Wydarzenie Five Sigma: dlaczego utrata lodu morskiego na Antarktydzie martwi naukowców

Nazywa się to „zdarzeniem pięciu sigma” – 1 odchylenie na 7,4 miliona odchyleń, więc jest statystycznie mało prawdopodobne, aby naukowiec porównał szanse na wygraną w lotto.

Tyle tylko, że nie ma co świętować w alarmującym i ekstremalnym stanie obecnego zasięgu lodu morskiego Antarktydy – i teraz pojawiają się prawdziwe pytania, czy zmiany klimatyczne doprowadziły ten kluczowy element systemu ziemskiego do punktu krytycznego.

W ciągu ostatnich miesięcy naukowcy zauważyli oszałamiający spadek lodu morskiego wokół zamarzniętego kontynentu, który po raz pierwszy nie był w stanie odzyskać swojego zwykłego maksymalnego rozmiaru podczas mroźnych i ciemnych zimowych miesięcy.

Sezonowe pęcznienie i kurczenie się lodu morskiego na półkuli południowej, wdychanie i wydychanie jak gigantyczna para płuc, to największa pojedyncza zmiana, jaka zachodzi co roku na całej planecie.

W naturalny sposób rozszerzył się z Antarktydy, aby pokryć obszar 50 razy większy od Nowej Zelandii, osiągając maksymalnie 18 do 20 milionów kilometrów kwadratowych we wrześniu i minimum 3 miliony kilometrów kwadratowych w lutym.

Cykl ten pomógł uregulować klimat planety i rozprowadził bogatą w składniki odżywcze wodę do innych oceanów, jednocześnie wspierając mnóstwo życia, od pingwinów i fok po kryla i maleńkie glony.

Ale w tej chwili objętość lodu morskiego jest tylko o 2,7 miliona kilometrów kwadratowych mniejsza niż średnia z lat 1991-2020.

„Jest to poza zakresem normalnej wariancji i odpowiada pięciu sigma, czyli odchyleniom standardowym, poniżej średniej” – powiedział profesor Tim Naish, wybitny glacjolog i klimatolog oraz dyrektor Antarktycznego Centrum Badawczego na Uniwersytecie Wiktorii.

„Statystycznie rzecz biorąc, jest to mniej więcej szansa 1 na 7 400 000. Gdybyś to przewidział, wygrałbyś w lotto”.

Nawet w lutym, kiedy pokryte było tylko 2,2 miliona kilometrów kwadratowych Oceanu Południowego, międzynarodowi naukowcy odkryli, że na Antarktydzie było mniej lodu morskiego niż kiedykolwiek w ciągu 40 lat od rozpoczęcia obserwacji satelitarnych.

„Większość grup ekspertów sugeruje, że zimowy lód morski jest obecnie tak daleko poza naturalnymi zmianami, że bardzo prawdopodobne jest spowodowanie przez człowieka globalnego ocieplenia” – powiedział Naish.

„Ale antarktyczna atmosfera i systemy oceaniczne są bardzo złożone i słabo poznane”.

Jednak Naish powiedział, że sama Antarktyda doświadcza obecnie ekstremalnych wydarzeń – takich jak fala upałów z marca 2022 r. – i że Ocean Południowy stopniowo się ociepla.

„W atmosferze jest też więcej energii, więc prądy, wiatry i fale sztormowe bardziej popychają lód morski”.

Obserwacje satelitarne z lat 70. XX wieku pomogły naukowcom śledzić trend spadkowy lodu morskiego Antarktydy wynoszący około 2,6 procent na dekadę – a rok 2023 był ósmym rokiem z rzędu, w którym średni zasięg stycznia był poniżej długoterminowego trendu.

Klimatolog z University of Victoria, profesor James Renwick, który od dziesięcioleci bada trendy w lodzie morskim, powiedział, że potrzeba więcej danych, aby zrozumieć, czy tegoroczne wystąpienie było jednorazową anomalią, czy oznaką czegoś, co ma nadejść.

