Tomaszów Mazowiecki. Aktualności i informacje lokalne z miasta i powiatu. SŁÓW KILKA O KLIMACIE - INFO BAI
bai
info bai
katalog bai
gielda bai
Bai Andrzej Kurzawa
 
Wtorek, 19 listopada 2019
Wybierz miasto na mapie
SŁÓW KILKA O KLIMACIE
Data dodania: 2008-11-30 17:04:13
SŁÓW KILKA O KLIMACIE
Globalne ocieplenie - obserwowane od połowy XX wieku podwyższenie średniej temperatury atmosfery przy powierzchni ziemi i oceanów oraz przewidywane ocieplenie w przyszłości.


Średni wzrost temperatury powietrza w latach 1906-2005 w pobliżu powierzchni Ziemi wyniósł 0,74 +- 0,18°C. Istotą problemu związanego z wyjaśnieniem globalnego ocieplenia jest ustalenie w jakim stopniu na to zjawisko wpływa działalność człowieka, a w jakim czynniki naturalne. Międzyrządowy Zespół do spraw Zmian Klimatu (IPCC) uważa, że "większość obserwowanego wzrostu średniej temperatury globalnej od połowy XX wieku spowodowana jest najprawdopodobniej antropogenicznym wzrostem koncentracji gazów cieplarnianych" poprzez efekt cieplarniany.
W XX wieku czynniki naturalne, takie jak aktywność słoneczna i wulkany miały raczej niewielki łączny wpływ ocieplający w stosunku do okresu sprzed rewolucji przemysłowej. Symulacje numeryczne klimatu przeprowadzone tylko z efektami naturalnymi pokazują, że maksimum ocieplenia - o około 0,2°C - wystąpiłoby w 1950. Po 1950, ze względu na zwiększony, ale ochładzający wpływ efektów wulkanicznych, ocieplenie poprzez czynniki naturalne zmniejszyłoby się o połowę. Wnioski te poparło co najmniej trzydzieści stowarzyszeń i akademii naukowych, wliczając wszystkie narodowe akademie nauk najbardziej uprzemysłowionych państw.
Mimo że indywidualni naukowcy wyrazili sprzeciw wobec niektórych ustaleń IPCC, znakomita większość uczonych badających zmiany klimatyczne zgadza się z podstawowymi wnioskami Zespołu. Podsumowane przez IPCC prognozy modeli klimatycznych wykazują, że średnia temperatura globalna powierzchni Ziemi podniesie się o 1,1-6,4°C w przeciągu dwudziestego pierwszego wieku.
Rozrzut w szacunkach wzrostu temperatury jest spowodowany przyjęciem różnych scenariuszy z odmiennymi założeniami emisji gazów cieplarnianych i używaniem modeli prognostycznych, które nieco inaczej przewidują zmiany klimatyczne. Pomimo że większość badań skupia się na zmianach do roku 2100, to ocieplenie i wzrost poziomu morza oczekiwane są na ponad tysiąc lat, nawet w przypadku ustabilizowania się gazów cieplarnianych. Opóźnienie w przywróceniu równowagi to skutek dużej pojemności cieplnej oceanów.
Rosnąca temperatura globalna spowoduje wzrost poziomu morza, przypuszczalnie zintensyfikuje też ekstremalne zjawiska pogodowe oraz zmieni ilość i rozkład opadów atmosferycznych. Inne spodziewane efekty globalnego ocieplenia to zmiany w wydajności i jakości upraw, szlakach handlowych, regresja lodowców, wymieranie gatunków organizmów żywych i zwiększony zasięg rezerwuaru chorób zakaźnych. Wątpliwości naukowe pozostają w kwestiach przewidywanego wzrostu temperatury oraz tego jak ocieplenie i jego konsekwencje będą różnić się w poszczególnych rejonach na Ziemi.
Rządy większości państw podpisały i ratyfikowały Protokół z Kioto, mający na celu redukcję emisji gazów cieplarnianych. Trwa jednak światowa polityczno-publiczna debata, dotycząca potencjalnych działań w celu redukcji tempa ocieplania się, bądź przystosowania się do przewidywanych następstw.


Terminologia
Termin "globalne ocieplenie", zarówno w pracach naukowych jak i w języku powszechnym, odnosi się najczęściej do ocieplenia odnotowanego w ostatnich dekadach oraz prognoz dalszego wzrostu temperatury; zakłada on wpływ człowieka wskutek emisji gazów cieplarnianych.
Czasami termin ten jest stosowany w odniesieniu do innych ociepleń w historii Ziemi. Niekiedy używa się też terminu "antropogeniczne globalne ocieplenie" (AGW), co podkreśla rolę zmian wywołanych przez człowieka. Termin "zmiana klimatu" oznacza zauważalną zmianę klimatu (np. temperatura, opady, wiatr) utrzymującą się przez dłuższy okres czasu (dekady), z jakichkolwiek przyczyn.
Może więc odnosić się do efektów takich jak globalne ochłodzenie lub zmian w ogólnej cyrkulacji atmosfery na Ziemi. Ramowa konwencja Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu (UNFCCC) używa terminu "zmiana klimatu" do zmian spowodowanych przez człowieka i "zmienność klimatyczna" do zmian z przyczyn naturalnych.


