WieloBlog: marca 2017

Artykuł dyskusyjny

Alpiniści od zawsze zmagali się z pogodą.
Od niedawna muszą sprostać globalnej zmianie klimatu.

Tej zmiany i jej skutków nie można ignorować.

Tutaj: bieżąca aktualizacja materiału

Na początek - o bilansie ciepła

Topnienie lodu jest procesem stałotemperaturowym (powiedzmy - w 0 st C) i do pewnego stopnia spowalnia wzrost temperatury bliskiego otoczenia, poprzez angażowanie znacznych ilości ciepła, potrzebnego do przemiany lodu w wodę, bez zmiany temperatury tej mikstury. Po przekroczeniu punktu krytycznego, całe to ciepło (tak czy siak w części zatrzymywane w atmosferze przez gazy cieplarniane), dotąd zużywane na przemianę fazową lód-ciecz, pójdzie na ogrzewanie produktu topnienia - wody. Skutkiem tego z czasem wzrost temperatury na półkuli północnej radykalnie przyspieszy, choć nie wszędzie tak samo! Lokalnie takie zjawiska już można zaobserwować w "izolowanych" cieplnie górskich dolinach lodowcowych. Wystarczy tutaj dodać, że na podgrzanie kilograma wody wytopionej z lodowca o jeden stopień Celsjusza, wystarczy ok. 80 razy mniej ciepła, niż potrzeba było na to, aby obrócić ów jeden kilogram lodu w tę wodę, bez zmiany temperatury. Tak oto rusza lawina efektów cieplnych.
Według wyników badań przedstawionych w 'Annals of Glaciology', strumień dopływu energii słonecznej na Concordii zawiera się w przedziale 100-400 W/m2, z przewagą w przedziale 300-350 W/m2, jednak brak jest danych o warunkach tych pomiarów.

Intro- czy to już koniec holocenu?

Lodowce. Arktyczne, antarktyczne, okołopolarne i górskie. Piękne, imponujące, niepokorne i groźne wizytówki naszego klimatu. Formacje o nieskończonej różnorodności form i ogromnych rozrzutach wielkości. Był czas – geologicznie niedawny, kiedy królowały na planecie i bywały długie okresy, kiedy nie było ich w ogóle. Uczeni twierdzą, że w okresach „Ziemi – śnieżki” przez całe tysiąclecia pokrywały cały nasz glob. W naturalnym rytmie, napędzanym niezmiernie złożonym systemem przyczyn, od kosmicznych, po geologiczno-wulkaniczne, bezustannie zmieniają swój stan posiadania, swoje globalne włości, jakimi dysponują na planecie Ziemia. Ludzkości towarzyszą od zawsze. Był czas, nie taki odległy, kiedy nasi przodkowie z całych sił musieli się zmagać, przez setki lat, walcząc o przetrwanie z koszmarnym zimnem. Mniej więcej dziesięć tysięcy lat temu, zmiana klimatu spowodowała, że lodowce ustąpiły, wycofały się na północ i południe globu, po tysiącach lat odkrywając ogromne połacie lądu, ale równocześnie – topniejące lody podniosły poziom mórz o kilkadziesiąt metrów, niekiedy przez gwałtowne wezbrania, na zawsze wyłączając z historii ludzkości ponad dwadzieścia milionów kilometrów kwadratowych onegdajszego, częściowo zamieszkanego lądu. Jednakże - jak dotąd, wszelkie te zmiany obszarów opanowanych przez lodowce i lądolody, następowały w rytmie geologicznym, wielokrotnie wolniejszym, niż miara, jaką określamy długość ludzkiego życia, a nawet długość trwania kilku pokoleń. Owszem, bywały epizody katastroficzne i zdarzenia o szybszym rytmie, takie jak uderzenia wielkich meteoroidów, powodzie glacjalne - czyli bardzo gwałtowne wylewy wody z naturalnych zbiorników gromadzących wodę z topniejących lodowców, niekiedy przez stulecia, albo tak zwana „mała epoka lodowcowa”, trwająca kilkadziesiąt lat w XVII wieku, ale nie trzeba pozwolić się zwieść tej nieco spoetyzowanej nazwie – niewielkie obniżenie temperatury Ziemi i następujących kolejno kilkadziesiąt ostrzejszych zim, wynikających ze słabej aktywności Słońca, to jeszcze nie kontratak lodowców.

