Tomasz Ulanowski - Ostatnia minuta. Pieszo przez antropocen - fragment

Widok z moreny na mszarnik schodzący do Oceanu Południowego jest olśniewający. Ale mroźny wicher wiejący znad górującego za naszymi plecami lodowca przeszywa i obezwładnia. Atmosfera napiera na człowieka całą swoją mocą.
Przed chwilą skończyliśmy stawiać automatyczną stację meteo. W otwartych rurkach jej rusztowania wiatr śpiewa jak w słynnych Organach Hasiora.
Wiatr to codzienne zmartwienie naukowców pracujących w Polskiej Stacji Antarktycznej imienia Henryka Arctowskiego na Wyspie Króla Jerzego w archipelagu Szetlandów Południowych. Odwiedzam ją na początku 2017 roku. Czasem wokół bazy wieje tak, że kamienie latają nad głowami. Dlatego każdy dzień pracy polarnicy zaczynają i kończą, sprawdzając prognozę pogody.
Tomasz Budzik z Uniwersytetu Śląskiego poprosił mnie o pomoc w postawieniu automatycznej stacji meteo zamówionej przez zarządzający placówką Instytut Biochemii i Biofizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. Musieliśmy ją wtaszczyć ze stojącego na plaży „Arctowskiego” na sąsiednie morenowe wzgórze, na wysokość około 60 metrów nad poziomem morza. W ten sposób przez czujniki temperatury, wilgotności oraz wiatromierz miało przepływać zarówno powietrze nadciągające znad oceanu, jak i to spływające z lodowca. Poza tym, stojąc w górze, całe to żelastwo miało być niewidoczne z brzegu – tak żeby nie popsuło łagodnego pejzażu nad polską bazą.
Dźwignęliśmy plecaki wypełnione narzędziami i instrumentami pomiarowymi, a także stalowe rurki do budowy stojaka i wdrapaliśmy się na morenę – porośniętą tundrą i odwiedzaną przez drapieżne wydrzyki (uwielbiają porywać pożywienie i jaja innym ptakom).
Pracowaliśmy szybko, Tomek – bez rękawiczek. Przez dwie i pół godziny.
Teraz bez zwłoki schodzimy do „Arctowskiego”.
Jeden z chilijskich uczonych, którzy akurat dotarli do naszej stacji, opowiada o innym lodowcu, płynącym 5 kilometrów dalej. Jest zdumiony, bo kiedy widział go uprzednio, czyli dziesięć lat wcześniej, czoło lodowca znajdowało się o wiele bliżej oceanu. Teraz badacz mógł stanąć w miejscu, które ledwie dekadę wcześniej pokrywała gruba czapa lodu budowanego przez uparcie miażdżące się warstwy śniegu.
„Na naszych oczach znika świat istniejący od tysięcy lat – notuję. – Tak jest zresztą wszędzie – wraz ze wzrostem liczby ludzi coraz mniej jest miejsca dla dzikiej przyrody”.
Widać to w puszczach Białowieskiej i Karpackiej. W płonącej Amazonii i płonących lasach Afryki. Ale najostrzej widać to w rejonach polarnych. Przyroda (ożywiona i nie) Antarktyki i Arktyki reaguje na ludzki podbój gwałtowniej. Tamtejsze lodowce topnieją, bo globalne ocieplenie podgrzewa je szybciej niż średnio całą Ziemię.
W Polskiej Stacji Polarnej imienia Stanisława Siedleckiego ulokowanej na drugim końcu świata niż ten, na którym leży Polska Stacja Antarktyczna – w fiordzie Hornsund na Spitsbergenie – też mierzą temperaturę, wiatr, wilgotność i nasłonecznienie. W Hornsundzie nie mają jednak stacji automatycznej. Mają cały ogródek meteorologiczny, z którego pomiary zbiera dyżurny meteorolog. Ów nieszczęśnik co dwie godziny musi też wyjrzeć na zewnątrz, spojrzeć w niebo i zanotować rodzaj chmur. Potem wpisuje te wszystkie dane do komputera i wysyła do bazy danych Światowej Organizacji Meteorologicznej (WMO).
W Hornsundzie meteorologów jest dwóch. Ich praca należy do najbardziej uciążliwych z tych, które wykonuje kilkanaścioro tak zwanych zimowników – polarników spędzających za kołem podbiegunowym cały rok.
