Jak pokazać w domu różnicę między lodem pływającym a lądowym?

To jedno z niewielu doświadczeń, które naprawdę rozstrzyga sprawę w kuchni. Dwie szklanki nalane po brzegi: do pierwszej wrzucamy kostki lodu (lód pływający), obok drugiej kładziemy kostki na spodku opartym o brzeg tak, żeby topniejąca woda spływała do środka (lód lądowy). Po kwadransie pierwsza szklanka stoi nietknięta, a druga się przelewa. Dziecko widzi wtedy własnymi oczami, dlaczego Grenlandia znaczy dla poziomu mórz coś zupełnie innego niż arktyczna kra.

Czy nie jest to temat, którym łatwo dziecko przestraszyć?

Straszenie nie uczy — po nim zostaje bezradność, a nie wiedza. Lepiej trzymać się trzech rzeczy: co zmierzono (satelity liczą lód od pięćdziesięciu lat), jak to działa (sprzężenie zwrotne, które da się narysować strzałkami na kartce) i co się robi (redukcja emisji i adaptacja, obie prowadzone w Polsce już dziś). Dziecko, które rozumie mechanizm, zadaje pytania. Dziecko, które usłyszało tylko katastrofę, zamyka temat.

Skąd wziąć aktualne dane, żeby nie opierać się na hasłach z internetu?

Zasięg lodu morskiego publikuje codziennie amerykańskie NSIDC, a masę lądolodów — misje satelitarne GRACE, których wyniki podaje NASA na stronach o klimacie. Po polsku dane o Bałtyku i pogodzie prowadzi IMGW. Warto przy okazji pokazać dziecku, jak rozpoznać źródło: seria pomiarowa z podanym okresem i metodą to co innego niż pojedyncze zdjęcie z podpisem. To umiejętność, która przyda się długo po tej lekcji.

Zmiany klimatu a topnienie lodów obszarów okołobiegunowych

około 10 minut

W tej lekcji1/10

Lecąc latem nad Grenlandią widzę coś, czego moi pradziadowie nie widywali: po wierzchu lądolodu płyną rzeki niebieskie jak farba i znikają w dziurach w lodzie. Ta woda skończy w oceanie, a ocean ma jeden wspólny poziom na całej planecie. Trzy i pół tysiąca kilometrów dalej podnosi się przez to woda przy molo w Sopocie. To jest ostatnia lekcja geografii w tej szkole i pokażę ci na niej, że wszystko, czego się uczyłeś, trzyma się razem.

Sprzężenie zwrotne — dlaczego bieguny ocieplają się najszybciej

1
Biały lód odsyła ciepło. Świeży śnieg i lód odbijają w kosmos około 80% docierającego promieniowania. Ta energia nie zostaje na Ziemi.
$\text{albedo lodu} \approx 0{,}80$
2
Robi się cieplej i lód topnieje. Wystarczy kilka cieplejszych lat z rzędu, żeby latem odsłonić kawałek morza, który dotąd był przykryty krą.
3
Odsłonięta woda jest ciemna. Ocean odbija zaledwie kilka procent światła, a resztę pochłania i zamienia w ciepło. W tym samym miejscu, w którym wcześniej 80% energii wracało w kosmos, teraz prawie cała zostaje.
$\text{albedo wody} \approx 0{,}06$
4
Cieplejsza woda nie daje zamarznąć. Jesienią lód tworzy się później i cieńszy, a cieńszy lód znika następnego lata jeszcze szybciej. Kółko się zamyka.
$\text{mniej lodu} \rightarrow \text{więcej ciepła} \rightarrow \text{jeszcze mniej lodu}$
5
Sprzężenie zwrotne lodu i ciepła
To się nazywa sprzężenie zwrotne: skutek wzmacnia własną przyczynę. Dlatego Arktyka ogrzewa się trzy do czterech razy szybciej niż reszta świata, choć dwutlenku węgla przybywa wszędzie tak samo.
$\Delta t_{\text{Arktyka}} \approx 3-4 \cdot \Delta t_{\text{świat}}$
Wskazówka
Zapamiętaj tę nazwę — sprzężenie zwrotne. To ono tłumaczy, dlaczego zmiana nie idzie równym tempem, tylko przyspiesza.

Wszystkie kroki za Tobą!

Co już zmierzono, a co dopiero przewidujemy

To nie są prognozy. Satelity patrzą na bieguny codziennie od lat siedemdziesiątych i ważą lądolody z orbity.

co	dawniej	dziś
lód morski Arktyki we wrześniu	około 7 mln km² w latach 80.	około 4,5 mln km²
lądolód Grenlandii	mniej więcej równowaga	ubytek około 270 mld ton rocznie
lądolód Antarktydy	mniej więcej równowaga	ubytek około 150 mld ton rocznie
poziom oceanu	punkt odniesienia z 1900 r.	wyżej o około 20 cm, przyrost 4,5 mm rocznie

Twoja kolej

Dlaczego ubytek lodu morskiego w Arktyce sam z siebie przyspiesza kolejne topnienie?

Pułapka! „Każdy topniejący lód podnosi poziom morza tak samo”

Źle: skoro Arktyka traci lód, to ona głównie podnosi poziom oceanu.

Woda przybywa — i komu to przeszkadza

Poziom oceanu rośnie z dwóch powodów naraz: topnieje lód lądowy i ogrzana woda zwiększa objętość — cieplejsza zajmuje więcej miejsca. Razem daje to dziś około 4,5 mm rocznie, czyli 4,5 cm na dekadę.

