Australia rozpoczęła 2013 rok od rekordowej fali upałów, która trwała ponad dwa tygodnie w wielu częściach kraju. Temperatury regularnie przekraczały 48°C, z najwyższym odnotowanym maksimum 49.6°C w Moomba w Południowej Australii. Ekstremalne warunki były związane z opóźnionym początkiem australijskiego monsunu i wolno poruszającymi się systemami pogodowymi nad kontynentem.
Australia zawsze doświadczała fal upałów, i są one normalną częścią większości lat. Jednak obecne wydarzenie dotykające znaczną część śródlądowej Australii zdecydowanie nie było typowe.
Najbardziej znaczącą rzeczą w ostatnich upałach był ich zasięg na całym kontynencie, oraz ich trwałość.
To bardzo niezwykłe mieć tak rozległe ekstremalne temperatury – i utrzymywać je tak długo. Tylko na podstawie tych dwóch wskaźników, zasięgu przestrzennego i czasu trwania, ostatnie dwa tygodnie przewyższają jedyną poprzednią analogię w zapisie historycznym (od 1910 roku) – dwutygodniowe ogólnokrajowe upały podczas lata 1972-1973.
Dobrą miarą zasięgu przestrzennego upałów jest australijska średnia maksymalna temperatura dzienna. Jest to średnia najwyższych dziennych temperatur powietrza tuż nad powierzchnią kontynentu australijskiego, w tym Tasmanii. Średnia krajowa jest obliczana przy użyciu trójwymiarowej interpolacji (z uwzględnieniem topografii) ponad 700 miejsc obserwacji każdego dnia.
W poniedziałek i wtorek w zeszłym tygodniu (7 i 8 stycznia) temperatura ta wzrosła do ponad 40°C. Poniedziałkowa temperatura 40.33°C ustanowiła nowy rekord, bijąc poprzednie najwyższe australijskie dzienne maksimum 40.17°C ustanowione w 1972 roku. Temperatura we wtorek była trzecią najwyższą na świecie i wyniosła 40.11°C.
Załączona mapa temperatur pokazuje, jak duża część kraju doświadczyła ekstremalnie wysokich temperatur, z ponad 70% kontynentu, gdzie odnotowano temperatury przekraczające 42°C.
I to nie jest tak, że tego typu dni zdarzają się tak często. Rekordy ustanowione w zeszłym tygodniu znajdują się od dwóch do trzech odchyleń standardowych powyżej długoterminowej średniej styczniowej wynoszącej 35°C.
Może bardziej nietypowo, średnia temperatura Australii (reprezentująca średnią dziennego maksimum i nocnego minimum) ustanowiła rekordowo wysokie wartości w obu dniach na poziomie 32.22 (7 stycznia) i 32.32°C (8 stycznia), które były znacznie powyżej poprzedniego maksimum 31.86°C, ustanowionego w 1972 roku.
Jednakże, to naprawdę czas trwania tej ekstremalnej fali ciepła czyni ją tak niezwykłą i tak znaczącą pod względem skutków.
Choć niektóre miasta w Australii słyną z przedłużających się okresów gorących temperatur, ograniczona geograficzna natura tych wydarzeń odróżnia je od styczniowej fali ciepła. Wielodniowe ekstremalne upały obejmujące większą część kontynentu są zarówno rzadkie, jak i odosobnione.
Nieczęsto zdarza się, aby średnia australijska temperatura przekraczała 39°C nawet przez dwa dni z rzędu. Seria trzech dni z temperaturą powyżej 39°C wystąpiła tylko trzy razy, a seria czterech dni tylko raz, w 1972 roku.
Obecna fala upałów była świadkiem sekwencji australijskich temperatur powyżej 39°C przez siedem dni, oraz powyżej 38°C przez 11 dni z rzędu.
