Ciepło, coraz cieplej

Gdyby dwutlenek węgla stanowił 1 proc. składu naszej atmosfery, osiągnęła by ona temperaturę wrzenia i kompletnie zmieniła świat, który znamy *. Paradoks tej sytuacji polega na tym, że dwutlenek węgla i inne gazy cieplarniane, są zarazem gazami życia (niezbędne w procesie fotosyntezy), choć wspólnie (a wyróżnia się ok. 30 takich gazów cieplarnianych) stanowią one zaledwie 0,05 proc. składu atmosfery Ziemi. Jednak to właśnie one zatrzymują część energii cieplnej cierpliwie dosyłanej nam przez Słońce i zapewniają nam stabilną temperaturę w dolnych warstwach troposfery (to ta część, w której żyjemy). Na całym globie średnia wynosi ok. plus 14 stopni Celsjusza. Bez gazów cieplarnianych mielibyśmy na Ziemi lodową pustynię z temperaturą na poziomie -20 stopni (średnio).

Ta obecna temperatura jest o ok. 0,74 stopnia wyższa od tej sprzed lat początku rewolucji przemysłowej (1800 r.). Zmiana wydaje się niewielka i w zasadzie nieistotna tak dla planety, jak i dla jej mieszkańców. Jednak zdaniem naukowców jest ona tylko wstępem dla o wiele poważniejszych zmian dla klimatu Ziemi oraz wszystkich żyjących na niej organizmów. Za główną przyczynę zagrażających nam zmian klimatycznych uważa się dwutlenek węgla i metan, w mniejszym stopniu podtlenek azotu, a niebezpieczeństwa związane ze zmniejszającą się warstwą ozonową uważa się w zasadzie za zażegnane.

Dwutlenek węgla jest najczęściej występującym rzadkim gazem występującym w atmosferze, która składa się z 78 proc. z azotu, 20,9 proc. z tlenu i w 0,9 proc. z argonu (razem 99,8 proc.). W 1960 roku na milion cząsteczek atmosfery, ok. 315 stanowił właśnie dwutlenek węgla, a według szacunków w 1800 roku było to go ok. 280 cząsteczek na milion. Pod koniec XX wieku było to już ok. 370 cząsteczek, a w XXI wieku jego stężenie ma się podwoić w porównaniu do okresu sprzed epoki przemysłowej i wynieść 550 cząsteczek (głównie ze względu na spalanie paliw kopalnych). Skoro minimalna zawartość dwutlenku węgla w atmosferze ma tak wielkie znaczenie dla klimatu na Ziemi, łatwo zrozumieć, że podniesienie zawartości CO2 będzie mieć daleko idące reperkusje. Szacuje się, że planecie zagraża wzrost średnich temperatur o 3 stopnie Celsjusza, a według bardziej pesymistycznych prognoz nawet o 6 stopni.

Sprzężenie zwrotne

Dwutlenek węgla naturalnie jest także pochłaniany - przez rośliny w procesie fotosyntezy, ale przede wszystkim przez oceany, które pochłaniają ok. połowy CO2. Nawiasem mówiąc oceany zawierają ok. 50 razy więcej dwutlenku węgla niż atmosfera, ale jest z tym pewien problem. Cieplejsze oceany mogą pochłaniać mniej dwutlenku węgla niż zimne. Dlatego rozpoczęcie procesu ocieplania się klimatu Ziemi może wywołać sprzężenie zwrotne - sytuację w której początkowe zmiany napędzają kolejne, choćby nawet przyczyny tych początkowych zmian przestały istnieć. Skoro cieplejsze oceany mogą pochłaniać mniej CO2, to więcej dwutlenku węgla pozostaje w atmosferze, przez co ogrzewa się ona jeszcze szybciej powodując dalszy wzrost temperatur oceanów itd. Dlatego choć proces zmian klimatycznych przebiega powoli - z punktu widzenia ludzkiego życia - staje się obecnie wielką troską już nie tylko ekologów, ale także rządów. Zmiany w klimacie mogą po prostu okazać się nieodwracalne.

