Zmiany klimatu. Mark Maslin
pomiędzy 1880 r. a 2012 r., która w tym czasie wzrosła o 0,85°C. Te obserwacje potwierdzone są danymi pochodzącymi z pomiarów balonowych i satelitarnych. Blisko 800 stacji dwa razy dziennie wypuszcza radiosondy bądź balony prowadzące pomiary temperatury, wilgotności i ciśnienia atmosferycznego na wysokości do 20 km, gdzie sprzęt ulega zniszczeniu.
7. Rekonstrukcja temperatury na półkuli północnej z ostatnich 1300 lat
Zrekonstruowano również możliwe wskazania globalnej temperatury z okresu poprzedzającego pomiary instrumentalne. Udało się to dzięki wykorzystaniu danych paleoklimatycznych tj. grubość pierścieni drzew, skład izotopowy rdzeni lodowych czy osady w jaskiniach w celu określenia temperatur lokalnych. Termin „kija hokejowego”, pojawił się, kiedy połączono dane paleoklimatyczne z ostatnich 2 tys. lat z pomiarami instrumentalnymi (rysunek 7). W tym kontekście widać, że ostatnie 50 lat było o wiele cieplejsze niż poprzednie 2 tys. lat.
Opady
Istnieją dwie bazy danych, dotyczące opadów na świecie: jedna publikowana przez Mike’a Hulme z Uniwersytetu Wschodniej Anglii i druga przez Global Historical Climatology Network, GHCN. Niestety w przeciwieństwie do pomiarów temperatury, dane odnoszące się do opadów deszczu i śniegu nie są tak dobrze udokumentowane długimi badaniami. Wiadomo również, że opady na stacjach naziemnych są często niedoszacowane (do 10–15%) z uwagi na przepływ powietrza wokół zbiorników zbierających opad. Bez uwzględnienia tego czynnika powstałby fałszywy obraz rosnącego trendu w opadach globalnych. Niezależnie od tych wyzwań, w ostatnich 25 latach wystąpił znaczący wzrost opadów (rysunek 8) szczególnie w strefach umiarkowanych szerokości półkuli północnej. Dowodzi tego również fakt, że od lat 80. XX w. zawartość wody w atmosferze zwiększyła się zarówno nad lądami i oceanami jak i w górnej troposferze. Wynika to z większej zawartości pary wodnej w cieplejszej atmosferze.
Istnieją dowody, że w niektórych regionach opady są większe niż w innych. Według ostatniego raportu IPCC wyraźny wzrost opadów nastąpił we wschodniej części Ameryki Południowej i Północnej, Europie Północnej, północnej i centralnej części Azji. Widoczne są również sezonowe zmiany w opadach, np. na wyższych szerokościach geograficznych półkuli północnej występują obecnie większe opady zimą, a mniejsze latem.
8. Globalne zmiany opadów atmosferycznych (1900–2013)
Zaobserwowano również rosnący trend niedoborów opadów atmosferycznych w afrykańskim regionie Sahel (obszar wzdłuż południowych obrzeży Sahary), regionie Morza Śródziemnego, w południowej Afryce i na niektórych obszarach południowej Azji. Wzrosła również wielkość opadów deszczu podczas ekstremalnych incydentów opadowych. Te obserwacje potwierdziły szczegółowe badania porównawcze danych opadowych z półkuli północnej, opublikowane przez dr Seung-Ki Min i zespół w czasopiśmie Nature, które udowodniły zasadniczy wzrost intensywności opadów w ostatnich 60 latach.
Względny poziom morza
IPCC dokonał również zestawienia danych dotyczących globalnego poziomu morza. Pokazuje ono, że poziom podniósł się o ok. 17–21 centymetrów (rysunek 9). Zmiany poziomu morza są trudne do zmierzenia, ponieważ dane pochodzą z dwóch różnych źródeł: pływomierzy (mareografów) i pomiarów satelitarnych.
9. Wskaźniki zmian klimatu
W przypadku tradycyjnych pływomierzy poziom morza mierzony jest względem położonego na powierzchni Ziemi punktu odniesienia. Problem polega jednak na tym, że powierzchnia Ziemi jest o wiele bardziej dynamiczna niż można by przypuszczać. Pojawiają się ruchy pionowe będące rezultatem geologicznego procesu zagęszczania osadów w miejscu sedymentacji, odpływu wód gruntowych z przybrzeżnych zbiorników, wypiętrzania się spowodowanego ruchami płyt tektonicznych (najbardziej ekstremalnym przykładem są Himalaje) oraz postępujących ruchów izostatycznych. Te ostatnie są konsekwencją wracania podłoża, wcześniej będącego pod ciężarem lodowców, do swojego pierwotnego położenia. Przykładem może być Szkocja, która unosi się jeszcze o 3 mm rocznie, mimo że pokrywa lodowa uległa tam stopieniu 10 tys. lat temu, w przeciwieństwie do Anglii, która aktualnie obniża się w tempie 2 mm rocznie. W przypadku pomiarów satelitarnych można natomiast mówić o stosunkowo krótkim czasie ich wykorzystywania, gdyż najbardziej rzetelne dane zaczynają się dopiero od stycznia 1993 r. Oznacza to, że do oceny trendów długookresowych poziomu morza niezbędne jest zastosowanie kompilacji danych satelitarnych oraz danych z mareografów. Wykazuje ona, że w okresie 1993–2010 globalny poziom mórz podniósł się o 60 mm.