Zmiany temperatury
Na podstawie pomiarów instrumentalnych (bezpośrednich) ustalono, że średnia globalna temperatura lądów i oceanów wzrosła o 0,75°C względem okresu 1860 - 1900. Wartość ta nie jest znacząco obciążona niepewnością pomiarową, wynikającą z efektu miejskiej wyspy ciepła (co było zarzucane pod koniec XX w). Od 1979, temperatury nad lądem wzrastały dwukrotnie szybciej niż temperatury oceanu (0,25°C na dekadę w porównaniu z 0,13°C na dekadę). Od 1979 roku prowadzone są satelitarne pomiary temperatury w dolnej troposferze, z których wynika, że temperatura wzrastała o około 0,12-0,22°C na dekadę.
Rekonstrukcje klimatu pokazują, że przed XX-wiecznym ociepleniem temperatura była relatywnie stabilna przez ostatnie 1-2 tys. lat; wyjątkiem były możliwie regionalne oscylacje, takie jak średniowieczne optimum klimatyczne czy mała epoka lodowa. Temperatura oceanu wzrasta wolniej niż lądu ze względu na większą pojemność cieplną wody oraz szybszą utratę ciepła przez parowanie.
Na półkuli północnej jest więcej lądu niż półkuli południowej, w związku z czym ogrzewa się ona szybciej. Na półkuli północnej znajdują się też rozległe obszary sezonowej pokrywy śnieżnej i śniegolodu, co wpływa na zmianę odbicia promieniowania słonecznego (sprzężenie zwrotne z udziałem śniegu i lodu).
Mimo że na półkuli północnej emitowana jest większość gazów cieplarnianych, nie wpływa to na różnicę pomiędzy ocieplaniem się półkul, ponieważ gazy cieplarniane pozostają w atmosferze ziemskiej wystarczająco długo, aby dobrze wymieszać się w niej.
Na podstawie ocen należącego do NASA Goddard Institute for Space Studies (GISS), 2005 był najcieplejszym rokiem od wprowadzenia precyzyjnych i rozpowszechnionych pomiarów instrumentalnych, czyli pod koniec XIX wieku.
Poprzednio, rekordowym rokiem był 1998, wyprzedzony o parę setnych stopnia Celsjusza. Światowa Organizacja Meteorologiczna i Climatic Research Unit uznały 2005 za drugi najcieplejszy rok, za 1998. Klimat w 1998 był wyjątkowo ciepły ze względu na pojawienie się najintensywniejszej anomalii pogodowej El NiĂąo w całym stuleciu. Z kolei zima 2007/2008 była w skali globalnej prawdopodobnie najchłodniejsza od siedmiu lat, co przypisuje się szczególnie silnej La NiĂąa.
Antropogeniczna emisja innych substancji zanieczyszczających, głównie cząsteczek aerozoli siarczanów, wpływa ochładzająco na klimat, poprzez odbijanie dochodzącego promieniowania słonecznego. Częściowo wyjaśnia to zaobserwowane w połowie dwudziestego wieku ochłodzenie, choć mogło to też zależeć od czynników naturalnych.
W 2000 James Hansen wraz ze współpracownikami zasugerował, że powstałe w wyniku spalania paliw kopalnych gazy i aerozole atmosferyczne w dużym stopniu wzajemnie się redukują, dlatego ocieplenie w ostatnich dekadach spowodowały gazy cieplarniane inne niż CO2.
Paleoklimatolog William Ruddiman twierdzi, że wpływ człowieka na klimat globalny został zainicjowany około 8000 lat temu, kiedy zaczęło się wylesianie dla zapewnienia terenu na produkcję rolną i około 5000 lat temu, kiedy zaczęto nawadniać pola w Azji do produkcji ryżu. Interpretacje Ruddimana, oparte na danych stężenia metanu, zostały zakwestionowane.

Zmiany w przeszłości
Cykle ocieplenia i ochłodzenia zdarzały się na Ziemi wielokrotnie. Badania Europejskiego projektu rdzeni lodowych na Antarktydzie (EPICA) dostarczyły danych z ostatnich 800 tysięcy lat. W okresie tym wystąpiło osiem cykli glacjalnych, zsynchronizowanych z cyklami Milankovicia i ciepłe okresy interglacjalne, porównywalne z obecną temperaturą.
Z gwałtownym wzrostem gazów cieplarnianych w okresie wczesnej Jury (około 180 milionów lat temu) związany był wzrost średnich temperatur o ok. 5°C. Badania Open University wykazują, że ocieplenie przyspieszyło tempo wietrzenia skał o ok. 400%. Ponieważ wietrzenie powoduje wiązanie węgla w kalcytach i dolomitach, poziom CO2 zmniejszył się do normalnego poziomu w ciągu kolejnych 150000 lat.
Zaproponowano też hipotezę, w której gwałtowna emisja metanu ze związków klatratu (ang. clathrate gun hypothesis) była przyczyną i zarazem efektem innych wydarzeń w dalekiej przeszłości, m.in. wymierania permskiego (ok. 251 milionów lat temu) i paleoceńsko-eoceńskiego maksimum termicznego (ok. 55 milionów lat temu).

