Климатичните промени оказват многостранно въздействие върху природата. В същото време хидроклиматичната система на Земята е много сложна, поради което въздействието на глобалните изменения на всяко място е различно. Ефектът на променящия се климат върху природата се демонстрира най-ярко от редица природни индикатори: ледници, океански лед, снежна покривка, състояние на растителността и водите. 

В какво най-общо се изразяват съвременните климатични промени? Ако трябва да се обобщят само с една дума, то тя е: затопляне, а ако се използват две – глобално затопляне. Често между глобални промени и глобално затопляне се поставя знак за равенство, но двете понятия се покриват само отчасти. Въпреки че повишаването на температурите е най-съществената им характеристика, съвременните промени далеч не се изчерпват с това. 

Много характерно явление е увеличаването на честотата на екстремните климатични явления

– бури, градушки, тропични циклони, проливни дъждове, зачестява проявата на жеги, студове и суши. То може да се обясни с нарастването на енергията в по-топлата атмосфера, която енергия е двигател на климатичните процеси. Засилват се контрастите в климата от година в година. Повишаването на глобалната температура е свързано със засилено затопляне на някои места, докато на други температурите не се увеличават или може даже да се движат надолу. Тоест, природата на различните места по Земята не реагира еднакво на глобалните промени. Това прави трудно предвидими последствията от тях върху климата, водите, почвите, растителността, животните и човека в даден ограничен район.

Освен по данните, получени от метеорологичните уреди, за съвременни промени на климата може да се съди и по поведението на природата, чрез наблюдението на така наречените природни индикаториТова са тези природни тела и явления, които реагират достатъчно бързо и изразително на краткосрочните изменения в климатичните елементи.

Един от най-добрите природни индикатори е растителността. 

Затоплянето предизвиква „настъпление“ на горите към големите географски ширини и във височина в планините (за България например е установено издигане на горната граница на гората с до 100 m за последните 30 години). Влошаването на условията за определени видове угнетява растежа им и ги прави по-податливи на вредители (фиг. 1), а на редица места, във връзка с промяната в условията на средата, възникват изменения във видовия състав (сукцесии).   

Фиг. 1. Съхнене на залесени иглолистни насаждения в Харц, Германия. Снимка: Dynamoland / Shutterstock

Друг индикатор е зачестилата проява на екстремни метеорологични явления.

По-топлата океанска вода изпарява повече влага във въздуха и го зарежда с много енергия, която се отдава в атмосферата чрез кондензацията. Като следствие бурите стават по-силни, по-мощни и по-дълготрайни. В последните години все повече стават случаите на много устойчиви и силни тропични циклони. Някои от тях, преминавайки от изток на запад през океана, достигат континентите, и вместо да затихнат при съприкосновението със сушата, пресичат тропичната окръжност и биват подхванати от западните ветрове, като отново зареждат с морска влага и „атакуват“ бреговете на умерените ширини. През 2012 г. невиждана по силата си тропична буря (ураган „Санди“) удари Ню Йорк, разположен на 38° с. ш. (фиг. 2), а в последните години циклони с тропичен произход все по-често достигат бреговете на Ирландия и Великобритания.

Фиг 2. Наводнение по Атлантическото крайбрежие на САЩ в района на Ню Йорк, причинено от урагана Санди през 2012 г. Снимка: Cathy Kovarik / Shutterstock

Расте и интензивността на неблагоприятните (опасни) климатични явления в умерените ширини – интензивни валежи, продължителни суши, снежни бури, смерчове и други. На редица места е установена промяна в честотата и силата на отделните метеорологични събития, дори и това да не се отразява съществено в средните климатични стойности. Така например, през последните години

в България се наблюдава концентриране на валежите в няколко големи извалявания, 

вместо в множество по-малки, като при това общата сума се променя малко или незначително (Велев, 2010). Това явление е негативно, тъй като ефектът на един голям по количество, но кратък по време валеж, може да бъде катастрофален, причинявайки наводнения. Освен това влагата се усвоява много по-добре от растенията (както диворастящите, така и културните), когато се разпределя на малки порции за продължително време. Климатичните явления имат силно влияние върху водния кръговрат и баланс, върху състоянието и режима на реките и езерата, върху качеството на водите.

С подчертано голяма роля на индикатори за климатичните промени са промяната в морското ниво, ледниците, океанският лед и езерата.

Ледниците реагират много отчетливо на климатичните колебания. Всяка година балансът между прихода на сняг и разхода в топене е различен в зависимост от конкретните величини на температурата и валежите, като при положителен баланс ледникът увеличава дължината и дебелината си, а при отрицателен ги намалява. Поведението на ледниците представлява обобщена реакция на климатичните колебания за по-дълъг период от време.

