Polscy naukowcy zbadali, jak ocieplenie klimatu i topnienie wiecznej zmarzliny wpływają na obieg wody w Arktyce. Badania na Svalbardzie pokazują, że rosnące temperatury i opady przyspieszają przepływy wody, zwiększając ryzyko gwałtownych wezbrań.

Polscy naukowcy z Uniwersytetu Wrocławskiego (UWr), Instytutu Geofizyki PAN, Uniwersytetu Śląskiego, IMGW oraz Instytutu Ochrony Przyrody PAN przeanalizowali wpływ zmian klimatycznych na obieg wody w rejonie Svalbardu, norweskiego archipelagu w Arktyce. Wyniki ich badań, opublikowane w „Journal of Environmental Management”, wskazują, że szybkie ocieplenie, zwłaszcza w okresie letnim, oraz wzrost opadów znacząco zmieniają system hydrologiczny w zlewniach lodowcowych, takich jak Bratteggdalen. Kluczową rolę w tych zmianach odgrywa przyspieszone topnienie wiecznej zmarzliny, które ułatwia przepływ wody w gruncie.

Szybkie ocieplenie i więcej opadów

Arktyka ociepla się szybciej niż inne regiony świata, a Svalbard jest jednym z miejsc, gdzie zmiany klimatyczne są szczególnie wyraźne. Jak podkreśla dr Łukasz Stachnik z Centrum Badań Regionów Zimnych UWr, w ostatnich dekadach średnie temperatury wiosenne i letnie na Svalbardzie znacząco wzrosły, a schemat opadów uległ zmianie.

– W okresie późnoletnim i jesiennym obserwujemy wzrost krótkotrwałych, intensywnych opadów deszczu, które w ostatnich latach osiągają bardzo wysokie wartości – zauważa badacz.

Zespół naukowców przeanalizował dane hydrometeorologiczne z lat 2005–2019, uzupełnione archiwalnymi pomiarami z lat 70. i 80. XX wieku, ze zlewni lodowcowej Bratteggdalen, położonej w pobliżu polskiej stacji badawczej im. Baranowskiego. Zlewnia ta, powstała w wyniku recesji lodowca Brattegg, jest modelowym przykładem obszaru kształtowanego przez zmiany klimatyczne i topnienie wiecznej zmarzliny.

Ewolucja zlewni i rola wiecznej zmarzliny

Badania potwierdziły, że od 1979 do 2019 roku na Svalbardzie doszło do wyraźnego ocieplenia, szczególnie wiosną, oraz wzrostu opadów deszczu w ciepłej porze roku. Te zmiany wpłynęły na system hydrologiczny zlewni:

• Zanik lodowców i powstawanie jezior: W ciągu ostatnich 100–200 lat lodowiec Brattegg cofnął się, uwalniając przestrzeń, która wypełniła się wodą, tworząc jeziora. To proces określany jako „ewolucja zlewni”.
• Topnienie wiecznej zmarzliny: Wyższe temperatury przyspieszają rozmarzanie warstwy czynnej (powierzchniowej części gruntu, która latem topnieje), co zwiększa przepuszczalność gleby. „Woda deszczowa czy topniejąca pokrywa śnieżna łatwiej przepływa w głębszych warstwach gruntu, ponieważ zmarzlina topnieje na większą głębokość” – wyjaśnia Stachnik.
• Dłuższy okres odpływu: Ciepłe lata wydłużają okres, w którym woda odpływa ze zlewni, obecnie trwający nawet cztery miesiące w roku, co jest nowością w porównaniu z wcześniejszymi dekadami.

W efekcie zmienia się dynamika obiegu wody. Wiosenne i letnie wezbrania, wywołane intensywnymi opadami na resztki pokrywy śnieżnej, powodują gwałtowne przybory wód. W późnym lecie i jesieni, gdy śnieg zanika, to temperatura powietrza staje się kluczowym czynnikiem wpływającym na przepływy wody.

Ryzyko gwałtownych wezbrań

Naukowcy ostrzegają, że dalszy wzrost temperatur i opadów będzie przyspieszał obieg wody w arktycznych zlewniach, zwiększając ryzyko ekstremalnych zjawisk hydrologicznych, takich jak gwałtowne wezbrania.

– Wieloletnia zmarzlina, kiedyś trwała bariera dla przepływu wody, teraz topnieje głębiej, co ułatwia odpływ wody, ale także zwiększa podatność na nagłe przybory – tłumaczy Stachnik. Takie zmiany mogą prowadzić do erozji gleby, destabilizacji infrastruktury i zagrożenia dla lokalnych ekosystemów.

Badania dostarczają kluczowych danych, które mogą pomóc w opracowaniu strategii minimalizowania ryzyka związanego z ekstremalnymi zjawiskami hydrologicznymi, nie tylko w Arktyce, ale także w regionach alpejskich, gdzie obserwuje się podobne procesy.

– Warto być przygotowanym na gwałtowniejsze wezbrania w arktycznych zlewniach pokrytych wieczną zmarzliną – podsumowuje Stachnik.

Źródło: PAP