Na całym świecie stacji meteo – manualnych i automatycznych – należących do sieci WMO są tysiące. Zbierane przez nie pomiary dopełniają kolejne tysiące boi systemu Argo, które dryfują w oceanie i zanurzają się w nim, badając temperaturę i zasolenie wody na różnych głębokościach. A potem wynurzają się, by za pomocą satelitów przesłać zebrane przez siebie informacje. Złapany na moment obraz naszej planety uzupełnia z orbity okołoziemskiej kilkadziesiąt satelitów meteorologicznych należących do Stanów Zjednoczonych, Unii Europejskiej, Rosji, Indii czy Chin.
To dzięki pomiarom zbieranym przez dzielnych ludzi i dzielne roboty potrafimy przewidywać przyszłość. Odrobinę. Bo na razie, po prawie 200 latach mozolnych wysiłków, potrafimy z wysokim prawdopodobieństwem prognozować pogodę na dziś i pięć dni w przód.

W nocy z 11 na 12 sierpnia 2017 roku nad Wielkopolską, Kujawsko-Pomorskiem i Pomorzem przechodzi potężna i groźna formacja burzowa bow echo (na obrazie radarów meteorologicznych wygląda jak łuk, stąd jej angielska nazwa – łukowate echo), która niczym wietrzny taran zmiata wszystko na swojej drodze. Wiatr osiąga prędkość 150 kilometrów na godzinę, zrywa dachy z domów, kładzie hektary lasów. W nawałnicy ginie sześć osób, w tym dwie nastoletnie harcerki spędzające wakacje na obozie Związku Harcerstwa Rzeczypospolitej w Suszku w Borach Tucholskich. Kilkadziesiąt osób odnosi rany.
Ekstremalne zjawiska pogodowe będą coraz silniejsze i częstsze – prognozuje profesor Szymon Malinowski, fizyk atmosfery z Uniwersytetu Warszawskiego i współautor strony Naukaoklimacie.pl.
Możemy się spodziewać coraz gorszych ulew, intensywniejszych burz wraz z porywistym wiatrem, a nawet trąbami powietrznymi oraz mocniejszych fal upałów i susz.

Powód? Globalne ocieplenie.
Znakomita większość gwałtownych ruchów powietrza jest napędzana przez kondensację pary wodnej. Atmosfera to maszyna parowa.
– A ponieważ jest coraz cieplej, obroty tej maszyny rosną – tłumaczy naukowiec.
Żeby woda płynąca po powierzchni Ziemi – albo pot cieknący po naszych ciałach – zamieniła się w parę, musi pobrać ciepło z otoczenia. Utajone ciepło przemiany fazowej (z cieczy w gaz) ulatuje potem w górę razem z nią i powietrzem – w ramach zjawiska, które fizycy nazywają konwekcją. Im wyżej, tym ciśnienie niższe, więc powietrze się rozpręża i schładza. Wysoko, kiedy stanie się dostatecznie chłodne, para wodna osiada na tak zwanych jądrach kondensacji lub jądrach zamarzania (aerozolach fruwających w powietrzu: kryształkach soli morskiej, pyle czy zanieczyszczeniach z kominów i rur wydechowych), kondensuje w krople wody, względnie od razu resublimuje w kryształki lodu. I oddaje otoczeniu pobrane wcześniej ciepło.
– W efekcie część ciepła przemiany fazowej zmienia się w energię kinetyczną ruchu powietrza – wyjaśnia Malinowski.
W skali globu to źródło cyrkulacji atmosferycznej. W skali lokalnej – choćby wypiętrzania się chmur i powstawania wichur w czasie burzy.
W chmurze burzowej, czyli cumulonimbusie, tworzą się prądy wstępujące i zstępujące. Kiedy te ostatnie uderzają w powierzchnię Ziemi, rozpływają się na boki lub prą naprzód w postaci gwałtownego wiatru, czasem niszczącego wszystko, co napotyka na swojej drodze – drzewa, domy, samochody.
Ocieplenie klimatu te efekty wzmaga, bo im cieplej, tym w atmosferze więcej wody i tym szybszy jest jej obieg w przyrodzie.
Naukowcy nazywają czasem skutki tej zależności pogodą na sterydach.
Meteorologowie i klimatolodzy już ją w Polsce obserwują. W ciągu ostatnich lat w naszym kraju wzrosła intensywność burz1. Zdarzają się gwałtowne nawałnice z opadami przekraczającymi 30 milimetrów na godzinę – jak ta, która na początku lata 2013 roku zalała Warszawę.
Już same nawałnice wystarczą, żeby narobić dużych szkód. Jeśli jednak zasysane przez konwekcyjny prąd wstępujący powietrze kręci się wokół własnej osi, to z chmury burzowej może zejść tornado.
Być może to właśnie trąby powietrzne, oprócz zwykłego wichru, spływają w nocy z 11 na 12 sierpnia 2017 roku z przesuwającej się nad Polską formacji bow echo.
