Nauka nie z tego świata - prof. Przybylak w programie Świat

W wyemitowanym 17 kwietnia 2018 roku w telewizji TVN24 BiS programie „Świat” (5-minutowy fragment z godzinnej audycji) poruszono temat zmian klimatu. Temat został podjęty zaskakująco merytorycznie, dzięki zaproszonym gościom, a trochę na przekór sceptycznie nastawionemu prowadzącemu program redaktorowi, Rafałowi Wojdzie. Wśród zaproszonych gości znalazł się prof. Rajmund Przybylak z Katedry Meteorologii i Klimatologii Wydziału Nauk o Ziemi UMK w Toruniu, którego kojarzyłem głównie jako autora publikacji o klimacie Arktyki, a także jednego z redaktorów monografii The Polish Climate in the European Context. Nie spotkałem się wcześniej z jego opiniami na temat globalnego ocieplenia, więc jego wypowiedzi były dla mnie – i nie tylko dla mnie, wnioskując po minach innych gości - lekkim szokiem.

Zacznę od postawionej na samym początku programu przez prof. Rajmunda Przybylaka tezy, że choć sam fakt ocieplenia nie podlega dyskusji, to wciąż „sprzeczamy się co do roli człowieka w tym procesie”.

To nieprawda.

Konsensus w sprawie konsensusu

Rysunek 1: W pracy Cook i in. (2016) podsumowano wyniki różnych badań dotyczących konsensusu naukowego w kwestii antropogenicznego pochodzenia obserowanego obecnie globalnego ocieplenia. Niezależnie od metod szacowania konsensusu (badanie artykułów, wypowiedzi publicznych, wyników ankiet), naukowcy otrzymywali zgodność powyżej 90%.  Ilustrację wykonał John Garrett, University of Queensland, 

Nie chodzi mi tutaj o spór medialno-publicystyczny, którego przykładem może być sam program w TVN Bis. W mediach można bowiem, mówiąc kolokwialnie, pleść dowolne bzdury: konsekwencji związanych z podawaniem fałszywych informacji praktycznie nie ma, a szansa, że ktoś je „na żywo” zweryfikuje i sprostuje, jest niewielka. Nawet jeśli taka konfrontacja nastąpi, to z punktu widzenia widza, słuchacza czy czytelnika jest to słowo przeciwko słowu – nie posiada on narzędzi umożliwiających ocenę, kto faktycznie ma rację.

Ponadto, ze względu na sposób, w jaki funkcjonują media, istnieje naturalna pokusa, by pokazywać dwie strony sporu, niezależnie od tego czy jest to reprezentatywne odzwierciedlenie jakiejś szerszej dyskusji, czy nie. Praktyka taka – po części wynikająca też z utrwalonego przez lata przekonania, że media powinny prezentować różnorodne opinie – buduje u odbiorcy mediów przeświadczenie, że prawda zawsze leży pośrodku. Może się to sprawdzać w przypadku sporów społecznych, ale niekoniecznie w odniesieniu do kwestii naukowych, gdzie prawda leży tam, gdzie leży. Więcej na ten temat w filmie Zrównoważony przekaz medialny jako stronniczość.

Zakres odpowiedzialności człowieka za globalne ocieplenie jest problemem naukowym, zatem „spór”, o którym mówi prof. Przybylak, powinien być widoczny tam, gdzie naukowcy zwykle wymieniają poglądy: na konferencjach i łamach recenzowanych czasopism naukowych. Spór taki, w każdej dziedzinie naukowej, byłby wynikiem ścierania się różnych konkurencyjnych hipotez wyjaśniających jakiś fenomen przyrodniczy, i świadczyć o braku jednoznacznych dowodów potwierdzających (w sposób akceptowany przez większość środowiska naukowego) jedną z tych hipotez.

Rysunek 2: Naukowcy gromadzący się w centrum konferencyjnym w Wiedniu, gdzie co roku odbywa się wielki zjazd Europejskiej Unii Geofizycznej. Zdjęcie: Euphro (licencja CC BY-SA 2.0).

W przypadku globalnego ocieplenia takiego sporu nie ma. Dyskusja o jego przyczynach wśród specjalistów zakończyła się 20 lat temu, kiedy wyniki badań z dziedziny tzw. detekcji i atrybucji zmian klimatu dostarczyły przekonujących dowodów, że faktycznie ludzkość, poprzez modyfikację składu atmosfery, powoduje ocieplenie planety (patrz np. Hegerl i in., 1994).

Skąd wiemy, że ta naukowa dyskusja o przyczyny globalnego ocieplenia dawno temu się już zakończyła? Można to sprawdzić, przeszukując literaturę naukową pod kątem tego, jak wygląda stosunek autorów danej publikacji do teorii antropogenicznego globalnego ocieplenia. Takie meta-analizy były robione wielokrotnie (Cook i in., 2016), z podobnymi rezultatami: naukowy konsensus dotyczący zmian klimatu jest bardzo silny, a odpowiedzialność człowieka za obserwowane ocieplenie jest powszechnie akceptowana przez specjalistów (patrz też Mit: Nauka nie jest zgodna w temacie globalnego ocieplenia, Mit: Wzrost średnich temperatur na świecie wynika z przyczyn naturalnych, Mit: To naturalny cykl wzrostu i spadku temperatur).

Gdyby prof. Przybylak chciał swoje poglądy na temat naturalnych przyczyn globalnego ocieplenia zawrzeć w artykule naukowym, wymagałoby to od niego zdecydowanie więcej wysiłku, niż wygłoszenie tych kilku zdań w telewizji: musiałby zaproponować jakiś fizyczny mechanizm tłumaczący, a przynajmniej niesprzeczny, z obserwowanymi w przyrodzie zjawiskami oraz przedstawić jakieś dowody świadczące o tym, że to ten mechanizm, a nie wzmocnienie efektu cieplarnianego, odpowiada za zmianę klimatu (patrz też Kto lub co powoduje obecną zmianę klimatu?).

Takich publikacji w dorobku prof. Przybylaka nie ma, a słuchając jego telewizyjnych wypowiedzi nie jest trudno zrozumieć, dlaczego. Zawarte w nich błędy i nieporozumienia świadczą o niezrozumieniu fundamentalnych aspektów zjawiska globalnego ocieplenia, i zapewne byłyby szybko wyłapane przez recenzentów.

By nie być gołosłownym, poniżej szczegółowo odniosę się do kilku z nich.

Profesor vs. historia

Wpływ człowieka na globalny klimat stał się znaczący dopiero w XXI wieku.

Zależy to oczywiście od tego, co prof. Przybylak rozumie przez „znaczący”. IPCC, na którego ustalenia powołuje się profesor, już w 1996 roku, bazując na dowodach z badań przeprowadzonych często znacznie wcześniej, stwierdziło, że wpływ człowieka na klimat jest „zauważalny” (IPCC, 1996). Kolejny raport, z 2001 roku, określał ten wpływ, w przypadku zmian średniej globalnej temperatury poprzedniego półwiecza, jako „znaczący” (IPCC, 2001). Czwarty raport IPCC z 2007 roku, o którym mówił prof. Przybylak, z „dużym prawdopodobieństwem” przypisał większość tej zmiany antropogenicznym gazom cieplarnianym (IPCC, 2004). Nie oznacza to jednak, że w XX wieku czynniki antropogeniczne na globalny klimat wpływu nie miały, albo że wpływ ten był pomijalny.

Rysunek 3: Panorama Wałbrzycha z widocznymi zakładami przemysłowymi, zdjęcie z lat 1945-1950. Fotografia Stanisława Doktorowicza-Hrebnickiego pochodzi ze zbiorów Narodowego Archiwum Cyfrowego.

Dla naukowców zajmujących się tym zagadnieniem, punktem odniesienia – hipotezą zerową, którą trzeba wykluczyć, zanim możliwe będzie przypisanie ocieplenia czynnikom antropogenicznym – jest naturalna zmienność klimatu, wynikająca z wymiany ciepła pomiędzy atmosferą a oceanami. Bez zmiany wymuszeń radiacyjnych – na przykład koncentracji gazów cieplarnianych, albo ilości docierającego do Ziemi promieniowania słonecznego – amplituda wahań średniej globalnej temperatury, powodowana naturalną zmiennością, jest ograniczona zasadą zachowania energii. W skali kilku dekad (50-60 lat) szacuje się ją na około 0,2 stopnia Celsjusza (Knutson i in, 2013, Palmer i McNeall, 2014).

Okazuje się, że wpływ człowieka na klimat osiągnął poziom porównywalny z tą naturalną zmiennością już w latach 40-tych ubiegłego wieku. Emisje antropogeniczne spowodowane spalaniem węgla i ropy oraz wylesianiem, podniosły do tego czasu poziom CO2 o 30 ppm w porównaniu do stanu przedindustrialnego (Meinshausen i in. 2017). Może się to wydawać niewielką wartością, ale w zupełności wystarcza, by spowodować spadek ilości opuszczającego Ziemię promieniowania podczerwonego o 0,5 W/m2. Uwzględniając wpływ innych antropogenicznych emisji, można oszacować że do roku 1940 ludzkość spowodowała ocieplenie o 0,2 stopnia w porównaniu do poziomu przedindustrialnego. Poziom 0,4 stopnia osiągnięto w latach 80-tych, 0,6 stopnia – w 90-tych, a obecnie szacowana wartość antropogenicznego ocieplenia wynosi cały 1 stopień, czyli tyle, ile faktycznie w ciągu tych stu kilkudziesięciu lat obserwujemy (Haustein in in., 2017).

Klimatolodzy z IPCC zaniżają amplitudę wahań aktywności słonecznej i biorą pod uwagę tylko dane z epoki satelitarnej

Jest to po prostu nieprawda, co każdy może łatwo sprawdzić, gdyż Raporty IPCC dostępne są publicznie w internecie. Przykładowo, w ostatnim raporcie IPCC rekonstrukcje zmian aktywności słonecznej oparte o dane pośrednie (indeksy aktywności geomagnetycznej, mierzone przez naukowców w XIX wieku; rejestry zliczeń plam słonecznych, prowadzone systematycznie od XVIII wieku, oraz wahania stężeń izotopów takich jak 10Be i 14C, zachowanych w rdzeniach lodowych i słojach kopalnych drzew) można znaleźć na s. 388-393 i 689-690, w sekcjach 5.2.1.2 i 8.4.1.2 raportu pierwszej grupy roboczej (IPCC, 2013). Wyciągnięty z raportu IPCC wykres przedstawiający kilka z tych rekonstrukcji pokazany jest poniżej.

Rysunek 4: Rekonstrukcje całkowitego napromieniowania słonecznego. Źródło: 5 raport IPCC, rozdz. 8, rys. 11.

Choć rekonstrukcje takie obciążone są większymi niepewnościami niż bezpośrednie pomiary, wykluczają one możliwość, by zmiany aktywności słonecznej mogły spowodować „10, 20, 30%” wkładu w globalne ocieplenie, jak według prof. Przybylaka twierdzą nienazwani przez niego „niektórzy badacze”.

Tym bardziej wykluczają to bezpośrednie pomiary irradiancji słonecznej, prowadzone od 40 lat. W czasie tym nastąpiła większość z globalnego ocieplenia (0,6 stopnia), pomimo tego że trend wieloletni aktywności słonecznej z tego samego okresu jest spadkowy: Słońce obecnie świeci nieco słabiej, niż pod koniec lat 70-tych. Czytaj też Mit: Globalne ocieplenie jest powodowane wzrostem aktywności słonecznej.

Zmiany klimatu zachodzące w ostatnim tysiącleciu wskazują na dużą rolę Słońca

Tak naprawdę jest na odwrót: wspomniane wcześniej rekonstrukcje zmian aktywności słonecznej, a także rekonstrukcje i symulacje paleoklimatyczne wskazują, że wpływ Słońca w tym okresie był niewielki (Schurer i in., 2013, Lockwood i in., 2017, Miller i in., 2012, Otto-Bliesner i in., 2016)

Prezentowane przez prof. Przybylaka poglądy wydają się w tym miejscu odpowiadać stanowi badań z lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych, kiedy faktycznie wydawało się, po odkryciu przez Jacka Eddy'ego (Eddy, 1976) okresu mniejszej aktywności słonecznej w XVII i XVIII wieku (dzisiaj nazywanego minimum Maundera), że zmianami aktywności słonecznej da się wytłumaczyć większość zmienności klimatu w czasach przedindustrialnych, a także większości XX wieku. Wyniki badań późniejszych tę hipotezę jednak sfalsyfikowały.

W średniowieczu było cieplej niż obecnie

Wypowiedź prof. Przybylaka znów odzwierciedla stan badań z lat 80-tych, kiedy archiwa paleoklimatyczne wciąż były ograniczone do obszaru Europy. W oparciu o te obejmujące małą część globu dane utrwalił się wśród wielu badaczy niezajmujących się związkami przyczynowo-skutkowymi pogląd, że skoro średniowieczne optimum klimatyczne było ciepłe w Europie, to tak samo musiało być też na całym świecie. Od tego czasu paleoklimatologia światowa poczyniła jednak ogromne postępy, które umożliwiły zweryfikowanie tej tezy. Postępy poczyniło również samo globalne ocieplenie, przez co poprzeczka, z którą porównywane jest średniowieczne optimum klimatyczne, wciąż pnie się w górę.

Co zatem mówią wyniki badań paleoklimatycznych? Żadna z opublikowanych w ostatniej dekadzie rekonstrukcji zmian temperatury (globalnych czy dla poszczególnych półkul) nie wskazuje, by (szeroko rozumiany) okres średniowieczny był cieplejszy niż koniec XX i początek XXI wieku. Porównanie przeprowadzonych po roku 2004 badań pokazuje wykres poniżej, zaczerpnięty z ostatniego raportu IPCC:

Rysunek 5: Zrekonstruowane średnie zmiany temperatury półkuli północnej (górny wykres), południowej (dolny wykres po lewej) oraz globalne (dolny wykres po prawej) względem średniej z okresu 1881-1980. Wyniki uzyskane przez różne grupy badawcze są wyróżnione kolorami według miejsca wykonania – czerwone: tylko ląd na różnych szerokościach geograficznych; pomarańczowe: tylko ląd na wysokich szerokościach geograficznych (>30 stopni); jasnoniebieskie: ląd i morze na wysokich szerokościach geograficznych; ciemnoniebieskie: ląd i morze na różnych szerokościach geograficznych; czarne: pomiary instrumentalne serii HadCRUT4 (dla lądu i morza linia ciągła, dla lądów półkuli północnej linia przerywana, dla lądów wysokich szerokości geograficznych linia kropkowana). Pomiary wygładzone filtrem redukującym wahania w skalach czasowych poniżej 50 lat. Uwaga: dane nie obejmują ostatnich lat. Źródło: 5 raport IPCC, rozdz. 5, rys. 7.

Również badania, które ukazały się po publikacji tego raportu - na przykład druga wersja bazy paleoklimatycznej PAGES2k (2017), albo rekonstrukcja N-TREND2015 (Wilson i in., 2016) – dowodzą, że obecne ocieplenie przekroczyło, w skali całego globu albo przynajmniej półkuli północnej, poziom ocieplenia średniowiecznego.

Nawet ograniczając się do jeszcze bardziej lokalnego podwórka, końcówka XX wieku jest najcieplejszym okresem w 1000-letniej rekonstrukcji temperatur późnowiosennych z rejonu Tatr (Buntgen i in., 2013).

W miarę postępowania ocieplenia porównywanie średniej temperatury powierzchni Ziemi z ostatnich lat z tą ze średniowiecza staje się coraz mniej istotne. Średnia globalna temperatura w dekadzie 2007-2016 przekraczała średnią temperaturę najcieplejszego stulecia holocenu o ponad 0,3°C (Marsicek i in., 2018), co oznacza , że jest ona obecnie największa co najmniej od interglacjału eemskiego 125 tys. lat temu. Czytaj więcej w „Koniec Holocenu”.

Profesor vs. paleoklimatologia

Dotarliśmy do najbardziej bulwersującej wypowiedzi prof. Przybylaka, w której zarzuca on naukowcom zajmującym się rekonstruowaniem dawnego klimatu nierzetelność i manipulowanie danymi (tezę tę powtarza też prowadzący program). Zacytuję ją w całości:

Średniowieczny okres ciepły był co najmniej tak ciepły jak obecnie, być może cieplejszy. Ja wiem, że zwolennicy [teorii antropogenicznego globalnego ocieplenia] to oczywiście wyciągną do góry obecne ocieplenie, a obniżą tamte; no są różne zabiegi które sam osobiście – wiem, że są, bo sam to zbadałem, wiem że są czynione, nie wiem dlaczego – tak żeby to obecne ocieplenie uwypuklić.

Trudno odnieść się do tych insynuacji, bo prof. Przybylak nie podaje nazwisk żadnych badaczy, i nie mówi na czym konkretnie te „różne zabiegi” miałyby polegać. Jeśli faktycznie jednak to zbadał, to jako czynny naukowiec powinien wiedzieć, co należy w takich przypadkach robić: wysłać komentarz do artykułu zawierającego nierzetelne badania, co – jeśli faktycznie mamy do czynienia z niedopuszczalnymi praktykami, manipulacjami czy oszustwem – powinno doprowadzić do wycofania tegoż artykułu; oraz zgłosić sprawę do instytucji, która dane badanie sfinansowała.

Rysunek 6: Laboratorium badania rdzeni osadowych USGS Pacific Coastal and Marine Science Center. Urządzenia automatycznie analizujące zawartość węgla organicznego i nieorganicznego w próbkach rdzenia. Więcej na ten temat w tekście Paleoklimatologia: co nam powie skład izotopowy węgla

Ponieważ tego nie zrobił – a wiemy to, bo lista publikacji profesora nie wymienia ani jednej krytycznej polemiki dotyczącej badań paleoklimatycznych; w ciągu ostatnich kilkunastu lat nie było też żadnego przypadku wycofania artykułu dotyczącego rekonstrukcji klimatu z literatury – można wyciągnąć wniosek, że prof. Przybylak bezpodstawnie pomawia całe środowisko paleoklimatologów, świadom tego, że dopóki nie padają żadne nazwiska, nic mu za to nie grozi.

Jest też możliwe, że kiedy prof. Przybylak mówi że „nie rozumie”, dlaczego jakieś zabiegi są czynione, to oznacza to, że po prostu nie rozumie metod rekonstrukcji dawnego klimatu. Można byłoby wtedy oczekiwać od niego, że jako odpowiedzialny naukowiec powstrzyma się od wypowiadania na temat, który pozostaje poza jego kompetencjami.

Ale zmiany klimatu zawsze zachodziły!

W kontekście globalnego ocieplenia argument, że „klimat zmieniał się od zawsze”, wyglądają jak tłumaczenia mordercy złapanego niedaleko miejsca zbrodni z zakrwawionym nożem w ręku, że przecież ludzie od zawsze umierają na grypę, więc może jego ofiara też na grypę zmarła; albo przemówienie premiera kraju, który w odpowiedzi na mobilizację wojskową nieprzyjaznego sąsiada uspokaja, że wojny toczyły się od zawsze, a konflikty i przemoc są immamentną częścią natury ludzkiej.

Badania nad zmianami klimatu zachodzącymi w odległej przeszłości dostarczają nam dodatkowych informacji na temat tego, jak system klimatyczny reaguje na wytrącenie z równowagi, i wyniki tych badań trudno uznać za uspokajające. Dzięki badaniom geologów, paleoklimatologów i paleooceanografów wiemy na przykład, że nawet niewielki wzrost temperatury w poprzednim interglacjale – porównywalny z obecnym (Hoffman i in, 2017) – doprowadził do częściowego stopienia lądolodów Grenlandii i Antarktydy Zachodniej, a w konsekwencji wzrostu poziomu oceanów o 6-9 metrów. Niedużo większe, okresowe ocieplenia, w okresie pliocenu, powodowały wzrost poziomu oceanów o kolejne 10 metrów (Naish i in., 2009, De Conto i Pollard, 2016). Co gorsza, najnowsze badania geologiczne sugerują niestabilność fragmentów lądolodu wschodniej Antarktydy, dotychczas uważanego za odporny nawet na dużo większe ocieplenie (Gulick i in., 2017). Nawet jeśli realizacja tak dużego przyrostu poziomu morza potrwa tysiąclecia, będzie to proces w dużej mierze nieodwracalny, trudno więc uznać te wyniki badań za uspokajające.

Rysunek 7: Antarktyda, zdjęcie Mogens Trolle, Dreamstime.com.

Wzrost światowego poziomu morza w scenariuszach RCP

Uściślając wypowiedź prof. Przybylaka, rzeczywiste zakresy wartości wzrostu poziomu oceanów podane w ostatnim raporcie IPCC są nieco wyższe, i wynoszą w 2100 roku (wszystkie wartości podane są w porównaniu do średniej z lat 1986-2005 (IPCC, 2013):

  • 0,28-0,61m w RCP2.6 (który możemy uważać za scenariusz bardzo szybkiej dekarbonizacji) 
  • 0,36-0,71m w RCP4.5 (wciąż optymistyczny scenariusz, do którego aspirujemy) 
  • 0,38-0,73m w RCP6.0 (odsunięta w czasie redukcja emisji) 
  • 0,52-0,98 w RCP8.5 (scenariusz pesymistyczny, bez redukcji emisji)

Prognozy te oparte są jednak o obliczenia modeli klimatu i nie uwzględniają procesów związanych z rozpadem lądolodów; według raportu IPCC, ich uwzględnienie podniosłoby widełki o kilkadziesiąt centymetrów.

