Fizyczne wyjaśnienie ekstremalnego skoku globalnej temperatury w 2023 roku

Dlaczego skok ciepła w 2023 r. ma znaczenie

Pod koniec lata i na początku jesieni 2023 r. globalne temperatury powierzchni wzrosły znacznie ponad dotychczasowe rekordy, co zaniepokoiło naukowców i opinię publiczną. Badanie stawia proste pytanie o dalekosiężnych konsekwencjach: czy ten skok oznacza, że globalne ocieplenie nagle przyspieszyło, czy też był wynikiem rzadkiej konfiguracji naturalnych wzorców klimatycznych nałożonej na ocieplenie spowodowane działalnością człowieka?

Rekordowy skok globalnego ocieplenia

Autorzy pokazują, że największa część fali temperatur w 2023 r. pochodziła z oceanów świata, w szczególności z rozległego basenu Indo-Pacyfiku. Porównując sierpień–październik 2023 z tymi samymi miesiącami 2022 r., stwierdzili rekordowy wzrost roczny temperatury powietrza nad powierzchnią mórz. Około dwie trzecie tego oceanicznego skoku wiązało się z wodami Indo-Pacyfiku, z dodatkowymi wkładami z wyjątkowo ciepłego północnego Atlantyku oraz rozległych obszarów lądowych w tropikach i północnych średnich szerokościach. Ogólna wielkość i timing tego skoku jednak wyróżniają się na tle poprzednich silnych lat El Niño, sugerując obecność innego mechanizmu.

Nowe El Niño na tle utrzymującej się La Niña

El Niño i La Niña opisują wahania temperatur i wiatrów w Oceanie Spokojnym, które rozprzestrzeniają się na klimat globalny. Zwykle globalne temperatury osiągają szczyt kilka miesięcy po pełnym rozwinięciu się El Niño. W 2023 r. umiarkowane do silnego El Niño rozwinęło się z rzadkiej „potrójnej” La Niña, która przez kilka lat ochładzała wschodni Pacyfik. To stworzyło warunki do niezwykle ostrego przejścia: zimne wody powierzchniowe i grube warstwy niskich chmur w 2022 r. zmieniły się na znacznie cieplejsze morza w 2023 r., zwłaszcza w obszarach, gdzie powietrze zwykle opada. Żaden porównywalny skok temperatur Indo-Pacyfiku nie jest widoczny w poprzednich silnych epizodach El Niño sięgających 1979 r.

Chmury, światło słoneczne i napływ energii

Ponieważ niskie chmury działają jak jasne zwierciadło dla światła słonecznego, zmiany w pokryciu chmur mogą silnie wpływać na ilość energii pochłanianej przez system Ziemi. Szybkie ocieplenie temperatur powierzchni mórz w zwykle suchych, subsydencyjnych regionach wschodniego i centralnego Pacyfiku zmniejszyło stabilność dolnej atmosfery, przerzedzając i rozpadając warstwy niskich chmur. W miarę kurczenia się tych refleksyjnych chmur więcej światła słonecznego docierało do powierzchni oceanu. Autorzy stwierdzają, że region Indo-Pacyfiku doświadczył jednego z największych wzrostów netto dopływu energii na szczycie atmosfery od początku rekordów satelitarnych, ściśle pokrywającego się ze strefami najsilniejszego ocieplenia. Ten zysk energii, wraz z bardzo niską globalną refleksyjnością w 2023 r., pomógł naładować górne warstwy oceanu i przygotował atmosferę do szybkiego ogrzewania.

Niezwykłe tropikalne opady i wczesne ogrzewanie atmosfery

Wzory opadów nad ciepłymi morzami tropikalnymi kontrolują miejsca, w których ciepło jest uwalniane do atmosfery. W „kanonicznym” El Niño opady zwykle maleją nad zachodnim basenem cieplejszych wód Pacyfiku, a zwiększają się nad chłodniejszymi obszarami centralnymi i wschodnimi później w roku. W 2023 r. ten wzorzec był stłumiony i przesunięty. Temperatury powierzchni morza nad zachodnim basenem cieplejszych wód pozostały wyższe niż w typowych zdarzeniach El Niño, a opady tam faktycznie wzrosły zamiast się zmniejszyć. Jednocześnie wody wschodniego Pacyfiku ocieplały się, lecz sezonowe chłodzenie ograniczało formowanie się głębokich burz. Badanie stosuje indeks ważony opadami, pokazując, że ta dziwna mieszanka pozwoliła troposferze tropikalnej ogrzać się wcześniej niż zwykle, już pod koniec lata, zamiast czekać do zimy.

Od tropików po glob: dlaczego skok był tak duży

Gdy wolna tropikalna atmosfera się ogrzeje, duże układy falowe rozprzestrzeniają to ciepło ku wyższym szerokościom, podnosząc globalną temperaturę powietrza przy powierzchni. Autorzy znajdują ścisły związek statystyczny między temperaturami w środkowej troposferze tropików a globalnym ociepleniem powierzchni, a rok 2023 plasuje się blisko górnej krawędzi tego związku. Identyfikują też dodatkowe wzmocnienia ze strony rekordowo ciepłego tropikalnego północnego Atlantyku oraz z tła wzorców temperatur powierzchni morza przypominającego La Niña na dłuższych skalach czasowych. Wiele z tych powolnych wariacji i reakcji chmur jest słabo odzwierciedlonych w obecnych modelach klimatu, co może wyjaśniać, dlaczego symulacje mają trudności z odtworzeniem zdarzenia tak ekstremalnego jak skok z 2023 r.

Co to oznacza dla naszej przyszłości

Badanie wnioskuje, że niezwykły skok ciepła w 2023 r. nie wynikał z nagłego wzrostu tempa ocieplenia wywołanego przez człowieka, lecz z rzadkiego zgrania naturalnych procesów działających na tle długoterminowego trendu. Poprzedzająca wieloletnia La Niña, dekady nagromadzonego ciepła w zachodnim Pacyfiku, rekordowo niska pokrywa niskich chmur nad wschodnim Pacyfikiem, nietypowy wzorzec El Niño i wyjątkowo ciepły Atlantyk zgrały się w tym samym sezonie. Każdy z tych czynników był wcześniej obserwowany, ale ich zgranie w 2023 r. było wyjątkowe. Praca ta sugeruje, że w miarę dalszego ocieplania się planety podobne zbiegi stanów oceanicznych i chmur mogą tymczasowo wypchnąć globalne temperatury znacznie powyżej średniej, dając wczesny przedsmak warunków spodziewanych w dalszej części tego stulecia.

Cytowanie: Mex, J., Cassou, C., Jézéquel, A. et al. Physical understanding of the extreme global temperature jump in 2023. Commun Earth Environ 7, 406 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03382-6

Słowa kluczowe: skok ciepła 2023, El Niño, ocieplenie Indo-Pacyfiku, sprzężenia chmur, globalna temperatura powierzchni