Z monitoringu prowadzonego przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej wynika, że co roku od czerwca do sierpnia, najczęściej w godzinach popołudniowych, Polskę nawiedza kilka trąb powietrznych. Niestety, obecnie są one mocniejsze i częstsze niż kiedyś i niosą większe zniszczenia – także z powodu większego niż kiedyś zagospodarowania przestrzeni.
– Należy się spodziewać, że tornad będzie w Polsce jeszcze więcej – ostrzega Malinowski. – Będą też rosły w siłę. Pogoda na sterydach objawia się w naszym kraju również rosnącą liczbą upalnych dni w roku. A także coraz bardziej dotkliwymi suszami. W latach 90. i 80. ubiegłego wieku mieliśmy w Polsce po dwa lata z głboką suszą, a w dekadach 2010-2019 i 2000-2009 – już po cztery.
– To czarno na białym pokazuje, że rośnie zmienność naszej pogody, a co za tym idzie – plonów. Jednego roku możemy mieć wspaniałe zbiory, a kolejnego niezwykle marne – przestrzega profesor Zbigniew Kundzewicz, hydrolog i klimatolog z Wydziału Inżynierii Środowiska i Inżynierii Mechanicznej Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. – Odchylenia od średniej wieloletniej są, niestety, coraz większe. Rozchwialiśmy sobie klimat. Ekstremalne zjawiska pogodowe pojawiają się częściej i są bardziej intensywne.

Innymi słowy – ekstrema zrobiły nam się bardziej ekstremalne, a dawne ekstrema to nasza nowa norma. A do tego susze częściej przeplatają się z ulewami i powodziami. Tak było choćby w sierpniu 2015 roku. Po wielotygodniowej suszy jednego dnia tak lunęło, że przyroda wyrobiła miesięczną normę deszczu.
Co gorsza, modele klimatyczne pokazują, że rosnąca temperatura będzie powodowała coraz bardziej obfite parowanie wody z powierzchni Ziemi oraz jeszcze większą nieregularność opadów, a w konsekwencji także stepowienie dużego obszaru Polski.
Pogoda na sterydach oznacza więc poważne problemy z nadmiarem lub deficytem wody. Tak, to nie błąd – oba te zjawiska mogą nam grozić nawet w jednym roku.
– Choć opadów będzie prawdopodobnie więcej, to dostępnej wody będzie coraz mniej, bo ta nadmiarowa wyparuje lub spłynie szybciej do Bałtyku i nie damy rady jej zagospodarować – przewiduje doktor habilitowany Andrzej Mikulski z Zakładu Hydrobiologii Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego.
Którym rejonom naszego kraju może zabraknąć wody?
Przede wszystkim tym, które już dziś najbardziej cierpią z powodu suszy, a więc Polsce środkowo-zachodniej. Ale nawet na Podlasiu, gdzie jest duże zalesienie, a lasy zatrzymują wodę, wysychają studnie.
Zdaniem hydrobiologa łatwiej odpowiedzieć na pytanie, które rejony Polski prawdopodobnie nie będą w przyszłości borykać się z deficytem wody. Jak mówi, nie powinno jej zabraknąć tylko na południu i na Wybrzeżu. Góry zatrzymują wilgotne powietrze i stymulują znaczne opady, a nad Bałtykiem klimat jest morski, więc wilgotny.
To nie wszystko. Wraz z globalnym ociepleniem zimy w Polsce stają się łagodniejsze. Mroźne będą jeszcze się zdarzać, ale coraz rzadziej.
– Ogromnym problemem stanie się więc również zmiana charakteru opadów zimowych – uważa Mikulski. Coraz rzadziej będzie prószył śnieg, a to ważny naturalny rezerwuar wody. Zatrzymuje ją wtedy, kiedy rośliny „śpią”, i powoli oddaje wiosną, kiedy budzą się do życia. Całkiem niedawno topniejący w górach śnieg nawadniał przyrodę jeszcze na przełomie wiosny i lata. W przyszłości zimowe opady
– deszczu i szybko topniejącego śniegu – spłyną do morza niezatrzymywane przez roślinność.
– To kolejny przykład rozchwiania wahadła pogodowego przez zmiany klimatu – dodaje profesor Wojciech Grabowski, fizyk z amerykańskiego Narodowego Centrum Badania Atmosfery (NCAR) w Boulder w Kolorado. – A jeszcze w latach 60. ubiegłego wieku jako dziecko każdej zimy chodziłem na przyszkolne lodowisko – wspomina.

