się okresu z ciągłym odpływem ze zlewni, który obecnie może trwać przez ok. cztery miesiące w roku.

Jak dodał Stachnik, przez długi czas "wieloletnia zmarzlina była czymś trwałym, stanowiąc naturalną barierę dla przepływu wody w okresie lata. Ponieważ jednak jest coraz cieplej, to ziemia do pewnej głębokości topnieje. Głębokość, na jakiej zachodzi to wytapianie, zmienia się wraz z postępem zmian klimatycznych: im cieplej, tym głębiej rozmarza ziemia. Obecnie to wytapianie jest o wiele głębsze. W efekcie woda, która opada w postaci deszczu czy śniegu - i trafia do gruntu, który silniej się wytopił - może o wiele łatwiej przepływać w głębszych warstwach".

"Sezonowe wezbrania, związane z silnymi opadami deszczu na pokrywę śnieżną, powodują jej topnienie i intensywne przybory wód. W późnoletniej i jesiennej połowie roku, kiedy pokrywa śnieżna zanika, temperatura powietrza ma stosunkowo silniejszy wpływ na obieg wody w zlewni" - podsumowują autorzy badania. Badania te wyjaśniają, jak zmiany klimatyczne kształtują obieg wody w Arktyce, a wyniki mogą być wykorzystane do opracowania strategii minimalizacji ryzyka związanego z ekstremalnymi zjawiskami hydrologicznymi w rejonach polarnych i alpejskich.

Według naukowców wzrosty temperatur i zwiększona ilość deszczu w okresie późnoletnim i jesiennym będą się nasilać. A to będzie nadal przyspieszało obieg wody w środowisku. "Warto być przygotowanym na to, że przy dalszym wzroście temperatur i opadów arktyczne zlewnie, pokryte wieczną zmarzliną, będą podlegały gwałtowniejszym wezbraniami" - podsumowuje Łukasz Stachnik. (PAP)

Nauka w Polsce

zan/ bar/

Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.