Śnieg – coraz bardziej brakujące ogniwo ekosystemu

Natura jest pełna cudów. Przykładem może być magiczne połączenie jednego atomu tlenu i dwóch atomów wodoru, które przybiera wielorakie, niezwykle ważne dla przyrody postaci. Jednym z nich jest śnieg, którego rolę zaczynamy dostrzegać dopiero, gdy coraz częściej go brak.

Czym tak właściwie jest wyczekiwany przez nas niecierpliwie co roku biały puch? Meteorologia mówi, że śnieg jest opadem atmosferycznym, kształtującym się najczęściej w sześcioramienne kryształki lodu podczas zachodzących w atmosferze w tym w chmurach i pod nimi różnych procesów, np. resublimacji. Taki kryształek powstaje z cząsteczki wody, która obudowuje się w określonej temperaturze wokół jądra kondensacji, którym może być na przykład pyłek bądź cząsteczka kurzu. Kryształki łączą się w opadające na ziemię płatki śniegu. Poza kryształkami śnieg może przybierać kształty kolumn, igieł, płytek czy grudek. Po spadnięciu na ziemię tworzą one pokrywę śnieżną i każdy z nas wie, że może mieć ona różną miąższość i formę. Śnieg może być wilgotny albo suchy, puszysty bądź zbity, może lepić się do butów lub pod nimi skrzypieć. Jednakże jakikolwiek by nie był, jego rola w przyrodzie jest nieoceniona.

W mikro i makro skali

Latem 2019 roku świat obiegła informacja, że połączone siły naukowców z Poczdamu i Arizony opracowują metodę powstrzymania zmian klimatycznych, polegającą na wytworzeniu 74 bilionów ton sztucznego śniegu, który zostanie rozsypany na terenie Antarktydy. Miałoby to powstrzymać roztapianie się pokrywy bieguna południowego, a w konsekwencji ocieplanie klimatu i podnoszenie się poziomu wód mórz i oceanów. To dosyć donkiszotowskie przedsięwzięcie pokazuje, jak ważny, nie tylko dla udanego wypoczynku na feriach, jest śnieg. Stanowi on bowiem niezwykle cenne ogniwo sezonowego obiegu wody i systemu klimatycznego na Ziemi.

A to wszystko przez jedną z cech śniegu - albedo. Albedo jest ilorazem dostarczanego do danej powierzchni natężenia promieniowania słonecznego od odbitego od niej. Dla świeżego śniegu wynosi ono ponad 90 proc., co można porównać do ok. 35 proc. albedo pustyni i ok. 15 proc. albedo lasu.

W skrócie można zatem napisać, że wysokie albedo śniegu oznacza, że skutecznie blokuje on dopływ energii. A z tego wynika, że mniejsza ilość śniegu i dni z pokrywą śnieżną przekłada się na większą ilość ciepła pochłoniętego przez powierzchnię ziemi. Brzmi niewinnie, ale istotnie wpływa na przyspieszenie procesu ocieplania.

Tę zależność świat naukowy zna już od dawna, śnieg ma jednak przed badaczami jeszcze wiele tajemnic. – Wbrew pozorom mało jest osób, które badają śnieg, ponieważ to bardzo trudny materiał badawczy – mówi prof. dr hab. Stanisław Małek z Katedry Ekologii i Hodowli Lasu Wydziału Leśnego Uniwersytetu Rolniczego im. Hugona Kołłątaja w Krakowie i dodaje, że dopiero niedawno naukowcy zaczęli zdawać sobie sprawę z tego, jak ważnym elementem jest śnieg, decydując w tak dużym stopniu o bilansie wodnym również w ekosystemach leśnych.