Naukowe podstawy przyczyn zmian klimatu
Klimat Ziemi zmienia się w wyniku modyfikacji czynników zewnętrznych, w tym zmian konfiguracji cykli orbitalnych, zmian efektu cieplarnianego, wywołanych głównie zmianami koncentracji gazów cieplarnianych, oraz erupcji wulkanicznych wpływających także na koncentrację gazów cieplarnianych jak i ograniczenie dopływu światła słonecznego do powierzchni Ziemi.
Dokładne przyczyny współczesnego ocieplenia pozostają obiektem badań, ale przeważający pogląd naukowy głosi, że wywołany działalnością człowieka wzrost atmosferycznych gazów cieplarnianych spowodował większość ocieplenia obserwowanego od początków ery przemysłowej. Pogląd ten dotyczy szczególnie ostatniego pięćdziesięciolecia, dla którego dostępne są najbardziej szczegółowe bezpośrednie pomiary temperatury atmosfery oraz stężenia gazów cieplarnianych. Powstały też hipotezy wyjaśniające wzrost temperatury, które odbiegają od przeważającej opinii naukowej.
Jedna z nich sugeruje, że ocieplenie to efekt zmian w aktywności słonecznej, która wpływa na formowanie się chmur. Żaden ze skutków wymuszania klimatu przez zmiany w ilości gazów cieplarnianych nie następuje natychmiastowo. Duża pojemność cieplna oceanu powoduje, że powierzchniowe zmiany temperatury oceanu są transportowane przez oceaniczny pas transmisyjny z opóźnieniem.
Wpływ oceanu na klimat atmosfery i inne pośrednie czynniki sprawiają, że klimat na powierzchni Ziemi dostosowuje się powoli do nowych warunków równowagi. Badania wykazują, że nawet gdyby ilość gazów cieplarnianych ustabilizowała się na poziomie z 2000 roku, klimat wciąż ocieplałby się o około 0,5°C do końca XXI wieku.


Atmosferyczne gazy cieplarniane
Efekt cieplarniany odkrył w 1824 Jean Baptiste Joseph Fourier, a jako pierwszy ilościowo przeanalizował Svante Arrhenius w 1896. Jest to proces, w którym absorpcja i emisja promieniowania podczerwonego przez gazy atmosferyczne ogrzewa dolną atmosferę i powierzchnię planety. Istnienie zjawiska efektu cieplarnianego nie jest kwestionowane. Naturalnie występujące gazy szklarniowe podnoszą przeciętną temperaturę Ziemi o około 33°C, dzięki czemu jest ona zamieszkiwalna Główne gazy cieplarniane na Ziemi to para wodna, odpowiedzialna za 36-66% efektu cieplarnianego (razem z chmurami 66-85%); dwutlenek węgla (CO2), powodujący 9-26% efektu; metan (CH4)- 4-9% i ozon- 3-7%. Problem atrybucji globalnego ocieplenia polega na zrozumieniu w jakim stopniu zjawisko efektu cieplarnianego jest intensyfikowane wskutek działalności człowieka powodującej wzrost stężenia niektórych gazów cieplarnianych w atmosferze.
Działalność człowieka od rewolucji przemysłowej spowodowała wzrost koncentracji różnych gazów cieplarnianych, prowadząc do większego wymuszania promieniowania przez dwutlenek węgla, metan, troposferyczny ozon, chlorofluorowęgle i podtlenek azotu. Metan silniej niż dwutlenek węgla pochłania promieniowanie podczerwone, dlatego jest efektywniejszym gazem cieplarnianym, jednak jego stężenie w atmosferze jest dużo mniejsze, całkowite wymuszanie promieniowania metanu szacuje się na jedną czwartą wymuszenia CO2.
Pozostałe gazy tylko w niewielkim stopniu przyczyniają się do efektu szklarniowego; jednym z nich jest tlenek azotu (N2O), jego koncentracja wzrosła w wyniku działalności rolniczej. Atmosferyczne stężenie CO2 i CH4 wzrosło odpowiednio o 31% i 149% od początku ery przemysłowej w połowie XVIII wieku.
Poziomy te są wyższe niż kiedykolwiek w ciągu ostatnich 650000 lat (okresu dla którego uzyskano wiarygodne dane z rdzeni lodowych). Z innych mniej bezpośrednich dowodów geologicznych przypuszcza się, że zawartości dwutlenku węgla nie były tak wysokie od 20 milionów lat. Spalanie paliw kopalnych jest odpowiedzialne za około 75% wzrostu koncentracji CO2 w ciągu ostatnich 20 lat. Pozostałe 25% to w większości skutki użytkowania gruntów, w szczególności wylesianie. Zawartość CO2 w atmosferze wynosi obecnie około 385 ppm (objętościowo).
Ze względu na spalanie paliw kopalnych i zmiany w użytkowaniu ziemi przewiduje się dalszy wzrost koncentracji CO2. Szybkość wzrostu będzie zależeć od ekonomicznego, socjologicznego, technologicznego i naturalnego rozwoju, lecz może być ograniczona przez niedostępność paliw kopalnych. Specjalny Raport nt. Scenariuszy Emisji (ang. Special Report on Emissions Scenarios) podaje duży zakres przyszłych emisji CO2, wywołujący wzrost stężenia od 541 do 970 ppm do roku 2100.
Zasoby paliw kopalnych są wystarczające do osiągnięcia tego poziomu, a nawet przekroczenia po roku 2100, o ile węgiel, piaski bitumiczne bądź klatrat metanu będą powszechnie używane.
Artykuł Hansena i innych zasugerował, że zaobserwowane w XX wieku ocieplenie spowodowały głównie gazy cieplarniane inne niż dwutlenek węgla, a efekt CO2 został częściowo zredukowany, m.in.
. przez efekt aerozoli atmosferycznych. Dwutlenek węgla jest jednak wymieniany jako dominujący czynnik w przyszłości, o ile emisje tego gazu będą wzrastały a efekt aerozoli (np. ozonu) osłabnie.