Фигура 3. Промените в ледника Мюър, Аляска, са очевидни. Снимка: Wildnerdpix / Shutterstock

За последните 160 години площта на заледяването в Алпите се е намалила повече от два пъти, а обемът – трикратно (Zemp и др., 2008). Подобна е картината и в много други планини по света. При континенталните ледници намалението на площта в процентно изражение е по-малко, но в абсолютна стойност загубите на обем са значителни.

Съществено свиване на ледниците е наблюдавано между 1870 г. и 1890 г. и между 1920 г. и 1960 г. Периодите 1900 – 1910 г. и 1970 – 1980 г. са характерни с временна стагнация, а някои ледници дори преминават в настъпление след няколко години с положителен баланс. След 1980 г. обаче отстъпването се възобновява, и протича с все по-високи темпове. Така например, загубата на маса в периода 1996 – 2005 г. е повече от два пъти по-голяма от загубата в предишното десетилетие, и четири пъти по-голяма спрямо периода 1976 – 1985 г. Към 2005 г. 90% от ледниците по света са в рецесия (www.scepticalscience.com).  

Фиг. 4. Стопена вода върху повърхността на Гренландския континентален ледник. Снимка: Maridav / Shutterstock

Особено тревожно е ускореното топене на Гренландския леден щит. 

В последните години на повърхността на леденото плато се наблюдават многобройни сини басейни със стопена вода (фиг. 4), която изтича в пукнатини на леда (някои с дълбочина стотици метри). Стигайки до дъното на ледника, стопената вода тече между леденото тяло и скалната основа, като създава условия за хлъзгане на ледената маса и така съдейства за ускоряване на движението на леда и на топенето му. На сериозно топене е подложен и Западноантарктическият ледник, особено в шелфовата му част. Там периодично се отцепват огромни айсберги, и цели ледени полета се начупват на парчета и изчезват в морето. Ледникът на Източна Антарктида е най-стабилен, поради голямата си мощност и силното климатично влияние, което оказва.

В последните години се отбелязва сериозно намаляване на площта на океанския лед в Арктика (фиг. 5, 6). Свиването на площта се съпровожда и от вертикално изтъняване на леда. При средна стойност за периода 1980 – 2010 г. от 5,52 млн km2, през есента на 2012 г. (през септември, когато се отбелязва най-малкия обхват на леда в течение на годишния цикъл) е отбелязан абсолютният минимум откакто се водят наблюденията, от 3,41 млн km2. Непосредствено след него е минимумът от 2020 г. – 3,74 млн km2, (https://scottduncanwx.com) а след тях стойността от 2019 г. – 4,15 млн km2. Намаляват и площите на максималния (пролетен) обхват на полярните ледове. Наред с това се отбелязва и сериозно намаляване на средната дебелина на вековния лед.

Фигура 6. Обхват на океанския лед в Арктика през юли 2000, 2010 и 2020 г. С жълт контур е показан средният обхват за периода 1981 – 2010 г. (източник: NASA Earth Observatory, https://earthobservatory.nasa.gov/

Около 1/3 от земната повърхност е покрита със сняг за някакъв период от време през годината. Показател за климатичните промени е намаляването на площта и дебелината на снежната покривка, особено през пролетта, когато става топенето ѝ. По данни на Националната агенция за океански и атмосферни изследвания на САЩ (NOAA), в периода 1960 – 2018 г. средната площ на снежната покривка в Северното полукълбо за март – април е 25,1 млн km2 (NOAA, 2019). Площта бележи намаление, въпреки че колебанията от година на година са значителни (фиг. 7).

Съкращаването на продължителността и на дебелината на снежната покривка води до по-ранен цъфтеж на много растителни видове през пролетта, и е знак, че зимните условия се наблюдават в течение на по-кратък период, а вегетационният период на растителността се удължава. Когато е свободна от сняг по-продължително време, земната повърхнина намалява средната стойност на своето албедо през годината, вследствие на което се нагрява повече. Резултатът е по-високи годишни температури, което допълнително ускорява топенето на снега. Съкращаването на снежната покривка носи риск от засилване на летния воден дефицит.

Във връзка със съвременното затопляне, за периода от 1900 г. досега, 

нивото на Световния океан се е покачило с около 20 cm,

от които 7,5 cm издигане е регистрирано само в последния четвърт век. 42% от това повишение се дължат на топлинно разширение на океанската вода в резултат на по-високата ѝ температура, 21% на топенето на ледниците в малките и умерените ширини, 15% на топенето на Гренландския ледник и 8% на антарктическите ледници. Повишаването на нивото има редица негативни ефекти: заливат се плодородни крайбрежни земи, а за да се предотврати това се налагат скъпоструващи брегоукрепителни мероприятия (изграждане на диги и шлюзове). Постепенното покачване на нивото води до нестихваща и висока активност на абразионните процеси, които рушат морските брегове, тъй като не може да се достигне състояние на равновесие. 