Podsumowując, pomiędzy 1901 i 2010 r. poziom mórz średnio wzrastał o 1,7 mm rocznie, przy czym od 1971 r. w ciągu roku wzrost wyniósł 3,2 mm. Do wzrostu poziomu mórz w okresie od 1993 do 2010 roku przyczyniły się: termiczny wzrost objętości wody w oceanach (wzrost o 1,1 mm – 39%), topnienie pokrywy lodowej Antarktyki (0,27 mm – 9%), topnienie pokrywy lodowej Grenlandii (0,33 mm – 12%) oraz lodowców i innych pokryw lodowych (0,76 mm – 27%), oraz w przybliżeniu 0,38 mm/rok (13%) wody pochodzącej z odpływu wód powierzchniowych z lądów o zasobach wodnych rzędu 2,8 mm/rok. Z danych tych wynika, że topnienie pokrywy lodowej Grenlandii i Antarktydy w znacznej mierze odpowiada za ostatni wzrost poziomu mórz. Obecnie szacuje się, że Grenlandia traci rocznie 200 gigaton lodu, co stanowi sześciokrotny wzrost w porównaniu do początku lat 90. XX w. Podczas, gdy na Antarktydzie co roku znika 150 gigaton lodu, pięciokrotnie więcej niż w lat 90. XX w., głównie w północnym regionie Półwyspu Antarktycznego i w morskim sektorze lodowca Amundsena w Zachodniej Antarktyce.
Inne dowody globalnego ocieplenia
O zmianach klimatu świadczą również dane pochodzące z wysokich szerokości geograficznych oraz z monitorowania ekstremalnych zjawisk pogodowych. Roczny średni zasięg pokrywy lodowej w Arktyce zmniejszał się pomiędzy rokiem 1979 a 2012 na poziomie 3,5 do 4,1% w ciągu dekady, co oznacza stratę od 0,45 do 0,51 mln km2 na dekadę. Jednocześnie roczne minimum zasięgu pokrywy lodowej zmniejszyło się jeszcze bardziej od 9,4 do 13,6% na dekadę, co stanowi odpowiednik 0,73 do 1,07 mln km2 na dekadę. Dla kontrastu pomiędzy rokiem 1979 i 2012 średni roczny zasięg pokrywy lodowej w Antarktydzie zwiększał się na poziomie 1,2 do 1,8% rocznie, co oznaczało wzrost pokrywy lodowej o 0,13 do 0,20 mln km2 na dekadę.
Również regiony wiecznej zmarzliny dowodzą zmian klimatu. Wieczna zmarzlina występuje w wysokich szerokościach geograficznych i na wysoko położonych obszarach górskich, gdzie jest tak zimno, że ziemia zamarznięta jest do znacznej głębokości. Podczas miesięcy letnich ziemia rozmarza tam na ok. 1 m głębokości tworząc tzw. „rozmarzniętą warstwę gleby”. Miąższość tej warstwy w ostatnich pięćdziesięciu latach, wzrosła z powodu ocieplenia, np. o 3°C na Alasce i o 2°C w regionach północnych Europy i Rosji. Obszar wiecznej zmarzliny na półkuli północnej uległ zmniejszeniu o 7% od 1900 r., a w okresach wiosennych nawet o 15%. Coraz bardziej dynamiczna kriosfera zwiększy naturalne zagrożenia dla ludzi, struktur i połączeń komunikacyjnych. Widzieliśmy już jej wpływ na budynki, drogi, linie przesyłowe, np. ropociągi na Alasce. Dodatkowo, oczywistym jest fakt, że większość, jeśli nie wszystkie pokrywy lodowcowe cofają się. Ilość opadów śniegu i zasięg pokrywy lodowej, szczególnie na półkuli północnej, znacząco się zmniejszyły (rysunek 9). Przykładowo zapisy prowadzone od 1693 r. o oblodzeniu fińskiej rzeki Tornio pokazują, że wiosenne roztopy pojawiają się obecnie o miesiąc wcześniej.
Istnieją również dowody na zmiany schematów pogodowych. Olbrzymie burze i następujące po nich powodzie zaczęły w ostatnich latach nawiedzać Chiny, Włochy, Wielką Brytanię,