Prawdziwe inwazje zlodowaceń i ich wycofania trwały tysiące lat. Trwały w gigantycznie długim cyklu, którego mechanizm pochodzi od zachowań Słońca i ruchu tych planet Układu Słonecznego, które w niebywale dyskretny i prawie niezauważalny sposób, swoją grawitacją wpływają na pozycjonowanie Ziemi w kosmosie, podczas jej niestrudzonej wędrówki wokół Słońca. Żyjemy w czasach, kiedy te wszystkie naturalne cykle, wedle których lodowce sadowiły się na naszym globie, przyspieszyły po tysiąckroć, zmuszając ogromne ilości lodu i śniegu do nagłego odwrotu. Co się dzieje?

W Karakorum

Poza obszarami arktycznymi, trzecim co do wielkości na świecie obszarem pokrytym tysiącami lodowców, jest środkowoazjatycki obszar gór najwyższych, obejmujący potężne łańcuchy – Hindukusz-Karakorum-Himalaje. O ile na całym świecie lody ustępują, topnieje Arktyka, a szelfowe lody Zachodniej Antarktydy są wypłukiwane przez nienormalnie ogrzane wody Pacyfiku, o ile nawet w Himalajach lodowce topnieją i kurczą się w bardzo widoczny sposób, o tyle w Karakorum zdaje się panować sytuacja zgoła odmienna, do tego stopnia, że w świecie naukowym zaczął funkcjonować obiegowy termin „Anomalia Karakorum”, dziwne zjawisko nie tylko nieubywania, ale miejscowo – wręcz przyrastania mas lodowcowych, zupełnie na przekór temu, co dzieje się wszędzie na planecie. Czy na pewno? To jest sprawdzane. Zagadnienie stało się na tyle tajemnicze, że wielu uczonych różnych dziedzin, zwłaszcza glacjologów, zaczęło mu się przyglądać ze szczególną uwagą. Problem jest niebagatelny, gdyż ogromne zasoby lodowców wspomnianych łańcuchów górskich, dostarczają wody pitnej co najmniej półtoramiliardowej społeczności ludzi oraz tamtejszemu rolnictwu i gospodarce. Gdyby coś niepokojącego działo się z tymi zasobami, to skutki tego byłyby ogromne. Uruchomiono zatem wiele dalekosiężnych programów badawczych, angażując pomiary i obserwacje satelitarne i liczne pomiary naziemne, co w tym bardzo trudnym i niedostępnym terenie jest nie lada wyzwaniem. Są w tych górach miejsca, do których dotrzeć mogą tylko najsilniejsi i najwytrwalsi – wyszkolone jednostki armii, himalaiści i tragarze wysokogórscy. Siłą rzeczy znakomitą większość pomiarów terenowych prowadzi się na nieco łatwiej dostępnych odcinkach lodowców, czyli tych, które są położone niżej nad poziomem morza, ale za to mają poważną wadę – są pokryte gruzem, czyli rumoszem skalnym (ang. debris). Jak dowodzą uczeni, owa warstwa skalnej pokrywy spoczywającej na lodzie może na dwa sposoby wpływać na topnienie lodu i zasilanie wodą strumieni dopływających do zlewni głównych rzek rejonu. Pierwszy sposób polega na tym, że cienka warstwa gruzu, jako posiadająca ciemną barwę, kumuluje więcej energii promienistej Słońca, nagrzewa się i przez to przyspiesza topnienie lodu, na którym leży. Natomiast drugi sposób jest zupełną odwrotnością pierwszego – gruba warstwa gruzu izoluje przykrywany lód, nie dopuszczając promieniowania słonecznego, a sama ma zbyt małą przewodność cieplną, by pozwolić, aby ciepło słoneczne, również to – skumulowane w kamieniach, penetrowało w głąb, topiąc lód pod spodem. Otwarte pozostaje pytanie, od kiedy warstwa gruzu przestaje działać, jak akumulator przyspieszający topnienie, a zaczyna działać, jak warstwa izolacyjna. Uczeni uznają ten problem, jako istotny dla dalszych badań. Prawdopodobnie granice tego rodzaju zróżnicowanych wpływów gruzu lodowcowego będą bardzo niejednorodne terenowo. Jedno jest pewne i przyznają to wszyscy autorzy – najsłabiej rozpoznane są pod względem topnienia odsłonięte części największych lodowców, czyli te, po których rutynowo poruszają się himalaiści.

