Ľadovec v Alpách - vzdelávací server v Hamburgu
Rovnako ako takmer všade na svete, aj ľadovce v Alpách stratili v posledných desaťročiach pod vplyvom zmeny podnebia plochu a hmotu.
Ľadovec v Alpách
Alpy siahajú s dĺžkou 1200 km cez Švajčiarsko, Nemecko, Slovinsko, Taliansko, Lichtenštajnsko, Rakúsko a Francúzsko. Zaberajú plochu asi 190 000 km² a obýva ich asi 15 miliónov ľudí. 1 V nemecky hovoriacej oblasti sa Alpy delia na západné a východné. Západné Alpy sú vyššie ako východné Alpy a majú početné vrcholy vysoké viac ako 4000 m. V západných Alpách je Mont Blanc (4810 m) najvyššou horou Álp a Európy. Nachádza sa tu väčšina ďalších štvortisícovkových vrcholov Álp s masívom Monte Rosa (4634 m), Matterhorn (4478), Jungfrau (4158 m) a ďalšími. Vo východných Alpách iba Bernina Group (4049 m) dosahuje výšku niečo vyše 4000 m, zatiaľ čo najvyššia hora Rakúska Großglockner je vysoká iba 3797 m. Západ a východ sú ohraničené Rýnom a priesmykom Splügen.
Ľadovce a podnebie v Alpách
Obr. 1: Ľadovec Rhone okolo roku 1900 20
Alpy sú v súčasnosti domovom okolo 5 000 ľadovcov, 2 ktorá v 70. rokoch zaberala plochu takmer 3 000 km². 3 Najväčším údolným ľadovcom v Alpách je ľadovec Aletsch, ktorý bol vyhlásený za svetové dedičstvo UNESCO a tiahne sa 23 km v Bernských Alpách. Ľadovce v Alpách sú hlavným zdrojom Rýna, Rhôny, Pádu a Dunaja; pohorie Álp je preto známe aj ako „vodárenské veže“ Európy. 1 Celkom dve tretiny trvalých ľadových plôch pohorí strednej Európy (Alpy, Pyreneje, Kaukaz) sa nachádzajú v Alpách. 4
Alpy podliehajú štyrom rôznym klimatickým vplyvom: mierny a vlhký vzduch prúdi do alpskej oblasti od Atlantiku na západe, teplý stredomorský vzduch od juhu, studený polárny vzduch od severu a kontinentálny vzduch od východu.
Priestorová zmena podnebia a fyziogeografia Álp ovplyvňujú rozloženie teploty a zrážky. Samotné Alpy majú vzhľadom na svoju nadmorskú výšku, vegetáciu a snehovú pokrývku vplyv na počasie. 1 Na severnej a južnej strane Álp spadajú v nadmorskej výške okolo 2 000 m ročne zrážky medzi 2 000 a 2 800 mm, zatiaľ čo v stredných Alpách je to iba 800 až 1 800 mm. Letné teploty v južných Alpách sú o 1 ° C vyššie ako na severnej strane. Na severe je stredoeurópske-oceánske podnebie, v stredných Alpách sú rozhodujúce kontinentálne poveternostné podmienky. 5
Obr. 2: Priemerná ročná teplota v Alpách a okolí 1971-2000 podľa modelových údajov 21. deň
Teplota a zrážky sú rozhodujúce pre vývoj ľadovcov v Alpách. Teplota v Alpách závisí od ročného obdobia a nadmorskej výšky. Závislosť od nadmorskej výšky má najväčší vplyv od jesene do začiatku zimy.
Sezónnosť zrážok je priestorovo variabilná a závisí od polohy a orografie. V Alpách je však vidieť gradient východ-západ: na východe Álp je menej zrážok ako na západe, čo sa dá vysvetliť blízkosťou západu k Atlantiku. V zime padajú takmer všetky zrážky od 1 500 m vo forme snehu; sneh zostáva v nadmorskej výške 2 000 m od polovice novembra do konca mája. 1
Výkyvy vo veľkom rozsahu atmosférickej cirkulácie ovplyvňujú aj podnebie v Alpách. Účinky týchto zmien na rozvoj oblastí vysokého a nízkeho tlaku a tým aj na transport (advekciu) vzdušných hmôt do Álp. Napríklad oblasť vysokého tlaku v lete vedie k potopeniu suchých vzduchových hmôt, čo je spojené s malou oblačnosťou a zrážkami. To zvyšuje slnečné žiarenie, teplota stúpa a vedie tak k výraznej negatívnej hmotnostnej bilancii ľadovcov. Topenie ľadu sa zintenzívňuje, najmä koncom leta, pretože ľad v oblasti topenia je priamo vystavený krátkovlnnému žiareniu. Sneh v tejto oblasti je starý a špinavý, takže má nízke albedo, ktoré zvyšuje proces topenia.