Innym czynnikiem opisanym jako element owego sprzężenia zwrotnego jest zmniejszająca się powierzchnia lodowych kontynentów - Arktyki i Antarktydy. Warto pamiętać, że lód odbija ok. 90 proc. promieniowania słonecznego, a dzięki niemu Ziemia odbija jedną trzecią ciepła słonecznego. Skoro jednak powierzchnia lodu - na skutek ocieplenia się klimatu - kurczy się, rośnie także ilość nieodbitego ciepła zatrzymywana przez Ziemię, co z kolei prowadzi do dalszego topnienia lodów i przyspieszenia całego cyklu.

Konsekwencje

Jedną ze znanych już i zbadanych konsekwencji zmian klimatycznych jest wydłużenie cykli El Nino względem La Nina. El Nino to okres, w którym ciepłe wody Pacyfiku pchane wiatrami powierzchniowymi płyną na wschód, w kierunku Ameryki Północnej przynosząc ze sobą - uwalniając wilgoć - ekstremalne zjawiska pogodowe takie jak powodzie (nawet na pustyniach), a jednocześnie wywołując zimne okresy w Ameryce Południowej i susze w Australii i Azji. La Nina z kolei to ruch nagrzanych wód oceanu w kierunku wschodnim i chłodnej wody z głębin oceanu na zachód. Od 1975 roku zauważono, że El Nino wyraźnie przeważa w tym układzie wiatrów, a ponieważ ma on wpływ na pogodę na całym świecie, także i w Polsce jest odczuwany w postaci wzrostu opadów (i upalnego lata na południu Europy). W 2008 roku na Oceanie Spokojnym przeważać mają jednak wschodnie wiatry, co sprawić może, że o ociepleniu klimatu nie będzie mówić się tak głośno jak w poprzednich latach.

Również magazynowana ciepła woda w rejonie Zatoki Meksykańskiej, która nie jest już przemieszczana w wystarczającym tempie przez Golfsztrom w kierunku Europy, oznacza możliwość pojawiania się silniejszych huraganów w tym rejonie.

Zmiany wynikające ze wzrostu zawartości CO2 odczuwane są nie tylko w zjawiskach pogodowych, ale także w rozwoju fauny i flory. Najpoważniejszą konsekwencją wydaje się być stopniowe zakwaszanie oceanów, prowadzące do obumierania gatunków znajdujących się na dole piramidy żywieniowej - glony, koralowce. To z kolei prowadzić może do zmniejszania populacji zwierząt żywiących się nimi - i dalej przenosić swoje konsekwencje w górę łańcucha pokarmowego, co obserwowane jest już obecnie w postaci drastycznie zmniejszającej się populacji niedźwiedzi polarnych.

Gospodarka wodna

Skutki topnienia lodu na biegunach mają wpływ na ilość energii słonecznej odbijanej przez Ziemię w kosmos, ale nie tylko na nią. Roztopiony lód Arktyki co prawda nie wpływa znacząco na poziom oceanów (zajmuje taką samą objętość jak wtedy gdy pływa), ale już oderwanie się choć części lodu Antarktydy od dna oceanicznego może podnieść poziom mórz o 6-7 metrów i takiego właśnie efektu spodziewają się naukowcy w ciągu najbliższych stu lat.

Osobną kwestią - wywoływaną także przez El Nino - jest topnienie lodowców kontynentalnych, które są przecież źródłami rzek. O ile obecnie topniejące lodowce Andów, Himalajów czy Alp częściej przynoszą powodzie niż jakiekolwiek inne dotkliwe skutki, to ocenia się, że konsekwencje topnienia lodowców w długim terminie wywołają efekty wręcz odwrotne - pozbawione zasilania rzeki mogą zmniejszyć ilość przenoszonej wody, co będzie mieć fatalne następstwa dla ekosystemów samych rzek, ale także utrudnią dostęp do wody pitnej mieszkańcom miast.

2050

Szacuje się, że pełny wpływ zmian zachodzących obecnie w atmosferze na klimat i życie na Ziemi widoczny będzie w 2050 roku. Całości tych zmian nie sposób przewidzieć - oczekuje się, że zagrożonych może być nawet 30-proc. gatunków zamieszkujących planetę, problemy z dostępem do wody pitnej staną się odczuwalne przez wszystkich ludzi, co przełoży się zresztą także na niedostatek żywności dla 9 mld ludzi, którzy w tym czasie mają zamieszkiwać planetę.