Морето „отхапва“ все нови части от сушата, постоянно се активизират свлачища и срутища. По-голяма е честотата на наводненията поради по-лесното навлизане на вълните в сушата. Малък позитивен ефект е намаляването на разрушителната сила на реките във връзка с покачването на нивото на ерозионния базис.

Повишаването на температурите в големите географски ширини води до намаляване на дебелината на пермафроста

и до териториалното му оттегляне на север. Втечняването на подпочвените води в места, където те досега са били постоянно замръзнали, причинява слягане на почвата (понеже водата е по-плътна от леда). В резултат се получава деформиране и дори разрушаване на повърхностната инфраструктура – пътища и ЖП линии, водопроводи и газопроводи, дестабилизират се фундаментите на сградите и други строителни съоръжения. Тъй като ледът в почвата и скалите слепва здраво техните частици и фрагменти едни към други, при стопяването му се нарушава установеният механичен баланс, и се образуват свлачища и срутища. Бреговете стават силно податливи на морската абразия и започват да се рушат. Дестабилизират се дърветата в горите, като някои от тях се наклоняват, а самите гори стават много по-податливи на събаряне от силните ветрове.

С увеличаването на съдържанието на CO2 в атмосферата, все повече от този газ се разтваря в океанската вода. Образува се повече въглена киселина (H2CO3) и се увеличава концентрацията на водородните йони във водата, тоест, нараства нейната киселинност.

Вкисляването водите в Световния океан е научно потвърдено явление

 – за последните 30 години средната величина на рН в повърхностните океански слоеве се е понижила от 8,3 на 8,1, което съответства на нарастване на киселинността с 30%, като се очаква до края на този век да достигне 7,8. 

Нарастването на киселинността води до все по-затрудненото извличане на карбонатни йони от водата от страна на морските организми, понеже те все по-често се придърпват от свободните водородни йони и се съединяват с тях. Повишеното съдържание на H2CO3 води и до по-голяма разтворимост на карбонатните съединения и тъкани, които вече са синтезирани от организмите (например черупки), което е директна сериозна заплаха за живота на много видове морски животни и растения. Особено уязвими са коралите, чиито колонии са обитаема среда за хиляди растителни и животински видове в малките ширини. Увеличаване на киселинността по същата причина се наблюдава освен в морето и при подпочвените, речните и езерните води.

Затоплянето на океанската вода води до засилен цъфтеж и прекомерно развитие на фитопланктона, поради удължаване на вегетационния период в моретата с изразена климатична сезонност, и до всички описани по-горе последствия от него.

Всяко изменение в параметрите на климата (температура, валежи, изпарение, снегозадържане) влияе върху водния баланс на езерата и се изразява в увеличаване или намаляване на водното ниво и обем. Това особено се отнася за безотточните езера, докато при отточните се променя не толкова нивото, колкото дебитът на оттичане. Повишението на температурата на езерните води и удължаването на вегетационния период на растителността води до засилване на процесите на заблатяване в редица равнинни езера в умерените  ширини, а също и в планините. Установяват се промени както в съдържанието на кислород, така и в киселинността на водите.

Автор: Емил Ганчев / Климатека

Емил Гачев е доцент в катедра “География, екология и опазване на околната среда” към Природо-математическия факултет на Югозападния университет „Неофит Рилски“, като работи и в департамент „География“ към НИГГГ-БАН. Докторска степен (специалност Ландшафтознание) получава през 2005 г. от ГГФ на СУ „Св. Климент Охридски“. Оттогава се занимава с научно-изследователска работа в сферите на геоморфологията (ледников и криогенен релеф), хидрологията (изследвания на планински езера), глациологията (съвременни ледникови микроформи) и климатичните промени в планините на България и Балканския полуостров. Преподавател по хидрология, геология (ЮЗУ) и ландшафтна екология (УАСГ).

В публикацията са използвани материали от:

  1. Zemp, M., F. Paul, M. Hoelzle, W. Haeberli, 2008. Glacier Fluctuations in the European Alps,1850–2000. an overview and a spatiotemporal analysis of available data. . In: Or-love, B [et al.]. Darkening Peaks: Glacier Retreat, Science, and Society. Berkeley, US, 152-167
  2. http://ncdc.noaa.gov/  National Climate Data Center, NOAA. 
  3. https://earthobservatory.nasa.gov/ NASA Earth Observatory, 
  4. https://www.jonaa.org/. Journal of the North Antarctic and Arctic. Why Our Glaciers Are Melting – The Simple Truth. Author: Vilborg Einarsdottir, 2019
  5. https://scottduncanwx.com/. Scott Duncan. Weather and Climate.
  6. https://economictimes.indiatimes.com/. The Economic Times. Hurricane Sandy Slams into US: Floods, blackouts across New York.