Sprzężenie zwrotne
Zmiany stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze są jedną z bezpośrednich przyczyn globalnego ocieplenia, ale ze zmianami temperatury wiążą się różnego rodzaju wtórne efekty, które mogą przyczyniać się do dodatkowego wzrostu albo do spadku temperatury. Niektóre z tych zjawisk są objęte sprzężeniem zwrotnym dodatnim, powiększającym zmiany, a inne ujemnym, przeciwdziałającym zmianom. Istotnym zjawiskiem objętym dodatnim sprzężeniem zwrotnym jest efekt cieplarniany wywołany obecnością pary wodnej w atmosferze.
Ocieplenie powierzchni wskutek dodawania gazów cieplarnianych, takich jak CO2, powoduje wzrost wyparowywania wody do atmosfery zwiększając jej ilość w atmosferze. Ponieważ para wodna jest także gazem cieplarnianym, atmosfera jeszcze bardziej się ociepla; to ocieplenie powoduje z kolei dalsze parowanie wody. Ten cykl objęty dodatnim sprzężeniem zwrotnym; nazywany jest efektem supercieplarnianym. To dodatnie sprzężenie zwrotne zwiększa efekt cieplarniany wywołany samym dwutlenkiem węgla.
Natomiast efekt zmian wilgotności jest nieco bardziej skomplikowany: wprawdzie w cieplejszej atmosferze ilość pary wodnej na jednostkę objętości (wilgotność bezwzględna) powietrza rośnie, ale ilość pary wodnej względem ilości pary wodnej nasyconej (wilgotność względna decydująca o tworzeniu się chmur) pozostaje względnie stała.
Efekt dwutlenku węgla i związane sprzężenia są odwracalne, ale ze względu na długi okres przebywania dwutlenku węgla w atmosferze i bezwładność cieplną oceanu, zmiany są długoterminowe.
Prowadzone są badania naukowe nad wpływem chmur na sprzężenie zwrotne. Chmury emitują promieniowanie podczerwone z powrotem na powierzchnię ziemską, mają więc wpływ ocieplający; chmury odbijają dochodzące światło słoneczne i emitują podczerwień w kosmos, mają więc również wpływ ochładzający. Rozstrzygnięcie czy bilans daje efekt ocieplenia, czy ochłodzenia, jest związane m.in. z typem i wysokością podstawy chmur.
Parametryzacja procesów chmurowych w modelach klimatu jest skomplikowana, częściowo ze względu na duże odstępy między punktami na siatkach obliczeniowych modeli klimatu. We wszystkich modelach użytych w Czwartym Raporcie IPCC chmury dają dodatni efekt sprzężenia zwrotnego i stanowią istotny mechanizm ocieplania.
Mniej znaczącym mechanizmem sprzężenia zwrotnego jest zmiana pionowego gradientu temperatury. Temperatura atmosfery zmniejsza się wraz z wysokością w troposferze. Ponieważ emisja promieniowania podczerwonego zmienia się z temperaturą do czwartej potęgi to promieniowanie długofalowe emitowane przez górne warstwy atmosfery jest mniejsze niż promieniowanie z jej dolnych warstw. Większość emisji z górnej atmosfery "ucieka" w przestrzeń kosmiczną, natomiast promieniowanie emitowane w warstwie blisko Ziemi jest powtórnie absorbowane przez powierzchnię ziemską lub atmosferę.
Zmiany temperatury atmosferycznej wraz z wysokością świadczą o intensywności efektu cieplarnianego: szybko malejąca temperatura go intensyfikuje; powolny spadek temperatury związany jest z redukcją efektu. Numeryczne modele klimatu prognozują, że ocieplenie zredukuje spadek temperatury wraz z wysokością, które osłabi efekt cieplarniany (ujemne sprzężenie zwrotne).
Pomiary zmiany temperatury z wysokością w troposferze wykonywane są za pomocą sondaży atmosferycznych oraz metod satelitarnych. Pomiary te są mniej dokładne i rzadziej przeprowadzane niż pomiary temperatury przy powierzchni Ziemi, co utrudnia ocenę zmian temperatury w atmosferze i porównanie modeli z zachowaniem atmosfery. Innym ważnym typem oddziaływań pomiędzy różnymi procesami jest tzw. "sprzężenie albedo-lód" (ang. ice-albedo feedback).
Wraz ze wzrostem temperatury, wzrasta szybkość topnienia lodu w obszarach okołobiegunowych, zmniejsza się także obszar i czas zalegania pokrywy śnieżnej. Proces topnienia powoduje, że silnie odbijający promieniowanie słoneczne lód zastępują ciemniejsze obszary lądu lub wody, absorbujące więcej promieniowania słonecznego. Jest to mechanizm dodatniego sprzężenia zwrotnego, w którym zmniejszenie pokrywy lodu i śniegu prowadzi do jeszcze szybszego jej zaniku.
Sprzężenie dodatnie wywołane emisją dwutlenku węgla i metanu z topniejących obszarów wiecznej zmarzliny (np. torfowisk na Syberii) to kolejny mechanizm zdolny przyczynić się do ocieplania. Powstała hipoteza, że wzrost temperatury oceanów może spowodować uwolnienie CH4 ze złóż klatratów metanowych, prowadząc do masowego wymierania organizmów morskich i gwałtownego wzrostu temperatury w atmosferze. Przypuszczalnie zdolność oceanu do sekwestracji węgla będzie malała wraz ze zwiększającą się temperaturą. Ocieplenie zredukuje ilość mineralnych składników odżywczych w strefie mezopelagialnej oceanu (czyli w rejonie półmroku pomiędzy 200 m do 1000 m), powodując zmniejszenie populacji stosunkowo dużych okrzemków w stosunku do małych cząstek fitoplanktonu.
Obszary dominowane przez komórki fitoplanktonu są mniej efektywnie (w stosunku do obszarów z dużą ilością okrzemków) w transporcie węgla z atmosfery do oceanu.


