A jeśli spalimy wszystko, co się da?

Na zeszłorocznym szczycie klimatycznym w Paryżu narody świata uzgodniły cel ograniczenia ocieplenia do progu 2°C powyżej poziomu sprzed epoki przemysłowej oraz dołożenie starań w celu ograniczenia ocieplenia do 1,5°C. Nawet mniej ambitny cel 2°C oznacza, że w sumie, licząc od początku epoki przemysłowej, możemy wyemitować do atmosfery około 1000 GtC (miliardów ton węgla) w postaci CO2. Dwie trzecie tego tzw. budżetu węglowego już wykorzystaliśmy, co w praktyce przekłada się na konieczność zredukowania emisji do zera w ciągu najbliższych trzydziestu kilku lat (piszemy o tym m.in. w Ograniczenie ocieplenia do 2oC - nierealny optymizm naukowców oraz Ocieplenie o 1,5oC możemy zapewnić sobie już w niecałe 5 lat).

Pojawia się więc pytanie: co będzie, jeśli działania na rzecz ochrony klimatu okażą się nieskuteczne i wykorzystamy wszystkie opłacalne w wydobyciu złoża ropy, węgla i gazu i spalimy je?

Kopalnia

Rysunek 1: Kopalnia odkrywkowa węgla brunatnego w Stanari, w Bośni i Hercegowinie. Zdjęcie: A. Andjic.

Autorzy opublikowanej ostatnio w Nature Climate Change pracy (Tokarska i in., 2016) analizują, jakie byłyby te następstwa. Założyli, że ilość dostępnych do spalenia paliw kopalnych to 5000 GtC (to dolny przedział oszacowań zasobów, nowe odkrycia i technologie wydobywcze mogą zwiększyć tę ilość do 15 000 GtC) i ich spalenie zgodnie ze scenariuszem emisji RCP8.5 (biznes-jak-zwykle).

Rysunek 2. Wymuszanie radiacyjne w scenariuszu RCP8.5. Dwutlenek węgla stanowi 79% całości wymuszania radiacyjnego w 2100 roku i 85% w 2300. (Tokarska i in., 2016)

Wykorzystując taki scenariusz emisji, przeprowadzono dwie serie symulacji komputerowych. W pierwszej zastosowano cztery najbardziej zaawansowane modele ziemskiego systemu klimatycznego (CMIP5 – Coupled Model Intercomparison Project Phase 5). W drugiej skorzystano z siedmiu prostszych modeli klimatu (EMIC – Earth system Models of Intermediate Complexity).

Symulacje modelami CMIP5 prognozują w okresie 2281-2300 wzrost temperatury o 8,1-11,5°C względem okresu 1986-2005. Prostsze modele pokazują średnio rzecz biorąc trochę mniejszy wzrost temperatury.

Rysunek 3. Kolorami pokazana jest prognoza wzrostu średniej temperatury symulowana przez zaawansowane modele CMIP-5, kolorami szarymi przez prostsze modele EMIC. (Tokarska i in., 2016)

Według autorów prognozy niższe wzrosty temperatury przedstawiane przez mniej zaawansowane modele są głównie następstwem gorszego opisu odprowadzania ciepła w głębiny oceaniczne oraz nadmiernych uproszczeń w symulacji lądowego cyklu węglowego. W następnych stuleciach wzrost temperatury doprowadzi do przyspieszenia rozkładu materii organicznej w glebach (w tym w wiecznej zmarzlinie) i w rezultacie emisji CO2 przewyższających jego pobór przez rośliny. Efekt nasilonej absorpcji gazu przez coraz bujniejszą roślinność (tak zwane „nawożenia roślin przez CO2”) będzie ulegał wysycaniu, bo będą go ograniczać niedobór innych minerałów oraz (szczególnie w tropikach) nadmiernie wysokie temperatury spowalniające proces fotosyntezy. Więcej na te tematy możesz przeczytać w artykułach Mit: Im więcej CO2, tym lepiej dla roślin, Dodatkowe emisje ze źródeł naturalnych a przyszła zmiana klimatu, I znów nam wmawiają: cieszcie się z ocieplenia, Tropikalne ekosystemy pochłaniają coraz mniej dwutlenku węgla.

Prognozy modelami CMIP5 pokazują, że zależność pomiędzy ilością wyemitowanego dwutlenku węgla i wzrostem temperatury jest praktycznie liniowa, niezależnie od skumulowanej ilości emisji – emisja każdego 1000 GtC (czyli 3666 mld ton CO2) oznacza wzrost średniej temperatury powierzchni Ziemi o około 2°C.

Rysunek 4. Linie ciągłe pokazują ocieplenie będące rezultatem emisji CO2 w funkcji skumulowanych emisji CO2 obliczone z użyciem modeli CMIP5 w scenariuszu RCP8.5. Linie kropkowane pokazują symulacje dla wzrostu emisji CO2 w tempie 1% rocznie. Większe emisje skumulowane w modelu BCC-SCM 1.1 pochodzą z dodatkowych emisji z ekosystemów lądowych. Ocieplenie wywołane innymi gazami cieplarnianymi należy doliczyć dodatkowo. (Tokarska i in., 2016)

Prognozowane przez modele CMIP5 ocieplenie o około 10°C nie będzie jednorodne – największy wzrost temperatury, o 15-20°C w stosunku do epoki przedprzemysłowej, prognozowany jest w rejonach arktycznych. Oznacza to w zasadzie zanik ekosystemów arktycznych w znanej na postaci.

Rysunek 5. Wzrost temperatury do 2300 roku względem średniej z okresu 1986-2005. (Tokarska i in., 2016)

Ocieplenie w rejonach leżących bliżej równika będzie mniejsze – na kontynentach do 10°C, co jednak wystarczy do uczynienia Afryki, Ameryki Południowej, Australii i znacznej części Azji oraz południowej Europy i Ameryki Północnej miejscami nie nadającymi się dla zwierząt stałocieplnych, w tym ludzi.

Poważnym zmianom ulegną też wzorce opadowe. Na dużej części powierzchni Ziemi opady wzrosną, ale w rejonie Morza Śródziemnego, Ameryki Centralnej, południowej Afryki i Australii zmaleją nawet o ponad połowę.

Rysunek 6. Procentowe zmiany opadów w 2300 roku względem średniej z okresu 1986-2005. (Tokarska i in., 2016)

Analiza pokazująca skalę zmiany klimatu w scenariuszu biznes-jak-zwykle jest bardzo ważnym głosem w dyskusji. Wszyscy opowiadający się za dalszym spalaniem paliw kopalnych i blokujący wprowadzanie polityk ochrony klimatu powinni mieć świadomość, jakie byłyby następstwa takich działań.

Marcin Popkiewicz, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon Malinowski

Opublikowano: 2016-07-07 11:09
Tagi

dwutlenek węgla prognozy klimatu

Fundacja UW
Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.