Sekwencja średniej australijskiej temperatury była równie imponująca. W chwili obecnej, pierwsze dwa tygodnie stycznia 2013 roku posiadają rekordy najgorętszego australijskiego dnia w historii, najgorętszego dwudniowego okresu w historii, najgorętszego trzydniowego okresu, najgorętszego czterodniowego okresu i, cóż, każdego sekwencyjnego rekordu dnia rozciągającego się od jednego do 14 dni dla średniej temperatury dziennej.
Liczba rekordów, które padły dla poszczególnych miejsc jest obecnie zbyt duża, aby je tutaj skatalogować, a Biuro Meteorologii przygotowało Specjalne Oświadczenie Klimatyczne ze szczegółową analizą pobitych rekordów temperatury. Lista rekordów jest ograniczona tylko do tych stacji, które mają co najmniej 30 lat zapisów.
Więc, czy to wszystko ma coś wspólnego ze zmianami klimatycznymi?
Aby umieścić to w kontekście, musimy spojrzeć na wpływ zmian tła w systemie klimatycznym.
Planeta się ociepla, a więc i Australia
Planeta Ziemia się ociepla. Naukowcy zajmujący się klimatem wykorzystują szereg różnych wskaźników do śledzenia globalnego ocieplenia. Obejmują one zawartość ciepła w oceanie, temperatury powierzchni morza, poziom morza, temperatury w dolnej i środkowej troposferze oraz tempo topnienia lodowców i pokrywy lodowej.
Powierzchnia Ziemi, mierzona średnią temperaturą globalną, ociepliła się o około jeden stopień Celsjusza w ciągu ostatnich stu lat, a dekada od 2001 do 2010 roku była najcieplejszą, jaką odnotowano.
Ocieplenie to zostało silnie przypisane rosnącej ilości gazów cieplarnianych pochodzących z działalności człowieka. Chociaż istnieje wiele wpływów na system klimatyczny, takich jak zmieniające się promieniowanie słoneczne i zmieniające się aerozole atmosferyczne, jest bardzo jasne, że ocieplenie zostało zdominowane przez zwiększony poziom dwutlenku węgla.
Kula ziemska nie ociepla się wszędzie jednakowo, głównie z powodu naturalnych regionalnych różnic w klimacie. W Australii, temperatury na lądzie i temperatury otaczających oceanów ociepliły się o około 1°C od 1910 roku, co jest dość bliskie globalnym trendom.
Cieplejsza planeta oznacza cieplejszą atmosferę dla całej naszej pogody i klimatu
Jak system klimatyczny ociepla się z powodu rosnącej ilości gazów cieplarnianych, więcej energii jest zatrzymywane w dolnej atmosferze. Ta dodatkowa energia wpływa na całą naszą pogodę i klimat.
W zasadzie każdy system pogodowy i prąd oceaniczny działa w systemie klimatycznym, który jest teraz średnio o jeden stopień cieplejszy niż sto lat temu.
W ten sposób wpływ globalnego ocieplenia jest wyraźnie obserwowany w przesunięciu rozkładu dziennej pogody, jak również przesunięciach miesięcznego i sezonowego klimatu, w kierunku wyższych temperatur. Jak obecnie komunikuje wielu klimatologów, ocieplająca się planeta obciąża kości klimatyczne na korzyść cieplejszych warunków.
Tak więc, o ile „przyczyna” pojedynczego zdarzenia pogodowego, w tym fali upałów, jest zawsze proksymalnie związana z antecedentnymi warunkami pogodowymi – o tyle możliwe jest określenie wpływu zmian klimatycznych na częstość występowania takiego zdarzenia. Wyraża się to zwiększonym prawdopodobieństwem wystąpienia tych ekstremalnych zdarzeń w porównaniu z przeszłością lub w porównaniu ze scenariuszami modelowania klimatu zakładającymi niezmienny klimat.
Nawet w dalszej kolejności, poprzedzające warunki pogodowe w styczniowej fali upałów same wykazały wpływ ocieplającego się świata.
Wiodącymi warunkami klimatycznymi dla tego zdarzenia były cztery miesiące bardzo ciepłych temperatur w całej Australii. Okres od września do grudnia 2012 r. był najcieplejszym takim okresem w historii (od 1910 r.) pod względem dziennych temperatur maksymalnych.
