Są pomijane, a mogą pełnić kluczową rolę dla klimatu

Scenariusze zmian klimatu

Źródło wideo: TVN24

Źródło zdj. gł.: Shutterstock

Zimą, gdy ich taflę pokrywa śnieg i lód, jeziora skutecznie odbijają promienie słoneczne z powrotem w przestrzeń kosmiczną. W efekcie wykazują one znacznie silniejsze właściwości chłodzące niż otaczające je lądy. Doktor Sarah Cooley z Uniwersytetu Duke’a w Karolinie Północnej w USA uważa, że jej zespołowi udało się odnaleźć lukę w dotychczasowych analizach i wskazać pomijany dotąd element - są nim właśnie jeziora. Uwzględnienie ich w modelach klimatycznych może diametralnie poprawić jakość prognoz.

Zamarznięte wody odbijają promienie słoneczne

Śnieg oraz lód są istotnymi elementami systemu klimatycznego Ziemi. Ich jasna powierzchnia odbija znaczną część promieniowania słonecznego, przez co zmniejsza ilość energii, która zostaje pochłonięta przez powierzchnię planety. To tak zwany efekt radiacyjny kriosfery, czyli lodowej pokrywy. Nie wszystkie obszary pokryte śniegiem i lodem zachowują się jednak w taki sam sposób. Na jeziorach sezonowa pokrywa śnieżno-lodowa utrzymuje się inaczej niż na sąsiadującym lądzie, co z kolei może wpływać na ilość promieniowania słonecznego odbijanego z powrotem w kierunku przestrzeni kosmicznej.

Naukowcy postanowili sprawdzić, jak duże znaczenie ma ten proces. Wykorzystując dane satelitarne z 22 lat obserwacji, zestawili ze sobą informacje dotyczące sezonowego występowania śniegu oraz ilości odbijanego promieniowania nad jeziorami i otaczającymi je obszarami lądowymi na półkuli północnej. Wyniki analiz opublikowali w czasopiśmie "Geophysical Research Letters".

Odbijają więcej energii, niż sądzono

Analiza pokazała, że w przeliczeniu na jednostkę powierzchni jeziora mogą mieć silniejszy efekt chłodzący niż znajdujące się wokół nich tereny. W przypadku jezior wartość ta wynosiła -14,4 wata na metr kwadratowy, podczas gdy dla obszarów lądowych było to -8,2 W/mkw. Oznacza to, że choć jeziora zajmują stosunkowo niewielką część powierzchni półkuli północnej, ich udział w odbijaniu energii słonecznej może być większy, niż wynikałoby to wyłącznie z ich powierzchni.

Różnica jest szczególnie widoczna w strefie lasów borealnych, których rozległe połacie rozciągają się w północnej części Ameryki Północnej, Europy oraz Azji. To właśnie tam udział jezior w chłodzącym działaniu śniegu i lodu może przekraczać jedną czwartą całego efektu. Znaczenie jezior nie jest jednak jednakowe przez cały rok. Największą rolę odgrywają one bowiem pod koniec wiosny, kiedy pokrywa śnieżna i lodowa zaczyna szybko zanikać.

Dlaczego jeziora odbijają więcej energii?

Badacze wskazują na dwa podstawowe mechanizmy, dzięki którym jeziora mają silniejszy efekt ochładzający niż otaczający je ląd. Pierwszym jest różnica w tempie zanikania śniegu. Na terenach lądowych śnieg zwykle topnieje wcześniej. Ciemniejsza powierzchnia gruntu zostaje wtedy odsłonięta i zaczyna pochłaniać większą ilość promieniowania słonecznego. W tym samym czasie powierzchnia jeziora może nadal pozostawać przykryta śniegiem i lodem, które odbijają znaczną część docierającego światła.

Drugim czynnikiem jest albedo, czyli współczynnik odbicia światła. Pokryte śniegiem jeziora charakteryzują się wyższym albedo niż pokryte śniegiem powierzchnie lądowe. Oznacza to, że większa część padającego na nie promieniowania zostaje odbita, zamiast zostać pochłonięta.

W rezultacie jeziora zachowują zdolność do odbijania energii słonecznej nawet wtedy, gdy otaczający krajobraz zaczyna już absorbować jej coraz więcej. Jest to szczególnie istotne w okresie przechodzenia z zimy do wiosny, gdy powierzchnia pokryta śniegiem i lodem na półkuli północnej zmienia się bardzo szybko.

Niedoceniane w modelach klimatycznych

Według autorów badania rola jezior powinna być dokładniej uwzględniana w modelach klimatycznych. Algorytmy te służą między innymi do analizowania zależności zachodzących pomiędzy poszczególnymi elementami systemu klimatycznego oraz do badania potencjalnych skutków zmian środowiskowych dla przyszłego bilansu energetycznego Ziemi.

Wpływ śniegu i lodu jest już w takich modelach uwzględniany, jednak powierzchnie jezior często nie są traktowane oddzielnie od znajdujących się w ich sąsiedztwie terenów. W efekcie część sezonowych różnic w bilansie energii może nie być wystarczająco dokładna.

Nie oznacza to jednak, że jeziora są w stanie zrekompensować skutki zmian klimatycznych. Badanie wskazuje raczej na kolejny, wcześniej niedostatecznie uwzględniany element systemu klimatycznego. Jego znaczenie powinno być analizowane razem z pozostałymi procesami wpływającymi na bilans energetyczny Ziemi oraz na jego prognozowane zmiany w przyszłości.