Drugi zegar: wieczna zmarzlina

Około jednej czwartej lądów półkuli północnej to wieczna zmarzlina — grunt zamarznięty od tysięcy lat. Gdy rozmarza, dzieją się dwie rzeczy.

Jakuck: pięć miesięcy powyżej zera, siedem poniżej

Twoja kolej

Statek z Rotterdamu do Jokohamy płynie przez Kanał Sueski około 21 000 km. Trasa wzdłuż Syberii, czyli Północna Droga Morska, ma około 13 000 km i jest przez część roku wolna od lodu. Co z tego wynika?

Jedna Ziemia, jeden układ — koniec przedmiotu

Prześledź drogę, którą przeszliśmy. Powietrze ogrzewa się o ułamek stopnia. Biały lód, który odbijał 80% promieni, zamienia się w ciemną wodę pochłaniającą ponad 90%. Lądolód Grenlandii spływa do oceanu, a ocean ma jeden poziom na całej planecie — więc podnosi się też w Zatoce Gdańskiej i pompy na Żuławach pracują dłużej.

Ściąga do zapamiętania

Zmiany klimatu na obszarach okołobiegunowych — co trzeba wiedzieć?

SPRZĘŻENIE ZWROTNE (najważniejsze pojęcie): biały lód odbija około 80% promieniowania → lód topnieje → odsłania ciemny ocean, który pochłania ponad 90% → więcej ciepła → topnieje jeszcze więcej lodu. Skutek wzmacnia własną przyczynę, dlatego Arktyka ogrzewa się 3–4 razy szybciej niż reszta świata. ZMIERZONE: lód morski Arktyki we wrześniu z około 7 do około 4,5 mln km² (ubytek wielkości ośmiu Polsk); Grenlandia traci około 270 mld ton lodu rocznie, Antarktyda około 150 mld; poziom oceanu wyżej o około 20 cm od 1900 r. i rośnie o 4,5 mm rocznie. DWIE PRZYCZYNY WZROSTU POZIOMU: topnienie lodu LĄDOWEGO i rozszerzanie się ogrzanej wody. LÓD PŁYWAJĄCY nie podnosi poziomu — już wypiera swoją objętość (kostka lodu w szklance). Sama Grenlandia to +7,4 m, cała Antarktyda +58 m. SKUTKI: zagrożone wyspy Pacyfiku (Tuvalu — najwyższy punkt 4,6 m, Kiribati), delty i miasta nadmorskie, w Polsce Żuławy (jedna trzecia poniżej poziomu morza, Raczki Elbląskie −1,8 m) i Zatoka Gdańska; rozmarzanie wiecznej zmarzliny (jedna czwarta lądów półkuli północnej) niszczy budynki i uwalnia metan; niedźwiedź polarny traci lód, z którego poluje; otwierają się krótsze szlaki żeglugowe i rośnie spór o arktyczne surowce. ODPOWIEDŹ: redukcja emisji usuwa przyczynę, adaptacja zmniejsza skutki. WNIOSEK CAŁEJ GEOGRAFII: Ziemia jest jednym połączonym układem.

Dla rodzica

Jak pomóc dziecku w tym temacie?

Jak pokazać w domu różnicę między lodem pływającym a lądowym?: To jedno z niewielu doświadczeń, które naprawdę rozstrzyga sprawę w kuchni. Dwie szklanki nalane po brzegi: do pierwszej wrzucamy kostki lodu (lód pływający), obok drugiej kładziemy kostki na spodku opartym o brzeg tak, żeby topniejąca woda spływała do środka (lód lądowy). Po kwadransie pierwsza szklanka stoi nietknięta, a druga się przelewa. Dziecko widzi wtedy własnymi oczami, dlaczego Grenlandia znaczy dla poziomu mórz coś zupełnie innego niż arktyczna kra.
Czy nie jest to temat, którym łatwo dziecko przestraszyć?: Straszenie nie uczy — po nim zostaje bezradność, a nie wiedza. Lepiej trzymać się trzech rzeczy: co zmierzono (satelity liczą lód od pięćdziesięciu lat), jak to działa (sprzężenie zwrotne, które da się narysować strzałkami na kartce) i co się robi (redukcja emisji i adaptacja, obie prowadzone w Polsce już dziś). Dziecko, które rozumie mechanizm, zadaje pytania. Dziecko, które usłyszało tylko katastrofę, zamyka temat.
Skąd wziąć aktualne dane, żeby nie opierać się na hasłach z internetu?: Zasięg lodu morskiego publikuje codziennie amerykańskie NSIDC, a masę lądolodów — misje satelitarne GRACE, których wyniki podaje NASA na stronach o klimacie. Po polsku dane o Bałtyku i pogodzie prowadzi IMGW. Warto przy okazji pokazać dziecku, jak rozpoznać źródło: seria pomiarowa z podanym okresem i metodą to co innego niż pojedyncze zdjęcie z podpisem. To umiejętność, która przyda się długo po tej lekcji.

Sprawdź się!

Na czym polega sprzężenie zwrotne, przez które bieguny ocieplają się szybciej niż reszta świata?

Stopienie którego lodu naprawdę podniesie poziom mórz?

Wrześniowa pokrywa lodu Arktyki zmalała z około 7 do około 4,5 mln km². Jak duży to ubytek?

Dlaczego rozmarzanie wiecznej zmarzliny jest groźne także dla klimatu całej planety?

Lód topniejący na Grenlandii, 3500 km od Polski, ma znaczenie dla polskiego wybrzeża. Dlaczego?