W listopadzie prekursor styczniowej fali ciepła dotknął wiele części kraju przez dłuższy czas. W listopadzie prekursor styczniowej fali upałów oddziaływał przez dłuższy czas na wiele części kraju. Ustanowił najwyższą wiosenną temperaturę w historii Wiktorii (a NSW nie udało się pobić swojego rekordu; nie udało się pobić ekstremalnego upału, który wystąpił w 2009 r.). W tym kontekście, ostatnia fala upałów to niewiele więcej niż przedłużenie rekordowo gorących dla Australii czterech miesięcy, pogorszonych z powodu połowy lata.
Odnotowujemy więcej rekordowych upałów niż zimna
Względnie niewielka zmiana średniej temperatury może z łatwością podwoić częstotliwość występowania ekstremalnych upałów. Od lat 40. Australia stale się ociepla, a prawdopodobieństwo wystąpienia ekstremalnych upałów wzrosło prawie pięciokrotnie w porównaniu z sytuacją sprzed 50 lat.
W ciągu ostatniej dekady liczba rekordów ekstremalnych upałów w Australii przewyższyła liczbę rekordów ekstremalnych zimna o prawie 3:1 dla dziennych temperatur maksymalnych i 5:1 dla nocnych temperatur minimalnych.
Czas trwania fal upałów wydłużył się w niektórych częściach, zwłaszcza w północnej połowie kontynentu. Innymi słowy, częstotliwość nienormalnie gorących dni (powyżej 90 percentyla) wzrosła o 30%, a częstotliwość gorących nocy (powyżej 90 percentyla) wzrosła o 50%.
Warto zauważyć, że lato, które właśnie minęło w USA było najcieplejsze w historii, z rekordami ekstremalnych upałów złamanych w tempie nigdy wcześniej nie widzianym. Badania tutaj i za granicą pokazują, że wiele z ostatnich ekstremalnych letnich upałów na całym świecie – takich jak europejska fala upałów w 2003 roku, rosyjska fala upałów w 2010 roku i amerykańskie fale upałów w 2011 i 2012 roku – byłoby bardzo, bardzo mało prawdopodobne bez wpływu globalnego ocieplenia.
Globalne ocieplenie nie tylko ociepla lato, ale także rozszerza letni okres roku, tworząc idealne warunki dla rekordowych ekstremalnych upałów.
W Australii bardzo niepokojący jest znaczny trend wzrostowy ciężkiej pogody pożarowej – pogody sprzyjającej rozprzestrzenianiu się i intensyfikacji pożarów buszu i traw – w około połowie miejsc monitorowania badanych w całym kraju, ze skoncentrowanym wzrostem w południowo-wschodniej części kontynentu. Sezon pożarowy jest teraz dłuższy, co ogranicza czas na przygotowania, takie jak redukcja paliwa.
Nawet nie jest to zaskakujące i zostało z góry przewidziane – połączony wpływ ocieplenia i wysuszenia chłodnego sezonu zwiększa zagrożenie pożarowe w regionie, który już jest bardzo podatny na pożary.
Spodziewamy się, że ekstremalne ciepłe zjawiska pogodowe będą występować częściej
Przyszłe ocieplenie klimatu spowodowane emisją gazów cieplarnianych z dużym prawdopodobieństwem doprowadzi do dalszego wzrostu częstotliwości występowania niezwykle gorących dni i nocy oraz do dalszego spadku częstotliwości występowania niezwykle zimnych dni i nocy.
Zmiany te spowodują zdarzenia pogodowe, które w coraz większym stopniu wykraczają poza nasze wcześniejsze doświadczenia.
I nie chodzi tu tylko o ekstrema temperaturowe. Prognozy modeli klimatycznych wskazują, że częstotliwość występowania wielu różnych rodzajów ekstremalnej pogody zmieni się wraz z ocieplaniem się planety.