„Tak, to bardzo niezwykłe, ale jaki jest tego powód? To jest pytanie za milion dolarów.”

Ostatnie lata przyniosły dużą zmienność zasięgu lodu, z których wiele można wytłumaczyć kierunkiem i wpływem wiatrów, powiedział Renwick.

Tym razem było całkiem możliwe, że ocieplenie Oceanu Południowego odegrało główną rolę.

„To bardzo niepokojące i nigdy nie widziałem czegoś podobnego”, powiedział, „ale nauczyłem się jednej rzeczy, że wiąże się to z ogromną różnorodnością”.

„Naprawdę nie wiemy, dlaczego tutaj, poza tym, że możemy powiedzieć, że Ziemia ogólnie się ociepla, a tworzenie się lodu morskiego staje się coraz trudniejsze.

„Nie mogę wymyślić żadnego innego powodu, dla którego wokół Antarktydy ubyło tak dużo lodu w jednym czasie, ponieważ nie ma łatwej odpowiedzi na pytanie, w którą stronę wiał wiatr”.

Naish powiedział, że w perspektywie krótkoterminowej istnieje możliwość, że zasięg lodu morskiego może się nie odnowić – coś, na co Renwick nie był przygotowany.

„Może to być punkt zwrotny, ponieważ sprzężenie zwrotne silnego albedo lodu nadal zmniejsza zasięg zimowego lodu morskiego poprzez ocieplenie oceanu, jak widzieliśmy w Arktyce” – powiedział Naish.

Wyjaśnił, że kiedy biały lód morski został zastąpiony ciemnym oceanem, Ocean Południowy pochłaniał więcej ciepła słonecznego i szybciej się nagrzewał.

Wzmocnienie tego efektu sprzężenia zwrotnego doprowadziło już do upadku arktycznego lodu morskiego.

„Pytanie nie brzmi teraz, tylko kiedy przekroczymy ten próg wokół Antarktydy… możemy to zrobić”.

W perspektywie średnioterminowej, gdy lodowate białe wody oceanu wokół Antarktydy cofną się, Naish powiedział, że absorpcja ciepła może przyspieszyć ocieplenie powierzchni i zdestabilizować szelfy lodowe.

Ostatecznie może to doprowadzić do szybkiej i prawdopodobnie niemożliwej do powstrzymania utraty nawet jednej trzeciej pokryw lodowych Antarktydy, które razem przechowują dziesiątki metrów globalnego wzrostu poziomu mórz.

Co więcej, utrata lodu morskiego osłabia globalną cyrkulację oceanów, wpływa na dystrybucję ciepła, zmniejsza magazynowanie węgla w oceanach i zmniejsza dostawy składników odżywczych, które obecnie obsługują 75 procent światowej produkcji oceanów, powiedział.

„Gdy Antarktyda się kurczy, tropiki rozszerzają się wraz z większą liczbą fal upałów, atmosferycznych rzek i pozatropikalnych huraganów – wpływających na Aotearoa”.

Ten niepokojący trend pojawia się miesiąc po Niche i innych międzynarodowych polarnikach Zaapelował o pilne działanie W świetle szybkich zmian na obu krańcach planety.

„Lód morski jest kluczowym czynnikiem, który jest bardzo wrażliwy na stan klimatu Ziemi i dlatego jest głównym czynnikiem wpływającym i wczesnym predyktorem zmian klimatu spowodowanych przez człowieka” – powiedział profesor Ed Hannah, starszy klimatolog z University of Lincoln w Wielkiej Brytanii.

Sytuacja prawdopodobnie będzie również głównym tematem rozmów na Konferencji Antarktycznej Australii i Nowej Zelandii, która w tym tygodniu zgromadzi ponad 200 osób w Christchurch.

Jamie Morton specjalizuje się w raportach naukowych i środowiskowych. Dołączył Ogłaszać w 2011 roku i pisze o wszystkim, od ochrony przyrody i zmian klimatu po zagrożenia naturalne i nowe technologie.