V zime je oblasť nízkeho tlaku nad Britskými ostrovmi a nad Severným morom spojená s južným zasahovaním teplého a vlhkého vzduchu. Ak je oblasť nízkeho tlaku ďalej na východ, dochádza k advekcii studeného vzduchu, ktorý prenáša vlhké vzdušné hmoty z polárnych oblastí do severných Álp. To vedie k zvýšeniu zrážok a zvýšenej tvorbe oblakov. Oboje vedie k zníženiu prichádzajúceho slnečného žiarenia a k nízkym teplotám a nakoniec k pozitívnej hmotnostnej bilancii. Prírastok hmotnosti spôsobený snehom potom opäť zvyšuje albedo. Poloha a sila nízkotlakých a vysokotlakových oblastí nad severoatlantickým regiónom v Európe a doba ich výskytu sú preto rozhodujúce pre postup hromadenia vzduchu a teda pre hmotnostnú bilanciu ľadovcov. 6.
Najmä v zime je podnebie výrazne ovplyvňované Severoatlantickou osciláciou (NAO), ktorá má vplyv na teplotu a zrážky, najmä na západe a vo vysokých nadmorských výškach. Silnejší NAO zabezpečuje transport teplých a vlhkých vzdušných hmôt z Atlantiku smerom k Alpám. Súčasne vyššie zrážky v dôsledku vyšších teplôt do značnej miery padajú ako dážď namiesto snehu, takže ľadovce strácajú hmotu. Na východe je naopak pri vyšších zimných zrážkach pozdĺž severnej hranice Álp a stúpajúcom indexe NAO tiež viac snehu, pretože tu sú teploty kvôli kontinentálnejšej polohe nižšie ako na západe. V strede a na juhu Álp je pri silnom NAO menej zrážok, pretože regióny ležia v závetrí hlavných prúdov vzduchu. To má negatívny vplyv na tvorbu ľadovcov.
Klimatické zmeny v Alpách
Pozorovaný klimatický trend v Alpách ukazuje, že nočné teploty v zime sa v porovnaní s 20. storočím zvýšili až o 2 ° C. Nárast denných teplôt je menší. Od roku 1980 išlo otepľovanie v Alpách ruka v ruke s globálnym otepľovaním; v Alpách je však zhruba trikrát vyššia ako svetový priemer. Obzvlášť silné zvýšenie teploty bolo pozorované v rokoch 1994, 2000, 2002 a najmä v horúcom lete 2003. 1
Obr. 3: Zmeny teploty v alpskej oblasti v porovnaní s rokmi 1901-2000 22
Zvýšenie teploty v Alpách má niekoľko príčin. Do roku 1950 sa výkyvy teplôt dajú vysvetliť hlavne prírodnými vplyvmi, ako je zvýšené slnečné žiarenie. Od roku 1950 mali antropogénne aerosóly a emisie skleníkových plynov zhruba rovnaký účinok ako prírodné vplyvy. V rokoch 1950 až 1970 došlo k miernemu ochladeniu alpského podnebia, pretože tu dominoval vplyv antropogénnych aerosólov; Od roku 1970 mali prevahu antropogénne skleníkové plyny a otepľovalo sa. 7.
Čo sa týka zrážok, dá sa povedať, že na severozápade Álp sa zrážky zvýšili, najmä v zime, zatiaľ čo v južnej a východnej časti Álp bol pokles zaznamenaný na jeseň. Pri snehových zrážkach možno konštatovať, že v nižších polohách Álp (8
Zmeny v alpských ľadovcoch
Obrázok 4: Ľadovec Rhone v roku 2005 23
Ľadovce v Alpách sú najlepšie zdokumentovaným ľadovcom na svete s viac ako storočným pozorovaním. 3 Nepretržité merania hmotnostnej bilancie existujú najmenej 10 rokov pre 25 ľadovcov v Alpách a 11 z nich počas 30 rokov. 9 Vo Švajčiarsku sa meranie dĺžky 10 ľadovcov začalo už v roku 1880 a v roku 1914 sa stanovenie hmotnostnej bilancie Claridenfirnu. 5
Maximálny povrch a objem alpských ľadovcov sa dosiahol za posledných tisíc rokov na konci malej doby ľadovej v polovici 19. storočia, 4 keď bola celková zaľadnená plocha okolo 4500 km 2. Odvtedy sa povrch ľadovcov do 70. rokov zmenšil na 2 900 km 2, do roku 2003 na niečo viac ako 2 000 km 2 a do roku 2010 na 1 800 km 2. Počas prvých 130 rokov bola miera straty 10 - 15 km 2 ročne a po roku 1985 sa zvýšila na 40 - 45 km 2/rok.