na podstawie Journal of Hydrology 513:192–203 · May 2014

Co prawda działają stacje pomiarowe posadowione w bardzo eksponowanych miejscach, takich jak np. miejsce Concordia - ogromne rozwidlenie Baltoro, od którego biegną dwie główne odnogi – jedna na północ (Godwin Austen) w kierunku K2 i druga na południe (South Baltoro) w kierunku grupy Gaszerbrumów, ale prawdziwy dramat rozgrywa się znacznie wyżej – nad K2 i na lodospadzie pod grupą Gaszerbrum, gdzie – jak na to wskazują relacje himalaistów – zachodzą wielkie zmiany mikroklimatu, latem w słońcu panuje nieznośny upał, a przerażający swoją szczelinową strukturą lodospad, z sezonu na sezon staje się coraz bardziej zdradliwy, niebezpieczny i nieprzewidywalny. Co więcej, pod koniec (zresztą - coraz krótszego) sezonu wspinaczkowego, zmiany jego układu, rozkładu i wielkości szczelin, następują już w skali dni. Na domiar złego, coraz większa dobowa huśtawka temperatur i inne czynniki wpływają na mikrostrukturę śniegu, a wg badań uczonych z NSIDC Boulder (CO), skutkuje to silnie zwiększonym prawdopodobieństwem lawin, w ogóle w górach, nie tylko w Karakorum. Co się tyczy rejonu K2-BP-G(1-4), to zawsze było tam trudno, ale wygląda na to, że sytuacja staje się pod względem klimatycznym coraz bardziej napięta. Do tego dochodzi druga odsłona dramatu - odczuwalne zmiany w ilości i długości okresów występowania opadów śniegu, który zasila lodowce i jest jedynym źródłem podaży wody, w bilansie masy lodowca. Szczególną manifestację tego zjawiska można było zaobserwować latem 2016, kiedy wskutek niezwykłej ilości opadów śniegu, w środku sezonu wspinaczkowego, olbrzymia lawina całkowicie zmiotła w pełni wyposażony obóz III na drodze Abruzzich na K2. Obóz przygotowany dla ponad dwudziestu osób, niezwykle szczęśliwym zbiegiem okoliczności, był pusty w chwili zdarzenia. Nikomu nic się nie stało, poza tym, że góra zabrała sobie sprzęt wart dziesiątki tysięcy dolarów, a na K2 już drugi rok z rzędu nikt nie wszedł. Jako ostatni zdobywcy, byli tam Marcin Kaczkan i Janusz Gołąb w 2014. Przypadek? Z całą pewnością – nie. Kaprysy pogody w górach najwyższych były i są normą, ale tu z pewnością chodzi o coś więcej. Raczej o symptom przyszłego i trwałego trendu. Podobne zdarzenia, choć na mniejszą skalę miały miejsce w masywie Gaszerbrumów, chociaż tam w 2015 roku było kilkanaście wejść szczytowych, m.in. Kinga Baranowska na G2. W roku 2016 - wielodniowe załamania pogody, nieoczekiwane opady, potężny wiatr, szaleństwa lodospadu. Efekt – nieudane ataki szczytowe, graniczący z cudem, dramatyczny „wycof” Czechów Holecka i Manduli spod partii szczytowych Gaszerbrumów późnym latem 2016, sportowe i osobiste dramaty i rozczarowania. Zresztą leżący pośrodku regionu Broad Peak, też nie cieszył się zbytnią frekwencją, pomimo wielu chętnych. W roku 2015 raptem jedno wejście – Andrzej Bargiel, z nartami do zjazdu ze szczytu. W 2016 roku latem - szesnaście osób łącznie na G1 i G2, dwa wejścia na BP i znowu zero na K2. Zdobywcy 2016 chóralnie relacjonują o krótkich oknach pogodowych i o wielkich opadach śniegu w tym rejonie. Równocześnie wszyscy himalaiści wskazują, i to od paru lat, na zwiększoną aktywność lodospadu u stóp Gaszerbrumów. Moim zdaniem może to mieć związek z "ustawieniem się" linii równowagi - granicy topnienia (ablacji) w rejonie Baltoro na poziomie 5200 m n.p.m., o czym w swoich pracach pisze glacjolog Christopher Mayer. Oznaczałoby to, że granica równowagi (linia rozdzielająca obszar, w którym lodowca "przybywa" od obszaru, gdzie go "ubywa") biegnie pod tym lodowcem, gdzieś pomiędzy bazą, a obozem I normalnej drogi na G1 i G2, co w efekcie pośrednio przekłada się na znaną i coraz większą zdradliwość tego lodospadu.