Pierwszy krok do suszy

Wielu z nas pamięta jeszcze czasy, kiedy śnieg pojawiał się w listopadzie i znikał w marcu, a jeszcze w kwietniu w niektórych ocienionych miejscach w lesie można było zobaczyć jego resztki. – Ostatnie bardziej obfite opady śniegu wystąpiły w Polsce w 2010 r. – mówi Stanisław Małek. – Żeby śnieg się w ogóle pojawił, to musi napłynąć do nas wilgotne powietrze znad Atlantyku lub Arktyki, przy jednoczesnym wystąpieniu zimnego powietrza. Wystąpienie powyższych elementów gwarantuje opad śniegu – tłumaczy. A że mocno zaburzyliśmy dotychczasową cyrkulację mas powietrza, to w konsekwencji mamy zimy bezśnieżne. - Współcześnie obserwujemy wyższe temperatury, które należy wiązać z prawdopodobnymi zmianami adwekcji mas powietrza. Są to złożone uwarunkowania, które wynikają z przestrzennych relacji między układami barycznymi: niżowymi i wyżowym. Przejściowość klimatu Polski to jedna z najważniejszych cech naszego klimatu, która jest związana z powyższymi relacjami - wyjaśnia naukowiec.

- Jednym z efektów globalnego ocieplenia, oprócz częstszego występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych, będzie zmiana ilości opadów, których doświadczamy w ciągu roku. W Polsce najwięcej będzie ich w lecie, bardzo dużo zimą, ale prawdopodobnie w najbliższych dekadach częściej w zimie będzie to deszcz a nie śnieg – twierdzi profesor Małek.

To wielka zmiana w kształtowaniu relacji między składowymi bilansu wodnego. Śnieg jest bowiem w zimie tym, czym regularne deszcze wiosną i latem: wiosną stopniowo rozmarzając dostarcza on przyrodzie wody. Jak wskazują agrometeorolodzy, deszcz jest niezbędny w przyrodzie, najlepiej wówczas, gdy rośliny się rozwijają, czyli wiosną i latem.

– Deszcz będzie bardzo szybko z ekosystemu leśnego odprowadzany – po prostu odpłynie – opowiada profesor Małek i dodaje, że w rezultacie nie będzie go w przyrodzie wtedy, kiedy jest najbardziej potrzebny, czyli wiosną. – To wiosną ekosystemy leśne potrzebują wody oraz składników pokarmowych do procesów wzrostowych, m.in. w drzewostanach i w odnowieniach. Po deszczowej zimie lub zimie z wieloma głębokimi odwilżami nie powstanie „zapas wody”, zatem na wiosnę pojawi się deficyt wodny. To jest kluczowe zjawisko nad którym należy się poważnie zastanowić. Jego wiosenne zasoby mogą być znikome w ekosystemach leśnych i wówczas bardzo szybko przez nie wykorzystane. To oznacza trudności we właściwym ich funkcjonowaniu i rozwoju – tłumaczy naukowiec.

Prostymi słowami można to podsumować tak, że gdyby nawet opady były takie same to zmiana ich rodzaju mimo mokrej, deszczowej zimy, wiosną w przyrodzie będzie brakować wody.

– W hydrologii pojęcie suszy jest wielowymiarowe, ale poza tym niżówki zimowe są słabiej poznane niż letnie. Problem jest w składowych i ich wzajemnych relacjach. Śnieg to „darmowa” retencja w zimie, ten element bilansu wodnego ulega współcześnie zmianie. Niektórzy naukowcy mówią o “zimowej suszy”. Suszę rozumiemy jako brak wody w danym okresie, a w przypadku deszczowej zimy woda wprawdzie jest, ale szybko spływa i suszę odczuwamy na wiosnę, bo nie ma jej w przestrzeni zasilającej, np. systemy korzeniowe – wyjaśnia profesor.

Jak pierzyna

Śnieg posiada jeszcze jedną ważną właściwość fizyczną: powietrze, które znajduje się pomiędzy poszczególnymi jego drobinami sprawia, że temperatura na styku gleba - śnieg jest wyższa niż otaczająca go temperatura powietrza co dodatkowo umożliwia dostęp do tlenu.