Obr. 5: Zmeny v kumulatívnej ročnej hmotnostnej bilancii vo vzťahu k roku 1964 vo vodných ekvivalentoch pre vybrané alpské ľadovce 24
Obdobne sa od polovice 19. storočia zmenšil aj objem ľadovcov. Aj keď sa to na obdobie okolo roku 1850 odhadovalo na 200 - 300 km 3, výpočty na prelom milénia predstavovali zhruba polovicu a pre rok 2011 iba 80 km 3 . 3 Od roku 1980 sa však opäť pozoruje zrýchlená strata ľadu, ktorá vyvrcholila rekordným horúcim letom roku 2003 so stratou objemu 5 - 10% v porovnaní s celkovým objemom z roku 2000. 4 Súčasný objem ľadovca je tretinou pôvodného objemu z roku 1850 10 a malo sa očakávať až v roku 2025. 11
Odhady sú však plné veľkej neistoty. Jednotlivé roky sa môžu odchyľovať od celkového trendu. Najmä väčšie ľadovce tiež nie sú v súlade s dnešnou klímou. Pravdepodobne by museli stratiť ďalšiu tretinu svojej plochy, aby boli v rovnováhe s podnebím na začiatku 21. storočia. 3 Porovnanie povrchových zmien ľadovcov v Ötztalských Alpách naznačuje, že ľadovce s plochou menšou ako 0,1 km² sa naopak prispôsobili súčasnej klíme. 12
Príčiny topenia Glacier Melt
Príčiny ústupu ľadovcov v Alpách sú jednak prirodzené výkyvy podnebia, jednak zmeny podnebia spôsobené ľuďmi; oba prispievajú asi polovicou k ústupu ľadovcov. 13, 14
Od roku 1970 bolo možné v Alpách pozorovať antropogénne otepľovanie (pozri vyššie), ktoré významne prispelo k topeniu ľadovcov. Ale ešte pred týmto časovým bodom záznamy ukazujú, že ľadovce v Alpách ustúpili v rokoch 1860 až 1930 v priemere okolo jedného kilometra. Ústup ľadovcov v tomto období možno veľmi pravdepodobne vysvetliť usadeninami sadzí v dôsledku industrializácie. Vďaka usadeným časticiam sadzí sa povrchové albedo ľadovca zmenšuje a tým je absorbované slnečné žiarenie väčšie, takže ľad absorbuje teplo. 15, 16
Obr. 6: Dni za rok s maximálnou teplotou nad 0 ° C vo výške 3000 m v skupine Ortles-Cevedale v Taliansku 25
Projekcie
Podľa modelových výpočtov s regionálnym klimatickým modelom REMO môže v alpskom regióne do konca 21. storočia dôjsť k výraznému otepleniu o 3 ° C na 4,5 ° C. 17 Na leto sa predpokladá, že oteplenie nad západom Álp bude silnejšie ako nad východom. Tiež sa predpokladá, že v Alpách stúpa viac vo vyšších nadmorských výškach ako v nižších nadmorských výškach. 1
Podľa modelových predpovedí sa množstvo ročných zrážok zmení len mierne, sezónne rozdiely sa však môžu ešte zväčšiť. V lete sa zrážky znížia o 30%, v zime sa zvýšia o 5-10%. 8. V dôsledku zvyšujúcich sa teplôt dochádza k výraznému znižovaniu množstva sneženia a počtu snehových dní, pretože zrážky budú čoraz viac padať ako dážď. Hladina mrazu môže v zimných mesiacoch do konca storočia stúpnuť asi o 650 m. Pre regióny medzi 1 000 a 1 500 m to znamená pokles množstva snehových zrážok až o 60%. Aj nad 2 000 m môže sneženie stále klesnúť o 20 - 30%. 17
Obr. 7: Zmena v oblasti ľadovcov (hore) a akumulovaný objem ľadu všetkých ľadovcov v európskych Alpách 1900 - 2100 26
Tieto trendy majú rozhodujúci vplyv na hmotnostnú bilanciu ľadovcov a snehovej pokrývky v Alpách. 1 Straty ľadu z alpských ľadovcov sa budú stále zvyšovať. Pre rok 2050 sa počítalo s poklesom o -1,3 m ekvivalentu vody (t. J.) Za rok. Zaľadnená plocha sa zníži na 4% rozlohy roku 2003 podľa vysokého scenára RCP8,5 a na 18% tejto plochy podľa nízkeho scenára RCP2,6. Aj podľa scenára RCP2.6 mohlo medzi rokmi 2003 a koncom 21. storočia zmiznúť viac ako 80% povrchu ľadovca. 18
Mnoho malých ľadovcov v nižších polohách sa úplne roztopí. Veľmi malé ľadovce s rozlohou menšou ako 0,5 km 2 už stratili 60% svojho objemu za posledných 30 rokov a do roku 2040 stratia ďalších 90% svojho súčasného objemu. 71% týchto ľadovcov potom úplne zmizne. 19 Na druhej strane veľmi veľké ľadovce vykazujú nižší podiel straty plochy v dôsledku ich dlhšej reakčnej doby. Topenie údolných ľadovcov, z ktorých niektoré majú hrúbku ešte niekoľko stoviek metrov, trvá mnoho desaťročí, takže niektoré z veľkých údolných ľadovcov budú existovať aj na konci 21. storočia. Podľa modelových simulácií sa druhý najväčší alpský ľadovec, ľadovec Gorner na juhozápade Švajčiarska, rozpadne na rôzne časti krátko po polstoročí, ale okolo roku 2100 bude mať v dnešnej firnovej oblasti stále väčšie masy ľadu (pozri obr.). 18
Obr. 8: Prognózy rozsahu ľadovcov Gornerovho ľadovca v juhozápadnom Švajčiarsku podľa scenára RCP6.0 do roku 2100 26