Badania przeprowadził zespół hydro-klimatologów w składzie: mgr Marta Majerska (doktorantka), prof. Marzena Osuch i dr Tomasz Wawrzyniak, którzy od lat zajmują się obiegiem wody w zlewniach w okolicy Polskiej Stacji Polarnej Hornsund na południo-zachodnim Spitsbergenie.

Wyniki ich ostatnich badań, opublikowane właśnie w czasopiśmie „Science of The Total Environment”, dowodzą, że reżim termiczny zlewni Fuglebekken jest wrażliwy na zachodzące zmiany klimatyczne. „Region Arktyki jest szczególnie narażony na skutki zmian klimatu, a obserwacja temperatury wody w strumieniach arktycznych dostarcza cennych informacji o zachodzących tam procesach” – podkreślili badacze w rozmowie z Nauką w Polsce.

Wspomniany reżim termiczny to charakterystyczny, rytmiczny przebieg temperatury wody w rzece w ciągu roku, ustalony na podstawie wieloletnich obserwacji. „Reżim ten w przypadku badanych przez nas rzek Arktyki wykazuje dużą zmienność sezonową i wieloletnią. Na temperaturę wody w rzece wpływają czynniki meteorologiczne, hydrologiczne, a także rodzaj zasilania rzeki. Ponadto, warto pamiętać, że rzeki są tu aktywne tylko podczas stosunkowo krótkiego lata - np. rzeka Fuglebekken jest zazwyczaj aktywna od czerwca do września” – tłumaczyli.

Naukowcy przeanalizowali zmienność obserwowanych temperatur wody zebranych w ciągu okresów letnich w latach 2012-2022 i poddali je analizom dwoma metodami (m.in. z wykorzystaniem uczenia maszynowego). Badania opierały się o stały monitoring meteorologiczny prowadzony w Polskiej Stacji Polarnej Hornsund oraz o wieloletnie badania hydrologiczne prowadzone przez badaczy w sezonie letnim.

Wyniki przeprowadzonych analiz wskazują, że z temperaturą wody w rzece Fuglebekken najbardziej powiązana jest temperatura gruntu i usłonecznienie, co nie było dla badaczy zaskoczeniem.

„Jednak nie spodziewaliśmy się tak dużych wzrostów temperatury wody, które pod koniec czerwca wynosiły nawet +6,0°C dla okresu 2005-2022. Wcześniejsze roztopy śniegu i wyższa temperatura powietrza i gruntu, które prowadzą do wzrostu temperatury wody w strumieniach mają niewątpliwie ogromny wpływ na ekosystemy arktyczne” – podkreślili badacze.

Otrzymane wyniki wykazały statystycznie istotny wzrost temperatury wody w ciągu całego sezonu letniego. „Zmiany te wynoszą od 0,5 do 3,5 °C na dekadę. Największy wzrost temperatury wody odnotowano w drugiej połowie czerwca, co wiąże się z wcześniejszymi roztopami śniegu. W drugiej połowie lipca i sierpnia, w okresie niżówki, wzrosty temperatury wody są powiązane z wyższą temperaturą powietrza i gruntu. We wrześniu zmiany temperatury wody są skorelowane nie tylko z wyższą temperaturą powietrza, ale również ze wzrostem opadów” – podali.

Dodali, że temperatury wody w rzece Fuglebekken i tak są stosunkowo wysokie jak na rzekę z obszaru Wysokiej Arktyki: maksymalne roczne temperatury wody wynosiły od 11,3 °C w 2012 do 17,8°C w 2020, a wartości te są wyższe niż obserwowana temperatura powietrza w Polskiej Stacji Polarnej Hornsund.

W kolejnych badaniach naukowcy planują rozszerzenie przeprowadzonych analiz o dane z innych rzek z okolic Polskiej Stacji Polarnej Hornsund.

Naukowcy z Zakładu Hydrologii i Hydrodynamiki oraz Zakładu Badań Polarnych i Morskich IGF PAN przypomnieli, że temperatura wody w strumieniach odgrywa kluczową rolę w kształtowaniu i utrzymaniu zdrowych ekosystemów – oddziałuje na wiele parametrów fizykochemicznych i biologicznych, określając tym samym rozmieszczenie i liczebność gatunków w siedliskach rzecznych, ale także poza nimi.

Z tego powodu, coraz lepsze rozpoznanie warunków hydro-klimatycznych Archipelagu Svalbard oraz ich ocena są jednymi z najważniejszych potrzeb badawczych w Arktyce.

„Poprzez nasze pomiary, modelowanie i publikacje dostarczamy dowodów na zmiany klimatu oraz ich wpływ na funkcjonowanie zlewni rzecznych. Temperatura wody jest jednym z istotnych wskaźników tych zmian, dlatego badania w tym zakresie są kluczowe dla zrozumienia aktualnych i przyszłych zmian środowiska Arktyki” – podsumowali badacze z IGF PAN.(PAP)

Nauka w Polsce, Agnieszka Kliks-Pudlik

akp/ bar/