Aktywność słoneczna
Istnieją artykuły naukowe sugerujące niedoceniony wpływ Słońca na ocieplenie. Naukowcy Bruce West i Nicola Scafetta z Uniwersytetu Dukea, oceniają, że Słońce przyczyniło się do około 45-50% wzrostu średniej temperatury globalnej na powierzchni Ziemi w okresie 1900-2000, a około 25-35% w latach 1980-2000.
W publikacji Petera Stotta i współautorów zasugerowano, że w modelach klimatu zawyżono względny wpływ gazów cieplarnianych w porównaniu z wymuszaniem promieniowania słonecznego; zwracana jest też uwaga na słabo uwzględniany ochładzający wpływ zawieszonych w powietrzu pyłów wulkanicznych oraz aerozoli siarczanów.
Badacze w podsumowaniu są jednak zgodni, że nawet ze zwiększoną wrażliwością klimatyczną na promieniowanie słoneczne, większość ocieplenia od połowy XX wieku jest prawdopodobnie związana ze wzrostem stężenia gazów cieplarnianych. Inna hipoteza (kosmoklimatologia) głosi, że zwiększona aktywność Słońca ma wpływ na promieniowanie kosmiczne, które przyczynia się do powstawania deszczowych kropli wody, a tym samym może wpływać na pokrywę chmur. Według tego scenariusza aktywność Słońca jest związana ze współczesnym ociepleniem.
Autorzy wymieniają aktywność magnetyczną słońca jako kluczowy czynnik odchylający promienie kosmiczne zdolne do wytworzenia chmurowych jąder nukleacji, które z kolei oddziałują na klimat. Jednym z przewidywanych skutków zwiększonej aktywności Słońca byłoby ocieplenie się większości stratosfery, podczas gdy teoria gazów cieplarnianych przewiduje ochładzanie się stratosfery.
Obserwowanym trendem od co najmniej 1960 jest ochładzanie się stratosfery. Również zmniejszone stężenie ozonu w stratosferze ma efekt chłodzący, jednak istotne ubytki w powłoce ozonowej pojawiły się dopiero pod koniec lat 70. XX wieku.
W XX wieku czynniki naturalne, takie jak aktywność słoneczna i wulkany miały raczej niewielki łączny wpływ ocieplający w stosunku do okresu sprzed rewolucji przemysłowej. Symulacje numeryczne klimatu w XX wieku, przeprowadzone tylko z efektami naturalnymi, przy założeniu wzrostu całkowitej irradiancji Słońca o około 2 waty na metr kwadratowy pokazują, że maksimum ocieplenia - o około 0,2°C - wystąpiłoby w 1950 roku.
Po roku 1950, ze względu na zwiększony ale ochładzający wpływ efektów wulkanicznych, ocieplenie poprzez czynniki naturalne zmniejszyłoby się do 0,1°C. W 2006, analiza Petera Foukala i naukowców ze Stanów Zjednoczonych, Niemiec i Szwajcarii wykazała brak zmian natężenia jasności netto Słońca w ostatnim tysiącleciu. Cykle słoneczne spowodowały wzrost jasności o ok. 0,07% w ostatnich 30 latach. Poziom ten jest za niski, aby mógł w sposób istotny wpłynąć na globalne ocieplenie.
Artykuł Mikea Lockwooda i Clausa FrĂśhlicha wykazuje brak relacji pomiędzy globalnym ociepleniem a irradiancją słoneczną od 1985, czy to poprzez zmiany w aktywności słonecznej, czy wahania promieniowania kosmicznego.
Główni zwolennicy hipotezy wpływu promieniowania słonecznego na pokrywę chmur - Henrik Svensmark i Eigil Friis-Christensen - ustosunkowali się do tych zarzutów w swojej publikacji. Artykuł z 2007 wykazuje brak istotnego związku pomiędzy padającym na Ziemię promieniowaniem kosmicznym, a zachmurzeniem i temperaturą w ciągu ostatnich 20 lat.


Modele klimatu
Naukowcy badają zmiany klimatyczne używając modeli numerycznych klimatu. Modele te oparte są na podstawowych zasadach dynamiki płynów, transportu promieniowania i innych procesów a rozwiązywane z użyciem metod numerycznych. Procesy symulowane są w sposób przybliżony, ze względu na niedokładność i niekompletność danych wejściowych, ograniczenia w możliwościach komputerów i złożoność systemu klimatycznego.
Wszystkie współczesne modele klimatu uwzględniają procesy wymiany atmosfery i oceanu oraz symulują pokrywy lodowe na lądzie i w oceanie. Niektóre z nich uwzględniają także procesy chemiczne i biologiczne. Modele te przewidują, że efektem zwiększonych emisji gazów cieplarnianych jest ocieplenie klimatu. Należy jednak zaznaczyć, że nawet przyjmując te same wartości przyszłych poziomów gazów cieplarnianych, modele różnie symulują wrażliwość klimatyczną.
Ponadto, mimo niedawnych postępów, parametryzacja chmur jest jednym z głównych źródeł niepewności w numerycznych modelach klimatu. Obecne modele klimatu dobrze pokrywają się z obserwacjami globalnych zmian temperatury w ostatnim stuleciu, ale nie symulują wszystkich aspektów klimatu. Modele nie przewidują w sposób jednoznaczny przyczyny ocieplenia pomiędzy rokiem 1910 i 1945, choć sugerują, że ocieplenie od 1975 jest dominowane przez emisję antropogenicznych gazów cieplarnianych.
Przewidywania modeli klimatu globalnego tworzy się z użyciem różnego rodzaju scenariuszy emisji gazów cieplarnianych, najczęściej ze specjalnego raportu IPCC (Special Report on Emissions Scenarios, w skrócie SRES). Niektóre modele, choć nie jest to typowe, uwzględniają dodatkowo obieg węgla w atmosferze.
Taka symulacja przeważnie daje efekt dodatniego sprzężenia, ale wyniki obarczone są dużą niepewnością (w scenariuszu A2 SRES daje to dodatkową emisję CO2 w zakresie od 20 do 200 ppm). Istnieją badania obserwacyjne, które również wskazują na dodatnie sprzężenie. Zakładając niepewności w modelowaniu klimatu i koncentracji gazów cieplarnianych w przyszłości, IPCC przewiduje ocieplenie od 1,1°C do 6,4°C pod koniec XXI wieku, w stosunku do okresu 1980-1999. Modele są także używane do ustalenia czy obecne zmiany klimatu wywoływane są przez działalność człowieka czy czynniki naturalne. Porównywane są zmiany obserwowane do tych przewidywanych przez modele, które zakładają różnego rodzaju czynniki - naturalne i powodowane przez człowieka.
Wyniki symulacji opublikowane w maju 2008 i uwzględniające pomiary temperatury oceanów przewidują, że globalna temperatura powierzchni w ciągu najbliższej dekady może nie wzrosnąć. Naturalne czynniki na północnym Atlantyku oraz Pacyfiku w strefie tropikalnej mają tymczasowo zrównoważyć antropogeniczne ocieplenie.


Skutki i oczekiwane efekty
Nieliczne dostępne protokoły wykazują, że lodowce cofały się od początków XIX wieku. W latach 50. XX wieku rozpoczęto pomiary monitorujące bilans masy lodowcowej pod nadzorem World Glacier Monitoring Service i National Snow and Ice Data Center. Mimo że trudno jest powiązać specyficzne zjawiska pogodowe z globalnym ociepleniem, wzrost temperatury globalnej może powodować zmiany na obszarach rozległych, m.in. topnienie lodowców, zmniejszenie się pokrywy lodów morskich Arktyki i światowy wzrost poziomu morza.
Zmiany w ilości i strukturze opadów atmosferycznych mogą spowodować zarówno susze jak i powodzie. Mogą również nastąpić zmiany w intensywności i częstotliwości występowania skrajnych wydarzeń pogodowych.
Inne możliwe skutki to zmiana wydajności produkcji rolnej i otwarcie nowych szlaków handlowych, zmniejszony dopływ słodkiej wody, wymieranie gatunków, oraz zwiększony zasięg występowania wektorów przenoszących zakaźne drobnoustroje. Globalnemu ociepleniu przypisuje się już, przynajmniej częściowo, niektóre efekty na środowisko naturalne i cywilizację.
Raport IPCC z 2001 sugeruje, że globalne ocieplenie ma częściowy wpływ na regresję lodowców od roku 1850, zaburzenie lodowców szelfowych (np. lodowca szelfowego Larsena), wzrost poziomu morza, zmiany w regionalnych strukturach opadu, oraz intensyfikację i zwiększoną częstotliwość występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych. Oczekiwane są zmiany w ogólnej i regionalnej cyrkulacji powietrza i intensywności oraz częstotliwości zjawisk atmosferycznych.
Natomiast trudno jest ocenić wpływ globalnego ocieplenia na konkretne zjawiska pogodowe. Inne oczekiwane efekty to deficyt wody w pewnych rejonach, a większe opady w innych, zmiany w akumulacji śniegu w górach, oraz negatywny wpływ na zdrowie przy cieplejszej temperaturze. Wzrost śmiertelności, wymuszona migracja oraz straty ekonomiczne przewidywane wskutek skrajnych zjawisk pogodowych mogą być zaognione wzrastającą gęstością zaludnienia w dotkniętych rejonach. W średnich szerokościach geograficznych mogą jednak wystąpić pewne pozytywne zmiany związane z ociepleniem, np. spadek liczby zgonów z powodu wyziębienia.
W Trzecim Raporcie IPCC II grupa robocza podsumowała zarówno domniemane efekty jak i obecne zrozumienie tej problematyki. W Czwartym Raporcie IPCC z 2007 stwierdzono, że istnieją obserwacyjne dowody naukowe na intensyfikację cyklonów tropikalnych na północnym Oceanie Atlantyckim od 1970, co koreluje ze wzrostem temperatury powierzchni oceanu, jednakże wykrycie długoterminowego trendu jest utrudnione ze względu na niską jakość pomiarów sprzed epoki satelitarnej. Sprawozdanie odnotowuje też brak oczywistej zależności pomiędzy doroczną liczbą cyklonów tropikalnych na świecie i wzrostem temperatury.
Poza tym, przewiduje się wzrost poziomu morza od 110 do 770 mm pomiędzy 1990 a 2100, następstwa w rolnictwie, możliwe osłabienie cyrkulacji termohalinowej, redukcję stężenia ozonu w atmosferze, intensyfikację huraganów i innych skrajnych zjawisk pogodowych, zakwaszenie oceanów i rozprzestrzenianie się chorób takich jak malaria i denga. Badanie ze statystyczną próbką 1013 gatunków zwierząt i roślin wykazało, że 18 do 35% z nich może do 2050 zaniknąć, uwzględniając prognozowane ocieplenie. Jednak dobrze udokumentowanych badań nad wymieraniem gatunków jest niewiele z powodu ostatnich zmian klimatu; jedna z prac sugeruje z kolei, że przewidywane tempo zaniku gatunków jest niepewne.


