Tajemnica misternego systemu

klimat
Tajemnica misternego
systemu
(1)
Siedemset kilometrów od powierzchni Ziemi ponad setka
satelitów wyposażonych w najnowocześniejsze urządzenia
rejestruje temperaturę, ciśnienie, wilgotność, powolne ruchy
skorupy ziemskiej i inne parametry, które pozwalają po raz
pierwszy w historii człowieka, stworzyć cyfrowy portret naszej
planety. Dopiero z tej perspektywy widać mechanizmy, które
kierują jej cyklem życia.
Wzajemne powiązania energii słonecznej, wody i atmosfery – to najbardziej istotna
część mechanizmu od wieków kształtującego
warunki, w których żyjemy – klimat. Co widać z kosmosu?
Ekstrema
Na zachód od Afryki, w okolicy Wysp Zielonego Przylądka, rybacy łowiący ryby nie podejrzewają, że to właśnie tu rozpoczyna się proces,
który spowoduje kataklizm na południu USA.
Satelita rejestruje krytyczną temperaturę oceanu – 26◦C. W ciągu każdej godziny 180 ton
wody unosi się w powietrze. Para wodna zabiera ze sobą energię równą energii produkowanej przez małą elektrownię atomową. Na wysokości 1 km para ulega kondensacji w chmurę i uwalnia ciepło. Podnosi temperaturę otaczającego ją powietrza o kilka stopni Celsjusza.
Potężne pionowe ruchy mas powietrza pchają
chmury na wysokość 15 km. W miarę jak komórka burzowa rośnie, rotacja Ziemi wprawia
ją w ruch wirowy. Chmury burzowe łączą się
w ogromny krąg. Tak właśnie rodzi się huragan, który przesuwa się nad Atlantykiem i wędruje aż do Zatoki Meksykańskiej, gdzie cieplejsze wody jeszcze go zasilają. Wkrótce huragan uwolni zgromadzoną moc.
Współdziałanie Słońca i oceanu objawia się
w postaci wiejącego z prędkością 200 km/h
wiatru, który w ciągu kilku minut zmienia oblicze Luizjany. Ten sam mechanizm, działający dzięki zdolności wody do magazynowania
i przenoszenia energii, ma także zbawienne
skutki – działa jak wentyl bezpieczeństwa dla
przegrzewającego się oceanu. Ochładza masy
wody o około 4◦C. Pomaga zrównoważyć klimat, rozprowadzając ciepło po całej planecie.
Żyzność
Spojrzenie na Ziemię z satelity pokazuje
także, dlaczego jedne obszary są żyzne, a inne
nie. W środku lata w Nowym Jorku tempera-
tura osiąga 25◦C, wieje lekka bryza. Jedenaście tys. kilometrów dalej w Delhi, pada deszcz
monsunowy. W tym samym czasie satelita pokazuje szalejące w Australii pożary, a w Szanghaju – grad. Wydawałoby się, że te wydarzenia nie mają ze sobą związku. Jednak jest inaczej – wywołuje je kolejny proces.
Układy pary wodnej na powierzchnią Ziemi przemieszczają się zawsze w tym samym
kierunku na zewnątrz od równika, w kierunku biegunów, pchane przeważającymi wiatrami i rotacją Ziemi. Tworzą olbrzymie wiry
o średnicy 3 tys. kilometrów. Na półkuli północnej obracają się zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara, na południowej od-
Rys. M. TRZEPAŁKA
wrotnie. Gdy przesycone parą wodną wiatry
docierają do różnych ziemskich lądów, wytwarzają warunki specyficzne dla danego miejsca. W Indiach, ciepłe wilgotne masy powietrza są wypychane w górę przez pasmo Ghatów. Powstają ogromne chmury – efekt nazywamy monsunem. Miliardy ton wody spadają
z nieba zmieniając wysuszoną ziemię w żyzną
równinę. W Chinach monsuny napełniają niezliczone pola ryżowe. Dzięki temu procesowi
3,5 mld ludzi ma co jeść. To połowa ludności
Ziemi. Po drugiej stronie świata, przeważające wiatry muszą przejść nad wysokimi Andami. Duża wysokość odziera powietrze z wilgoci, przez co tworzy się jedno z najbardziej
suchych miejsc na Ziemi – Pustynia Atakama.
Są na niej miejsca, gdzie nigdy nie zarejestrowano opadów.
Kombinacja
Para wodna, woda, wiatr i kształt Ziemi składają się na inny proces odpowiedzialny za powstawanie najstarszego i najtrwalszego prądu
– Polarnego Prądu Strumieniowego. Jest on tak
potężny, że izoluje Antarktydę od reszty świata, uniemożliwia niemal całkowicie przedostawanie się ciepła i wilgoci. Tworzy najbardziej suche i wietrzne miejsce na świecie. Te
warunki inicjują zjawisko, które ma wpływ na
cały istniejący świat. Każdej zimy wokół Antarktydy tworzy się 25 tys. miliardów ton lodu
morskiego. Skuty lodem obszar jest większy od
Australii. Wiatr katabatyczny wiejący z prędkością 150 km/h sprawia, że wszystko zastyga
w bezruchu. W odległym zakątku wybrzeża,
zwanym Morzem Weddella, tworzą się płonie
– duże obszary otwartej słonej wody otoczone
lądem. Wiatr katabatyczny ochładza wodę do
temp. poniżej 0◦C.
Proces, który może się toczyć dzięki wyjątkowym właściwościom fizycznym wody rozpoczyna się, gdy temperatura wody oceanu
spadnie poniżej 1,5◦C. Na jego powierzchni zaczyna tworzyć się lód. Zamarzająca woda uwalnia sól, warstwa wody pod lodem zamienia się
w solankę spływającą w dół wąskimi, długimi
szczelinami w nowo utworzonym lodzie. Solanka jest gęstsza od wody, więc opada w dół
wraz z tlenem zaabsorbowanym z powietrza.
Już po 7 dniach to zjawisko przebiega w takiej
skali, że jest widoczne z kosmosu. W każdej sekundzie 0,5 mln m3 gęstej, słonej wody opada
na dno oceanu tworząc pionowy prąd. Tu solanka rozpływa się na odległość setek kilometrów na boki. Spływa nad szelfem kontynentalnym, tworząc wodospad, którego strumień
jest tak silny, jak 500 mln wodospadów Niagara! Wody z Antarktydy przemieszczają się
w kierunku równika. Jej zimne masy powodują mieszanie się i ochładzanie wód w oceanach.
Ten system reguluje średnią temperaturę wody
z dokładnością do 0,5◦C. Dzięki tej precyzji nie
dochodzi do nagłych zmian klimatu.
To tylko nieliczne z misternych mechanizmów kształtujących i kierujących klimatem.
W następnym odcinku ciąg dalszy zaskakujących zjawisk widzianych z satelity.
ANNA TARKOWSKA
„Treści zawarte w publikacji nie stanowią oficjalnego stanowiska organów
Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
w Katowicach”
20
trybuna leśnika nr 4/2016