400 ppm i rośnie

9 maja 2013 roku koncentracja dwutlenku węgla w powietrzu mierzona w obserwatorium Mauna Loa na Hawajach osiągnęła wartość 400 ppm (cząstek na milion). Co to dla nas oznacza? Przede wszystkim to, że przez najbliższe kilka lat będziemy już mówić, że koncentracje CO2 w atmosferze wynoszą „około 400 ppm” zamiast „niecałe 400 ppm”. Okrągłe liczby łatwiej jest zapamiętać i dają pretekst do okolicznościowych tekstów, takich jak ten.

Obrazek przedstawie szkic miasta z unoszącymi się nad nim kłębami dymu, w których wytarty na biało widnieje napis CO2.

Od czasów rewolucji przemysłowej działalność ludzka stanowi istotne źródło dwutlenku węgla, zaburzające równowagę naszej planety. Rysunek: Korat_cn, Dreamstime.com

Dwutlenek węgla jest ważnym gazem cieplarnianym, w dużych ilościach wprowadzanym do atmosfery przez człowieka, w związku z rosnącym wykorzystaniem paliw kopalnych w energetyce, przemyśle i transporcie. 55 lat temu, kiedy Charles D. Keeling rozpoczął regularne pomiary jego koncentracji w obserwatorium na górze Mauna Loa, koncentracja CO2 wynosiła około 317 ppm. Od tego czasu obserwowano wzrost tej wielkości, aż do osiągniętego w maju tego roku poziomu 400 ppm. Jak mówi dr Charles Miller, specjalista w dziedzinie obserwacji gazów cieplarnianych, związany z projektem CARVE (Carbon In Arctic Reservoirs Vulnerability Experiment),

„Jeszcze bardziej niż sam rozmiar zmian niepokojący jest fakt, że tempo w jakim podnosi się koncentracja CO2 w atmosferze jest coraz szybsze. Oznacza to, że w przyszłości zmiany zachodzić będą coraz prędzej. Średni wzrost koncentracji dwutlenku węgla w ciągu ostatnich 55 lat wynosił ok. 1,55 ppm/rok, ale z najnowszych obserwacji wynika, że obecnie przekracza on już 2,75 ppm/rok.”

Według dr Carmen Boening z grupy fizyki klimatu NASA Jet Propulsion Laboratory,

„Klimat Ziemi nigdy dotąd nie musiał poradzić sobie z tak drastyczną zmianą jak obecny wzrost [koncentracji CO2]. Prawdopodobnie więc będzie on miał nieprzewidywalne skutki dla naszego środowiska.”

Powyższa animacja przedstawia zmiany koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze. Zaczyna się od wyników bezpośrednich pomiarów w latach 1979 -2012: z lewej strony oglądamy zmieniające się koncentracje CO2 w zależności od szerokości geograficznej, z prawej – wykres pomiarów na Mauna Loa (czerwona linia) i biegunie południowym (niebieska linia). Po dojściu do roku 2012 wykres po prawej jest przedłużany na podstawie obserwacji z Mauna Loa (najdłuższa seria pomiarowa, zielona linia). Następnie mamy możliwość obejrzenia danych o koncentracjach dwutlenku węgla uzyskanych na podstawie analizy rdzeni lodowych (punkty pomarańczowe, brązowe, jasnoniebieskie i granatowe). Z lewej strony zaznaczone są najmniejsze koncentracje dwutlenku węgla dla czasów sprzed rewolucji przemysłowej (ok. 278 ppm) i epok lodowcowych (ok. 185 ppm).

Dzięki analizom rdzeni lodowych i osadów w zbiornikach wodnych znamy też przybliżone poziomy dwutlenku węgla w odleglejszej historii. Badania pokazują, że koncentracje rzędu 400 ppm występowały ostatnio w pliocenie, czyli 3-5 milionów lat temu (a może nawet aż kilkanaście milionów lat temu. Jak wynika z analiz opublikowanych ostatnio w „Science” przez międzynarodową grupę naukowców badających osady z jeziora El’Gygytkyn, średnie temperatury były wtedy wyższe o ok. 3-4 °C (w Arktyce aż o 8°C!), poziom oceanów był wyższy nawet o 40 m, obszary, które dziś porasta roślinność tundrowa w dużej mierze zajmowała tajga a północna czapa lodowa praktycznie nie istniała. Czemu na razie nie obserwujemy takich warunków? Po prostu dlatego, że obecny wzrost koncentracji dwutlenku węgla zachodzi na tyle szybko, że planeta nie nadąża z przystosowywaniem się do niego. Przewodnicząca zespołowi autorów pracy profesor Julie Brigham-Grette ostrzega:

„To nas czeka. Jeśli spojrzymy na północną granicę lasów, zobaczymy, że przesuwa się ona coraz dalej na północ. Tundra krzewinkowa wkracza w rejony zajmowane dotąd przez mchy i porosty. Chociaż zbliżamy się już do granicy 400 ppm [koncentracji CO2 w atmosferze], system klimatyczny Ziemi nie nadążą za zmianami. (…) Przesunięcie się granic ekosystemów zajmie wiele dziesięcioleci.”

Nie powinniśmy jednak lekceważyć tych zjawisk ze względu na ich powolność, z badań tej samej grupy wynika bowiem, że „odpowiedź systemu klimatycznego na niewielkie zmiany w koncentracjach dwutlenku węgla jest silniejsza niż sugerowały starsze modele klimatu.”

Earth System Reasearch Laboratory

Earth System Research Laboratory na wulkanie Mauna Loa (Hawaje). Zdjęcie dzięki uprzejmości NASA Earth Observatory.

Prawdopodobnie w miarę wzrostu zawartości CO2 w atmosferze czekają nas duże zmiany, do których będziemy musieli się w ten czy inny sposób przystosować. A to dlatego, że jedną z przykrych cech dwutlenku węgla jest ta, że bardzo trudno jest się go pozbyć z atmosfery. Co prawda jest on stale pochłaniany przez rośliny i rozpuszczany w oceanie, ale coraz bardziej osłabione ekosystemy nie nadążają za naszymi potrzebami. Obecnie są w stanie pochłaniać jedynie ok. 40% produkowanego przez naszą gospodarkę CO2, co oznacza, że z roku na rok „nadwyżka” tego gazu cieplarnianego w powietrzu rośnie (czego dowodem jest tegoroczny rekord). Nawet gdybyśmy całkowicie zaprzestali korzystania z paliw kopalnych, powrót koncentracji dwutlenku węgla do poziomu sprzed rewolucji przemysłowej wymagałby kilkuset lat.

Dlaczego Mauna Loa?

Dane dotyczące koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze często prezentuje się na przykładzie pomiarów z Mauna Loa na Hawajach, dlatego, że jest to po prostu najstarsza ze stacji, w której prowadzone są takie pomiary. Ich wyniki nie odbiegają znacząco od innych serii pomiarowych ze względu na to, że dwutlenek węgla bardzo dobrze miesza się z resztą składników powietrza. Dane z o stężeniu atmosferycznego CO2 pochodzące z wielu stacji rozsianych na całym świecie gromadzone są w Światowy Centrum Danych o Gazach Cieplarnianych zlokalizowanym w Japonii: World Data Centre for Greenhouse Gases.

Aleksandra Kardaś, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon Malinowski

Na podstawie

Climate Change Blog, Skeptical Science, NASA - Global Climate Change NEWS

Opublikowano: 2013-09-15 12:52
Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.