Ekonomia
Starano się przeanalizować ogólny koszt ekonomiczny strat wskutek zmiany klimatu na Ziemi. Do tej pory, nie ma rozstrzygających wniosków; przegląd około 100 prac ekonomicznych z tego zakresu określa koszt w granicach 10 USD na tonę węgla (tC) do 350 USD/tC (czyli od 3 USD na tonę dwutlenku węgla do 95 USD na tonę dwutlenku węgla).
Średnia wartość to około 43 USD/tC (czyli 12 USD na tonę dwutlenku węgla). Raport Sterna to jeden z szeroko opublikowanych raportów dotyczących ekonomicznych skutków zmian klimatu; sugeruje on redukcję produktu krajowego brutto do 1% z powodu ekstremalnych zmian pogodowych.
W najgorszym przypadku, globalna konsumpcja na osobę może spaść o 20%. Metodologia, sposób przekazu oraz konkluzje tego raportu zostały skrytykowane przez wielu ekonomistów, głównie ze względu na założenia dotyczące dyskontowania oraz na wybór scenariuszy. Inni jednak poparli ogólną próbę oszacowania ryzyka ekonomicznego.
Wstępne badania sugerują, że wymiary kosztów i korzyści złagodzenia globalnego ocieplenia są zasadniczo porównywalne. Według Programu Środowiskowego Organizacji Narodów Zjednoczonych (UNEP), sektory ekonomiczne narażone na trudności związane ze zmianą klimatu to m.in. banki, rolnictwo i transport. Kraje rozwijające się zależne od rolnictwa będą szczególnie dotknięte przez globalne ocieplenie.


Adaptacja, ograniczanie i prewencja
Wśród naukowców badających zmiany klimatu przeważa opinia, że globalna temperatura będzie wzrastać. Z tego powodu kraje, stany, korporacje i indywidualne osoby wprowadziły metody mające na celu ograniczenie lub przystosowanie się do globalnego ocieplenia. Wiele stowarzyszeń ekologicznych wspiera inicjatywy skierowane przeciwko czynnikom wpływającym na ocieplanie się klimatu, zarówno poprzez indywidualne osoby jak i przez organizacje lokalne i regionalne.
Inni sugerują limity na światową produkcję paliw kopalnych, przytaczając bezpośredni związek pomiędzy produkcją paliw kopalnych a emisją dwutlenku węgla.
Podjęto również inicjatywy zmierzające m.in. do wzrostu wydajności energii i użytkowania paliw odnawialnych. Jedną z istotnych innowacji jest rozwój handlu emisjami gazów cieplarnianych, gdzie firmy, pod nadzorem rządu, zgadzają się na górny limit emisji swoich zanieczyszczeń, a w przypadku emisji dodatkowych kupno certyfikatów od przedsiębiorstw, które nie wykorzystają przyznanego im limitu. Najważniejszym międzynarodowym porozumieniem dotyczącym globalnego ocieplenia jest Protokół z Kioto, poprawka do wynegocjowanej w 1997 Ramowej konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu. W kwietniu 2008 Protokół uwzględniał 178 krajów, czyli ponad 60% globalnej emisji gazów cieplarnianych.
Jedynie Stany Zjednoczone (historycznie największy emitor gazów cieplarnianych) i Kazachstan nie ratyfikowały traktatu. Protokół wygasa w 2012, a w maju 2007 rozpoczęto międzynarodowe rozmowy dotyczącego przyszłego traktatu, mającego zastąpić obecny.
Wymieniając "poważne szkody" dla ekonomii Stanów Zjednoczonych i wyłączenie z traktatu "80 procent świata, wliczając w to główne skupiska populacji", takie jak Chiny i Indie, George W. Bush stwierdził, że Protokół z Kioto jest nieuczciwym i nieskutecznym sposobem na rozwiązanie kwestii globalnej zmiany klimatu. Bush promował udoskonalenie technologii energetycznej jako środek na globalne ocieplenie, natomiast indywidualne zarządy stanów i miast w USA rozpoczęły własne inicjatywy sygnalizujące poparcie i zgodność z Protokołem z Kioto na poziomie stanowym i lokalnym.
Jednym z przykładów takiego podejścia jest Regionalna inicjatywa dotycząca gazów cieplarnianych (Regional Greenhouse Gas Initiative, w skrócie RGGI). Chiny i Indie ratyfikowały Protokół z Kioto, mimo że są zwolnione z jego postanowień jako kraje rozwijające się. Według badań Netherlands Environmental Assessment Agency, Chiny wyprzedziły USA w ogólnej rocznej emisji gazów cieplarnianych. Premier Chin Wen Jiabao zaapelował do swojego narodu o podwojenie wysiłków aby stawić czoła zanieczyszczeniu środowiska i globalnemu ociepleniu.
Polska podpisała Protokół 16 lipca 1998 i jest zobowiązana do redukcji sześciu antropogenicznych gazów cieplarnianych średnio o 5% w stosunku do roku bazowego (1988 lub 1995).
Ówczesny minister środowiska Jan Szyszko oświadczył w 2007, że Polska jest "liderem w zakresie kształtowania polityki klimatycznej w Europie i na świecie", przytaczając obniżenie emisji gazów cieplarnianych za rok 2004 o 32 proc. w stosunku do roku bazowego. III grupa robocza IPCC jest odpowiedzialna za sporządzanie raportów na temat ograniczenia globalnego ocieplenia oraz analizy kosztów i korzyści przy przyjęciu odmiennych strategii.
W Czwartym Raporcie IPCC grupa wnioskuje, że żaden pojedynczy sektor lub technologia nie może stać się całkowicie odpowiedzialna za ograniczenie przyszłego ocieplenia. Członkowie wyliczają kluczowe praktyki i technologie w różnorodnych sektorach, takich jak transport, dostawa energii, przemysł i rolnictwo, które należy wdrożyć aby zredukować emisje globalne. Szacują, że stabilizacja równoważniku dwutlenku węgla na poziomie 445-710 ppm do 2030 spowoduje od 0,6 wzrostu do 3% spadku globalnego produktu krajowego brutto.
We wrześniu 2008 Rajendra Pachauri, członek zarządu IPCC, zaapelował o ograniczenie spożycia mięsa, którego produkcja odpowiada za 18% emisji gazów cieplarnianych, w szczególności metanu pochodzącego od bydła (rzeźnego i mlecznego).


Debata polityczno-publiczna
W ostatnich kilkunastu latach wzrost świadomości o badaniach dotyczących globalnego ocieplenia spowodował polityczną i ekonomiczną debatę. Rejony ubogie, w szczególności Afryka, są najbardziej narażone na sugerowane efekty globalnego ocieplenia, mimo niskich ilości emisji w porównaniu ze światem rozwiniętym. Stany Zjednoczone i Australia skrytykowały wyznaczony przez Protokół z Kioto mechanizm ulg w ograniczaniu emisji dla krajów rozwijających się.
Jest to także jeden z powodów kontynuowania odmowy ratyfikacji traktatu przez USA. W krajach europejskich pogląd, że człowiek wpływa na klimat zyskał szersze poparcie opinii publicznej niż w USA. Kwestia zmian klimatu zapoczątkowała debatę porównującą koszty i korzyści z ograniczenia przemysłowej emisji gazów cieplarnianych.
Dyskutowane (m.in w Unii Europejskiej) są wady i zalety rozwoju alternatywnych źródeł energii jako jeden z mechanizmów redukujących przyszłe emisje węgla. Niektóre firmy i organizacje, jak np. think tank Competitive Enterprise Institute i ExxonMobil, zwracają uwagę na bardziej ostrożne prognozy zmian klimatycznych i podkreślają koszt ekonomiczny ścisłej kontroli emisji.
Podobnie, organizacje ekologiczne i wpływowe osoby publiczne organizują kampanie społeczne podkreślające potencjalne zagrożenia skutków globalnego ocieplenia i promujące wdrażanie mechanizmów kontrolujących zmianę klimatu. Niektóre firmy, które wydobywają i przetwarzają paliwa kopalniane poinformowały o ograniczeniu dotacji dla grup promujących sceptycyzm lub wezwały do przeciwdziałania globalnemu ociepleniu. Innym aspektem debaty jest stopień ograniczenia emisji rynków wschodzących, takich jak Chiny i Indie.
Niedawne raporty pokazują, że Chiny wyprzedziły USA pod względem narodowych emisji dwutlenku węgla. Chiny argumentują, że mają mniejsze zobowiązania względem ograniczenia, ponieważ ich emisje na jednego mieszkańca są sześć razy niższe od Stanów Zjednoczonych. Podobnie reagują Indie, które również zostały zwolnione z ograniczeń nałożonych przez Protokół z Kioto ale są jednym z największych emiterów przemysłowych.
Stany Zjednoczone odpowiadają, że jeżeli mają ponieść koszty redukcji dwutlenku węgla, powinny to uczynić również Chiny. Jednym z istotnych problemów debaty nad globalnym ociepleniem jest popularyzacja wyników naukowych. W tym celu IPCC opracowało streszczenie głównych rezultatów w postaci "podsumowania dla decydentów politycznych" oraz FAQ, czyli zbiory "często zadawanych pytań" i odpowiedzi na nie. Istnieją też publikacje popularnonaukowe, opisujące podstawy naukowe globalnego ocieplenia.


Powiązane problemy klimatyczne
Globalne ocieplenie może mieć związek z różnego rodzaju zjawiskami. Jednym z nich jest zakwaszenie oceanu. Wzrost koncentracji CO2 w atmosferze zwiększa ilość CO2 rozpuszczonego w oceanie. Rozpuszczony w oceanie dwutlenek węgla reaguje z wodą tworząc kwas węglowy, co skutkuje zakwaszeniem.
Ocenia się, że pH wód powierzchniowych zmniejszyła się od 8,25 na początku epoki przemysłowej do 8,14 w roku 2004. Prognozuje się dalszy spadek pH w granicach 0,14-0,5 do roku 2100, zakładając, że ocean będzie nadal absorbował zwiększone ilości CO2 z atmosfery. Organizmy morskie tworzące ekosystemy tolerują tylko specyficzny, wąski zakres zasadowości (pH), dlatego gwałtowne zmiany tego wskaźnika w oceanie może doprowadzić do ich zaniku.
Taki scenariusz jest możliwy głównie z powodu wzrostu koncentracji atmosferycznego dwutlenku węgla, która poprzez różne zjawiska może zaburzyć produkcję pierwotną masy biologicznej i łańcuchy pokarmowe, wpływając ostatecznie na ludzi, których wyżywienie zależy od morskich ekosystemów. Globalne zaciemnienie jest terminem określającym stopniowe zmniejszenie bezpośredniego promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi.
Efekt ten mógł częściowo zredukować globalne ocieplenie pod koniec XX wieku. Prawdopodobnie wpłynęły na to wyemitowane przez człowieka w latach 1960-1990 atmosferyczne cząstki zawieszone w powietrzu (aerozole). Naukowcy oceniają z 66-90% pewnością, że aerozole tworzone przez działalność przemysłową oraz cząstki pochodzenia wulkanicznego zredukowały efekt globalnego ocieplenia.
Istnieją głosy, że efekt globalnego ocieplenia ma wpływ na stale zmniejszającą się ilość ozonu w ziemskiej stratosferze. Mimo pewnych powiązań, nie ma silnego związku pomiędzy występowaniem dziury ozonowej a globalnym ociepleniem.






foto: Jola Babij /BAI

Źródło: Wikipedia (autorzy, na licencji GNU FDL), Krzysztof K.,
http://www.publikuj.org/
Tagi:
Najczęściej czytane
*}
go to top