Tezy polemiczne

Wśród naukowców nie ma naturalnie pełnej zgody nie tylko co do skutków efektu cieplarnianego, ale także przyczyn jego powstania, a nawet samego jego istnienia.

Zwolennicy tych teorii mają cały szereg argumentów na poparcie swoich tez. Po pierwsze w historii Ziemi zdarzały się już okresy, kiedy stężenie dwutlenku węgla było wyższe niż obecnie. Największe pojawiło się ok. 65 mln lat temu przy okazji wielkiej katastrofy, która doprowadziła do śmierci dinozaurów. Szacuje się, że wówczas stężenie cząsteczek dwutlenku węgla wzrosło z ok. 500 do 2000 na milion (a więc i przed katastrofą było wyższe niż obecnie), zaś za nagły jej wzrost mógł odpowiadać albo olbrzymi wybuch metanu, albo uderzenie meteorytu. Jednak w tamtych czasach na świecie w ogóle nie było miejsca dla człowieka, ani też dla większości istniejących dziś gatunków. Nie istniały także czapy lodowe na biegunach, a poziom mórz był ok. 100 metrów wyższy niż obecnie.

Część środowiska uważa, że wpływ człowieka na ocieplenie klimatu jest niewielki, bo emisja CO2 pochodząca z przemysłu, rolnictwa, samochodów i po prostu oddychania nie przekracza nawet 9 proc. całości emisji CO2 emitowanego do atmosfery i 2 proc. do oceanów. Odnotowane ocieplenie klimatu w ostatnich latach badacze są skłonni przypisać aktywności Słońca (11-letnim cyklom plam słonecznych), a także zmianom toru po jakim Ziemia obiega Słońce (zmiany następują w cyklach liczących 100 tys. lat). Zidentyfikowano także dwa inne cykle - nachylenie osi obrotu Ziemi i wahania osi Ziemi - trwające odpowiednio 42 i 22 tys. lat, które także mogą mieć wpływ na ilość absorbowanego ciepła, a także na długość pór roku.

Za najbardziej kontrowersyjne tezy uznać można badania wskazujące na ochładzanie się klimatu Ziemi od 2002 roku. Stopniowy spadek średnich temperatur miałby mieć związek z niską aktywnością Słońca, a najniższe temperatury będą odczuwalne w latach 2012-2014 (później 2050-2060, zaś w okolicach roku 2200, spadek średnich temperatur byłby tak duży, że umożliwiałby ponowne zamarzanie Bałtyku na całym jego obszarze).

Stosowny raport na ten temat opublikował Pozarządowy Zespół ds. Zmiany Klimaty (NIPCC), według którego ciepła epoka właśnie się kończy, a wzrost CO2 w atmosferze jest wręcz korzystny dla roślin i człowieka. Wymowę tego raportu osłabia nieco fakt, że jego główny wydawca - Fred Singer - wsławił się kilkanaście lat temu artykułem na temat nieszkodliwości palenia tytoniu dla tzw. biernych palaczy. Fred Singer - co opisano w amerykańskim Newsweeku - był także w grupie osób planujących kampanię na rzecz nieszkodliwości zmian klimatycznych sponsorowaną przez koncern paliwowy Exxon. Jeden z raportów Singera (z 1995 r.) na ten sam temat miał być podpisany przez 79 naukowców uważających globalne ocieplenie za totalną mistyfikację. Ale mistyfikacją okazał się sam raport. Podpisy złożyli albo nie naukowcy, albo "osoby podstawione" (za Timem Flannery'm autorem "The weather makers").

* Pracując nad artykułem korzystałem z książki "Twórcy pogody" Tima Flannery'ego, książki "Niewygodna prawda", Ala Gore'a, raportu NIPCC oraz raportu IPCC na temat zmian klimatycznych, traktując zawarte w nich źródła jako sprawdzone. Raport NIPCC jest podpisany przez jednego autora, raporty IPCC przez ponad trzystu naukowców.

Emil Szweda, analityk Open Finance

Artykuł ukazał się w: