Globalne ocieplenie w 2016

Początek roku to tradycyjnie czas podsumowań, wykorzystamy zatem tę okazję do krótkiego omówienia kontekstu związanego z najcieplejszym rokiem w historii obserwacji.

obrazek przedstawia ziemię umieszczoną na palniku gazowym

Najważniejszą wiadomością jest oczywiście to, że globalne ocieplenie wciąż, niestety, postępuje. W ubiegłym roku antropogeniczna emisja dwutlenku węgla była najwyższa w historii. O ile emisje ze spalania węgla, ropy i gazu ziemnego wyniosły około 36 miliardów ton, utrzymując się na zeszłorocznym poziomie, to ze względu na trwające El Niño większa niż w ostatnich latach była emisja z wylesiania.

Rysunek 1. Całkowite światowe antropogeniczne emisje CO2: 41,9±2,8 GtCO2 w 2015. Global Carbon Budget 2016.

W połączeniu z mniejszym niż zwykle pochłanianiem dwutlenku węgla przez lądową biosferę poskutkowało to rekordowo wysokim tempem przyrostu koncentracji tego gazu w atmosferze (Le Quéré i in., 2016).

Przez cały rok 2016 średnia globalna koncentracja CO₂ pozostawała powyżej granicy 400 ppm. Poprzednim razem, gdy zawartość dwutlenku węgla w atmosferze była na podobnym poziomie — a miało to miejsce kilka milionów lat temu, w pliocenie — Ziemia była planetą o cieplejszym klimacie, z zieloną Grenlandią i poziomem wszechoceanu wyższym o 20-30 metrów (Miller i in., 2012).

Rysunek 2. Zmiana koncentracji atmosferycznej CO2 w ostatnich 800 000 lat. „0” oznacza 1 rok n.e. Dzięki wyjątkowo dużej skali na osi poziomej, ostatnie 2000 lat (nie mówiąc o 200) ściśnięte jest do niemal pionowej linii. Źródło EPA.

Mechanizm, dzięki któremu wzrost zawartości dwutlenku węgla powoduje globalną zmianę klimatu, jest od dawna dobrze poznany. CO₂ to gaz cieplarniany, a jego wyższa koncentracja powoduje zwiększenie absorpcji promieniowania podczerwonego i wzmocnienie efektu cieplarnianego. Badania pokazują (np. Etminan i in., 2016), że przy obecnej koncentracji (403 ppm) jest on wzmocniony o około 1,95 ± 0,2 W/m² w porównaniu do stanu przed rozpoczęciem epoki przemysłowej. Wzmocniony efekt cieplarniany (nie tylko przez dwutlenek węgla, ale też i inne gazy cieplarniane, w tym metan, podtlenek azotu oraz freony, w sumie dodatkowe 1 W/m².) oznacza, że ucieczka ciepła z powierzchni i dolnych warstw atmosfery planety w przestrzeń kosmiczną jest utrudniona, zatem więcej energii (w postaci promieniowania słonecznego) dociera do Ziemi, niż ją opuszcza (jako promieniowanie długofalowe — tzn. podczerwień).

Powstała w ten sposób nierównowaga radiacyjna powoduje gromadzenie się energii w systemie klimatycznym i ocieplenie planety. Wzrost temperatury atmosfery, zgodnie z prawem Stefana-Boltzmanna sprawia, że emituje ona więcej promieniowania podczerwonego, ułatwiając ucieczkę ciepła w kosmos. Jednocześnie, cieplejsza atmosfera zawiera więcej pary wodnej, która również wzmacnia efekt cieplarniany, powodując dalszy wzrost temperatury (Gordon i in., 2013).

Rysunek 3. Średnie zmiany zawartości pary wodnej w atmosferze (60°S-60°N).

O tym, że Ziemia otrzymuje od Słońca więcej energii niż wypromieniowuje w kosmos można przekonać się mierząc temperaturę wody w głębinach oceanicznych. Pomiary takie, wykonane przez 3800 automatycznych okresowo zanurzających się autonomicznych próbników oceanicznych międzynarodowego projektu Argo, wskazują że w ciągu ostatniej dekady Ziemia pochłaniała średnio 0,72 ± 0,09 W/m² (Desbruyères i in., 2016 a, Desbruyères i in., 2016 b, Desbruyères i in., 2016 c).

Jednocześnie wiemy, że przyczyną nierównowagi radiacyjnej nie jest wzrost aktywności słonecznej: ilość promieniowania słonecznego też mierzymy z dużą precyzją, a starannie skalibrowane i uzgodnione obserwacje prowadzone przez kilka generacji satelitów wskazują, że Słońce świeci obecnie nieco słabiej, niż w latach dziewięćdziesiątych i osiemdziesiątych (Dewitte, Nevens , 2016, Coddington 2016).

Rysunek 4. Rekonstrukcja zmian irradiancji słonecznej na podstawie pomiarów satelitarnych z ostatnich 36 lat. Źródło

Ocieplenie mierzone jest również na powierzchni planety. Wartość średniej globalnej temperatury, obliczana przez kilka niezależnych ośrodków zajmujących się badaniem klimatu, osiągnęła w 2016 roku najwyższą w historii obserwacji wartość; bijąc w ten sposób ustanowiony w poprzednim roku rekord, który z kolei pobił rekord ustawiony rok wcześniej (Światowa Organizacja Meteorologiczna, 2016).

Rysunek 5. Odchylenie średniej temperatury powierzchni Ziemi względem średniej z okresu 1880-1910. Dane NASA GISS

Taka sekwencja rekordów jest skutkiem nałożenia się na siebie długoterminowego trendu ocieplenia — spowodowanego wzrastającą koncentracją gazów cieplarnianych — oraz naturalnej zmienności klimatycznej, przede wszystkim atmosferyczno-oceanicznej oscylacji ENSO, której ciepła faza, zwana El Niño, rozpoczęła się wiosną 2015 roku.

Z tego też powodu średnia roczna temperatura globalna jest w 2016 roku ponad 0,3°C powyżej poziomu z 1998 i ok. 0,6°C powyżej poziomu z 1987 roku. Oba te lata były w swoim czasie najcieplejsze w historii obserwacji, w obu przypadkach następowały po silnym El Niño, i oba rekordy zostały w ciągu ostatnich dekad wielokrotnie pobite.

Rok 2016 przyniósł śmierć popularnego wśród negacjonistów klimatycznych mitu, że „od roku 1998 średnia roczna temperatura na naszym globie spada” (Rafał Ziemkiewicz), „od prawie 20 lat powierzchnia Ziemi się nie ociepla” (Agnieszka Kołakowska), „temperatura od stycznia 1997 nie rośnie” (Andrzej Szczęśniak), albo że „po 2000 r. następuje stabilizacja, a nawet lekkie obniżenie temperatury globalnej” (to prof. Leszek Marks). Nie powinno być wielkim zaskoczeniem, że w konfrontacji pobożnych życzeń z prawami fizyki ponownie wygrały te ostatnie.

Doskonale Szare, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski

Opublikowano: 2017-01-23 14:25
Tagi

efekt cieplarniany

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