Spojrzenie naukowców

Jak zatem naprawdę wygląda „Anomalia Karakorum” oceniana przez naukowców? Tych, którzy pracują niżej i nie zapuszczają się aż tak wysoko?
Uczeni mają inne kryteria. Z praktycznego punktu widzenia, najważniejsze dla nich są obecne i przyszłe bilanse wody pochodzenia lodowcowego, a bilans masy lodowców oraz tempo ich topnienia lub przyrastania, są istotne tylko z tego względu.
Powróćmy na chwilę na Baltoro. Ze względu na jego długość i udział obszarowy pokryty gruzem lodowcowym, wynoszący 38%, wobec 62% powierzchni odsłoniętej, a także z uwagi na jego wysokość nad poziomem morza, uznano, że lodowiec Baltoro można przyjąć jako, jak to określono - „wzorcowy” w odniesieniu do lodowcowych obszarów Parku Narodowego Karakorum. Z tego też względu wybrano go jako lodowiec nadający się do kalibracji i walidacji słuszności złożonych modeli matematycznych procesów topnienia lodowców. I co się okazało. O ile większość lodowców w sąsiednich Himalajach traci masę z szybkościami porównywalnymi do ubytków lodów w reszcie świata, o tyle w Karakorum, gdzie powierzchnia lodowców wynosi około 18000 km2, i gdzie zasoby lodowcowe szacuje się na około 3% całkowitej ilości lodu poza Grenlandią i Antarktyką, najprawdopodobniej stanowią wyjątek w skali świata. Badania terenowe wykazały, że lodowce Karakorum są albo stabilne, albo nawet wykazują skłonność do przyrostu masy lodu, czyli dodatniego bilansu masy w ostatnich latach. W niedawnej historii obserwowano pewne fluktuacje grubości pokrywy lodowej w strefie ablacji (topnienia), ale obecne wyniki wskazują na to, że spośród ponad 1300 lodowców Karakorum, około 130 wykazuje cechy przyrostu, w odniesieniu do roku 2000. A zatem „Anomalia Karakorum” wydaje się silnie kontrastować z ogólnoświatową tendencją do wyraźnej utraty masy przez lodowce. Co ciekawe, to właśnie woda pochodząca z topnienia śniegów zimowych, stanowi dominujący strumień zasilający odpływy z lodowców Karakorum w czerwcu i w lipcu, natomiast topnienie samych body lodowców ma największe znaczenie dla wypływów wody w sierpniu i na początku września. Z kolei te wypływy są w znacznym stopniu uzupełniane i zasilane przez związane z monsunem opady śniegu na wysokościach powyżej 3500 m n.p.m. Zauważa się trend wzrostowy odpływów wody w sierpniu, co oznacza, że teoretycznie lodowce trochę się wtedy „kurczą”, ale równocześnie zauważono wyraźną tendencję wzrostową opadów nad Karakorum w monsunowych miesiącach letnich, o czym informują zbiory danych satelitarnych. Wszystko to razem sprawia, że bilans masowy lodowców Karakorum wydaje się być stabilny, a nawet dodatni. Powstaje bowiem swoiste sprzężenie zwrotne.

Hipoteza

Na logikę, coś napędza tę maszynkę, woda do tego obiegu musi jakoś wchodzić, więc proste rozumowanie wskazuje na to, że najwyższe partie lodowców, te które są odsłonięte na działanie słońca, ponieważ nie są izolowane gruzem lodowcowym, muszą udostępniać swoją wodę, a równocześnie są one poddawane rosnącej ilości opadów - jak zwykle w zimie, ale teraz także w monsunowych miesiącach letnich, co widać z satelitów. Jest tak, chociaż góry Karakorum leżą poza strefą monsunów, w rejonie pustynnym, ze względu na blokujące działanie potężnego masywu Nanga Parbat. Coś się jednak w tym względzie zmienia.

Nanga Parbat (fot. Marek Pronobis, 1977)

Aby podnieść takie ogromne ilości wody z oceanu i przetłoczyć je w rejon K2 i Gaszerbrumów, gdzie dominują zimne wiatry zachodnie, nie wspominając o całym pozostałym obszarze Karakorum, też owiewanym od północy przez wiatr zachodni, potrzebne są kolosalne ilości energii. Słońce ostatnio nie przyspieszyło, jest bardzo mało aktywne, a zatem – co się dzieje? Skoro oprócz opisanego cyklu „Anomalii Karakorum” (pomimo wątpliwości Ch. Mayera), na całym świecie znikają miliardy ton lodu rocznie? Kluczową pozycję w bilansie substancji i energii zajmuje radiacyjna podaż ciepła słonecznego i jego transfer radiacyjny w atmosferze. Perfekcyjnie czysty śnieg odbijałby prawie całe promieniowanie słoneczne, ale kolejnym elementem układanki jest fakt, że śnieg nie jest taki biały, jak powinien, a unosząca się nad środkową Azją brunatna chmura pogarsza efektywność wymiany ciepła pomiędzy powierzchnią Ziemi a atmosferą i – dalej – przestrzenią kosmiczną. To jednak jest już temat na osobny artykuł.

Wątpliwości

A jednak w dyskusji uczonych, ostatnio pojawił się głos sceptyczny i to głos autorytetu, w osobie Ch. Mayera. Co jest interesujące to fakt, że spostrzeżenia Christopha Mayera już na pierwszy rzut oka korespondują z doświadczeniami himalaistów, o których opowiadają oni od mniej więcej trzech lat, a mianowicie o tym, co dzieje się w najwyższych górach, tam, gdzie docierają tylko nieliczni wybrańcy. A jednak zjawisko„Anomalii Karakorum” nie przekonuje Mayera. 'Należy przyglądnąć się szczegółom', mówi badacz. Jego kolejny powrót na lodowiec Baltoro utwierdził go w wątpliwościach. Dolne partie lodowca i jego ujście (jęzor), są pokryte gruzem i wyglądają tak, jakby były odporne na zmianę klimatu, gdyż nie wykazują cech cofania się, jednakże czysta, biała, górna część lodowca topnieje z szybkością do 4,5 metrów, podczas gdy powierzchnia osiada o 0,5 metra na rok. Mayer uważa zatem, że „w istocie dotychczasowe badania pokazywały ile lodu znika w lecie i ile śniegu gromadzi się w wysokich partiach lodowca.” Czyli dotychczasowe metody pomiaru bilansu masy lodowca Baltoro to dopiero początek drogi ku osiągnięciu klarownego obrazu tego, w jaki sposób rzeczywiście działa cały ten system. „Należy uwzględnić rolę pokrywy gruzowej, jeśli ma się na celu poprawne wyliczenie przyszłych zasobów lodu i wydajności uwalniania ciekłej wody w wyniku jego topnienia, w warunkach zmieniającego się klimatu.”

Podsumowanie

Na podstawie mapki NASA

Zaryzykowałbym tutaj tezę, że monsuny, napędzane coraz bardziej nagrzanym oceanem, niosące coraz więcej wilgoci w powietrzu, nagromadziły już na tyle dużo energii własnej, by częściowo pokonać barierę Nanga Parbat i penetrować do rejonu ośmiotysięczników za Baltoro, gdzie - po napotkaniu zimnych wiatrów zachodnich - wytracają resztki swojej wilgoci, właśnie w rejonie powyżej Concordii, co powoduje zwiększone opady na dużych wysokościach w tym rejonie, pomimo, że nie jest to już strefa monsunowa. Aby The Karakoram Anomaly mogła nadal "funkcjonować", a natura wyraźnie ku temu dąży - gdyż jest to nowy stan równowagi lokalnej, to w rezultacie, od kilku lat, stopniowo coraz więcej śniegu musi padać - i pada - latem w strefie, która himalaistów 'Klasy 8k+' interesuje najbardziej. Jeśli dodatkowo uwzględnić katastrofalny wpływ zmian klimatycznych na jakość i zwięzłość śniegu - to należy oczekiwać ogromnych lawin i coraz większej aktywności lodowców.
Same lodowce, w ogromnej większości spływające głębokimi dolinami, są zasilane w wodę - lód/śnieg, tylko od góry, co następuje najskuteczniej poprzez lawiny i co w warunkach niezwykle stromych stoków Karakorum oraz rosnącej ilości letnich opadów, zupełnie nie dziwi. Jeśli ten skuteczny mechanizm jest napędzany zmianą klimatu – a zapewne jest – to w przyszłości należy oczekiwać coraz trudniejszych warunków do uprawiania letniej wspinaczki w najwyższych partiach tych gór, oraz należy oczekiwać prawdziwych niespodzianek ze strony tych destabilizowanych termodynamicznie obszarów Ziemi.

Post Scriptum, z ostatniej chwili: The Karakoram Anomaly istnieje, a w nieodległym (strefowo-klimatycznie) sąsiedztwie tych gór, w kierunku Hindukuszu, ostatnio dzieją się rzeczy straszne.

Bóg jeden wie, co się teraz (marzec 2017) dzieje pod K2, na drugim końcu pasma. Na szczęście - tam nikogo nie ma. Jednak, czego by nie mówić - lawiny, to jest najbardziej efektywny sposób zasilania lodowców. I tym samym - mechanizm napędowy tejże "anomalii". Paradoksem jest to, że lodowce bezludnych Karakorum to bodaj ostatnie miejsce na globie, które funkcjonuje w miarę normalnie w ocieplającym się świecie. Nie traci swojego lodu, a jedynie przesuwa jego "środek ciężkości" wyżej n.p.m. I dlatego stało się w tym świecie "anomalią". Jeśli ów proces będzie nadal działał, jako reakcja na skutki ocieplania się - na przykład Oceanu Indyjskiego albo Zatoki Arabskiej, skąd latem wieją monsuny napierające na Karakorum i wtłaczające wilgoć, a z kolei zimą będzie się nasilać obecnie trwająca cyrkulacja - to "anomalia" się wzmocni i potrwa jeszcze przez nieprzewidywalnie długi czas.

Jest to bardzo prawdopodobny scenariusz, ponieważ już obecnie, w wyniku rosnącej koncentracji CO2 w atmosferze (już mamy średniorocznie 406 ppm), nastąpiło ocieplenie na tyle duże, że rozpoczął się nieodwracalny i bardzo destrukcyjny proces uwalniania metanu z rozmarzającej "wiecznej" zmarzliny i z klatratów metanu pod dnem mórz polarnych. Nade wszystko nasila się znacząco uwalnianie bio-metanu z mokradeł tropikalnych i w efekcie cały proces ocieplania globalnego bardzo gwałtownie przyspiesza.

Wszystkie te czynniki najpewniej złożą się na intensyfikację anomalii Karakorum,

przynajmniej przez jakiś czas.

Dalszy ciąg materiału:
"Anomalia Karakorum - kilka dodatkowych uwag"

wersja recenzowana tego artykułu, na portalu wspieranym przez Uniwersytet Warszawski, jest tutaj

"Banner cloud" zjawisko atmosferyczne blokujące przepływ wilgotnych mas powietrza ponad stromym i wyniosłym masywem górskim (na przykładzie Matterhornu)