Dzisiaj takie osiedlowe ślizgawki są w Polsce rzadkością. Mróz zwykle trzyma tylko przez kilka dni, a potem przychodzi odwilż.

Zmiany klimatu nie są problemem, który intuicyjnie łatwo zrozumieć. Obserwowany wzrost średniorocznej temperatury Ziemi o blisko 1,1 stopnia Celsjusza od drugiej połowy XIX wieku wydaje się niewielki. Ludzie mylą stosunkowo wolno zmieniający się klimat z coraz bardziej gwałtowną, z natury kapryśną pogodą. Nie przejmują się dalszym globalnym ociepleniem i groźnymi zawirowaniami, które mają nadejść w nieokreślonej przyszłości – jak mają nadzieję, już nie za ich życia.
„Jak mam przekonać ludzi, którzy mnie nie znają, że wróg, w którego nie wierzą, nadchodzi i ich wszystkich zabije?” – pyta dramatycznie w jednym z ostatnich odcinków serialu Gra o tron król Północy Jon Snow.
„Ludzkich umysłów nie stworzono do ogarnięcia tak skomplikowanych problemów” – wyjaśnia mu ze spokojną rezygnacją mądry karzeł Tyrion Lannister.
Światu z Gry o tron zagrażało globalne ochłodzenie. Nam dopieka coraz mocniejsze ocieplenie. Ochłodzenie czy ocieplenie – to naprawdę nieważne. Ziemia gwałtownie się zmienia i tak jak wszystkie inne żyjące na niej organizmy musimy stawić temu czoła. Co więcej, jesteśmy jedynym gatunkiem, który może te zmiany przyhamować – głównie poprzez ostre ograniczenie naszych własnych (antropogenicznych) emisji gazów cieplarnianych.
– Bo obecne zmiany klimatu to nasza wina. – Grabowski wskazuje palcem na ludzkość, wypominając nam przeszło 50 miliardów ton gazów cieplarnianych (tak zwanego ekwiwalentu dwutlenku węgla), które każdego roku pompujemy w powietrze. – Drażni mnie gadanie, że klimat zmieniał się zawsze i że to nic nowego. To oczywiście prawda, tyle że wcześniejsze zmiany klimatu były zawsze związane z zawirowaniami w ruchu Ziemi dookoła Słońca lub – w mniejszym stopniu – ze zmianami aktywności naszej gwiazdy.
No i dawno temu na Ziemi nie mieszkało jednocześnie 8 miliardów ludzi, których życie zależałoby od uprawy roli, hodowli zwierząt, a także stałych dostaw energii elektrycznej i cieplnej, towarów oraz usług.
W Polsce niewielkie otrzeźwienie przyszło po powodzi, która w lipcu 1997 roku zmyła południowe i zachodnie rejony naszego kraju. Kosztowała życie kilkudziesięciu osób i przyniosła zniszczenia wyceniane na 12 miliardów złotych. Teoretycznie katastrofa tej skali zdarza się średnio raz na tysiąc lat – naukowcy prognozują jednak, że takie powodzie będą coraz częstsze. W ostatnich dekadach Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej w Warszawie został wyposażony w radary pozwalające śledzić opady przemieszczające się nad Polską. Tak zwany system POLRAD dysponuje dziś ośmioma stacjami i ma się wzbogacić o dwie kolejne. Dopełnia go 12 stacji systemu PERUN mierzącego wyładowania atmosferyczne.
Radary meteorologiczne widzą krople wody i kryształki lodu. Pokazują, gdzie jest ich najwięcej i gdzie są „serca” chmur burzowych. Nie widzą jednak wszystkiego, choćby wielu prądów wstępujących i zstępujących. Choć zatem dzięki radarom można sporo wywnioskować, to nie wiadomo, gdzie dokładnie uderzy nawałnica. Dlatego ostrzeżenia wydawane przez IMGW obejmują obszar znacznie rozleglejszy niż ten, który jest zagrożony. Lepiej dmuchać na zimne.
Czego potrzeba, żebyśmy potrafili dokładniej prognozować ekstremalne i dynamiczne zjawiska pogodowe?
– Lepszego sprzętu, a przede wszystkim lepiej wyszkolonych ludzi – odpowiada profesor Szymon Malinowski. 

Pogodą rządzi chaos atmosfery. Jej ruch można w jakimś stopniu przewidzieć, ale wymaga to mistrzostwa, które dla niewprawnego oka graniczy z magią.