– Puszysty śnieg pełni funkcję „pierzyny – kołderki”, dzięki której zmieniają się warunki termiczne gleby. Wpływa zatem pozytywnie na świat zwierzęcy oraz endofaunę, które znajdują się w wierzchniej warstwie gleby. Dzięki temu organizmy mogą być aktywne, bo wykorzystują śnieg jako miejsce do dostania się do pokarmu – opowiada profesor Małek i zaznacza, że ma to w leśnictwie pozytywne i negatywne aspekty. – Puchowa pokrywa śnieżna i związana z nią zimowa aktywność zwierząt niektórych gatunków oznacza często szkody w uprawach leśnych, młodnikach oraz podrostach – dodaje.

Pozostańmy jednak przy tym, że pokrywa śnieżna przede wszystkim pozytywnie wpływa na faunę i florę. Ma istotne znaczenie dla płytko zakorzenionych roślin wielu gatunków, również tych zimozielonych, siewek i sadzonek młodych drzew, a także zwierząt, zwłaszcza tych niewielkich, które szybko się wyziębiają. Z izolacyjnych właściwości białego puchu korzystają głuszce, cietrzewie i jarząbki, które kryją się w zagłębieniach śnieżnych. Czeczotki wykopują w miękkim i luźnym śniegu jamy, a w zbitym i twardym drążą tunele. Dzięki temu te małe ptaszki mogą ukryć się przed zimnem. W podobny sposób chronią się też gile, norniki, polne myszy. Strzyżyki natomiast po prostu zagrzebują się w śniegu.

Gruba pokrywa śnieżna szczególne znaczenie ma w górach – przykrywa młode drzewka i sadzonki. Wówczas niskie temperatury i mocne wiatry nie zniekształcają ich części, które inaczej wystawione byłyby na działanie niekorzystnych warunków. A to jest bardzo istotne dla młodego pokolenia lasu – dodaje Małek.

Zabawa, zabawa

W Internecie co jakiś czas pojawiają się filmiki z zabawiającymi się na śniegu zwierzętami. Najwięcej radości wzbudzają te z wydrami, które na brzuchach zjeżdżają w dół stoków, a umiejętności może pozazdrościć im niejeden wytrawny narciarz. W kontekście śniegu nie da się wszak nie wspomnieć o jego rekreacyjnych zastosowaniach, w tym właśnie o nartach. I nie chodzi tu o to, że brak pokrywy śnieżnej powoduje u amatorów tego sportu depresję. Brak śniegu oznacza bowiem, że chcąc zaspokoić oczekiwania społeczne, właściciele wyciągów czy administratorzy tras narciarskich sztucznie naśnieżają stoki.

– Sztuczny śnieg jest produkowany przez różnego rodzaju armatki śnieżne, ma inną budowę i strukturę niż ten naturalny – opowiada profesor Małek. Nie jest to puszysta pokrywa tworzona z płatków, ale grudkowata i bardzo mocno zbita struktura. – Ta ratrakowana, utwardzona, zbita warstwa, przystosowana perfekcyjnie dla narciarza i turysty utrudnia wymianę gazową w wierzchniej warstwie gleby, co negatywnie wpływa na żyjące w niej organizmy – mówi naukowiec. Sztuczne naśnieżanie budzi skrajne emocje wśród przyrodników. Przeciwnicy wskazują na fakt, że wyprodukowanie dwóch metrów sześciennych sztucznego śniegu wymaga zużycia około jednego metra sześciennego wody. – Trzeba odpowiednio wyważyć, ile śniegu można wyprodukować, żeby przykryć dany stok, żeby nie spowodować szkody w obiegu wody w całym ekosystemie leśnym. Ponadto warstwa sztucznego śniegu może negatywnie wpłynąć na drzewostan wzrastający w bezpośrednim sąsiedztwie – kończy profesor Stanisław Małek.

Autor: Bogumiła Grabowska, Lasy Państwowe

To menu pozwala przejść do innej podstrony w tym rozdziale

Zasoby wodne w procesie zrównoważonego zarządzania

Wiosna 2020 witała nas katastrofalną suszą. W tym roku wody nie powinno zabraknąć