Na pomysł, że można się przygotować na pogodowe szaleństwa, wpadli operatorzy telegrafu. Pierwszą linię telegraficzną z prawdziwego zdarzenia – biegnącą przez niemal 65 kilometrów z Waszyngtonu do Baltimore – otworzono w 1844 roku. Już cztery lata później miejscowości rozsiane po Stanach Zjednoczonych były połączone ponad 3 tysiącami kilometrów kabli.
Niestety, przesyłane nimi wiadomości ulegały zakłóceniu podczas deszczu. Operatorzy ówczesnego „internetu” (w naszym kraju usługi telegraficzne świadczone najpierw przez Pocztę Polską, a potem przez Telekomunikację Polską umarły dopiero w 2007 roku, zaduszone właśnie przez internet) zaczęli się więc interesować tym, jaka jest pogoda u ich kolegów obsługujących inne stacje.
Dlaczego?
Na średnich szerokościach geograficznych wiatr wieje głównie z zachodu na wschód. A wiatr to nic innego jak ruch atmosfery – przepływ mas powietrza z jednego miejsca do drugiego, zależny od różnic w nasłonecznieniu pomiędzy tymi miejscami, konwekcji i ruchu obrotowego Ziemi.
Dzięki telegrafowi informacje mogły po raz pierwszy „podróżować szybciej od wiatru, zaś wiatr przestał ludzi [przynajmniej niektórych] zaskakiwać” deszczem czy śniegiem. Wystarczyło zapytać kolegę z zachodniej (najczęściej) stacji, jaką akurat ma pogodę, żeby poznać krótkoterminową prognozę dla swojego miejsca pobytu.
Pierwsza mapa pogody powstała w 1855 roku w holu nowo otwartego Muzeum Instytutu Smithsoniańskiego w Waszyngtonie. Obserwatorzy z całych Stanów Zjednoczonych przesyłali do stolicy telegramy z informacjami o pogodzie w ich miejscu zamieszkania, a pracownicy instytutu nanosili je na mapę. Daleko jej było, oczywiście, do prognozy. Smithsoniańska mapa wyrażała nie przyszły, ale teraźniejszy – a w zasadzie przeszły – stan atmosfery.
Pierwszą służbę meteorologiczną, istniejące do dziś Met Office (biuro meteorologiczne), powołali już rok wcześniej Brytyjczycy. A po tragedii parowca „Royal Charter”, który w październiku 1859 roku roztrzaskał się o skały u wybrzeży Walii (w katastrofie zginęło prawie pół setki ludzi), Met Office stworzyło sieć kilkunastu stacji pogodowych ostrzegających przed silnym wiatrem – standardowe meldunki spływały z nich zawsze o ósmej rano. Pracownicy biura zaczęli sporządzać mapy temperatury i ciśnienia atmosferycznego występujących w różnych miejscach Zjednoczonego Królestwa. Admirał Robert FitzRoy, który zarządzał wówczas Met Office, nazwał je mapami synoptycznymi.
Inne państwa europejskie i Stany Zjednoczone nie chciały pozostać w tyle. Pochodzący z nich naukowcy rozumieli, że atmosfera za nic ma granice państwowe. W 1873 roku coraz liczniejszy światek meteorologów spotkał się w Wiedniu na kongresie założycielskim Międzynarodowej Organizacji Meteorologicznej (w 1950 roku przekształconej w Światową i ulokowanej w Genewie). To dzięki niej udało się wypracować wspólne standardy dokonywania pomiarów stanu atmosfery – by przeliczyć stopnie Fahrenheita na Celsjusza, wystarczy więc zastosować proste równanie i nie trzeba się zastanawiać, czy instrumenty dokonujące pomiarów temperatury w Stanach Zjednoczonych i w Polsce działają tak samo.
Pierwszym naukowcem, który zaproponował, żeby równania zastosować również do opisu zachowania atmosfery, był norweski matematyk, fizyk i meteorolog Vilhelm Bjerknes. Wynik swoich badań na ten temat – Problem predykcji pogody z punktu widzenia mechaniki i fizyki – opublikował w 1904 roku w niemieckim czasopiśmie „Meteorologische Zeitschrift”.
Pomyślmy, to odkrycie ma niewiele ponad sto lat. Stan wiedzy w tamtych czasach – kiedy pacjentów operowano na oczach publiczności w tak zwanych teatrach operacyjnych, głównym środkiem znieczulającym była kokaina, elektryczne oświetlenie stanowiło nowinkę, a bracia Wright mieli za sobą ledwie kilka króciutkich lotów aeroplanem – jest z naszego punktu widzenia niewyobrażalny.
Trzeba było doprawdy pięknego umysłu, żeby zrozumieć, że zachowaniem tak chaotycznego układu jak pogoda rządzą prawa fizyki dające się zapisać językiem matematycznym.