Obecnie większość ekspertów uważa, że prognozy te były zbyt ostrożne, główne ze względu na stwierdzoną w ostatnich kilku latach wrażliwość na ocieplenie lądolodu Antarktydy Zachodniej. Z tego powodu podsumowania aktualnych opracowań (według stanu na 2017 rok) podają prognozy wzrostu średniego światowego poziomu morza w scenariuszu „biznes-jak-zwykle” do 2100 roku na 1,5-2 metrów, nie wykluczając też wzrostu o 2,5, a nawet 3 metry (NOAA, 2017, Le Bars i in., 2017).

Oczywiście, przyszła historia ludzkości nie kończy się w roku 2100, a jak już wspomniano wyżej, wzrost poziomu oceanów – związany choćby ze zmianą objętości wody na ocieplającej się planecie (Kopp i in., 2017) – potrwa setki lat.

W następnym stuleciu oczekiwane tempo wzrostu poziomu morza, o ile szybko nie ograniczymy emisji gazów cieplarnianych, będą jeszcze większe. Mediana prognoz wzrostu średniego światowego poziomu morza, uwzględniających niestabilność lądolodów Antarktydy i Grenlandii w scenariuszu RCP8.5 dla 2200 roku wynosi aż ponad 7 metrów (Kopp i in., 2017).

Rysunek 8: Mediana prognozowanego wzrostu średniego światowego poziomu morza od 2000 roku do 2050, 2100 i 2200 r. przy uwzględnieniu rozpadu lądolodów Antarktydy i Grenlandii w różnych scenariuszach emisji. Źródło Kopp i in., 2017

Co prognozowano a czego nie

Prof. Przybylak rozpowszechnia popularny niestety mit o chybionych jakoby prognozach poprzednich pokoleń klimatologów:

Jeślibyście Państwo poczytali sobie literaturę z lat siedemdziesiątych, sześćdziesiątych, to tam po prostu były katastrofalne wizje że czeka nas nadejście zlodowacenia, a to się wszystko odmieniło w połowie lat siedemdziesiątych.

Na szczęście nie musimy tego robić, bo dziesięć lat temu dokładnie taką właśnie analizę ówczesnej literatury przedmiotu przeprowadzili Thomas Peterson, William Connolley i John Fleck (2008). W całym tym okresie znaleźli tylko 7 publikacji zawierających w jakiejś formie prognozy przyszłego ochłodzenia (przy czym w kilku przypadkach były to prognozy warunkowe). Publikacji zawierających prognozy globalnego ocieplenia było natomiast wielokrotnie więcej. Przykładowo, w raporcie „Inadvertent Climate Modification”, opracowanym przez grupę naukowców pod auspicjami MIT, napisano że:

Podwojenie koncentracji CO2 podniosłoby temperaturę przypowierzchniową o około 2 stopnie Celsjusza, a wzrost z 320 do 370 ppm, spodziewany do roku 2000, może podnieść tę temperaturę o pół stopnia. Zmiana temperatury o dwa stopnie stanowiłaby modyfikację klimatu, której konsekwencjami mogłoby być uruchomienie innych mechanizmów ocieplających, i potencjalnie doprowadzić do nieodwracalnych skutków [tutaj tekst odsyła do innej sekcji raportu, mówiącej o redukcji zasięgu lodu arktycznego].

Oczywiście, dzisiaj wiemy dużo więcej o klimacie niż 40-50 lat temu, ale nawet wtedy klimatolodzy zdawali sobie sprawę z tego, że antropogeniczna emisja dwutlenku węgla powinna spowodować ocieplenie. Czytaj więcej w Mit: W latach 70. XX wieku naukowcy przewidywali epokę lodowcową.

Modele klimatu biorą pod uwagę głównie czynniki antropogeniczne

Prof. Przybylak utrzymuje, że ponieważ nie wiemy, jak będą się zmieniały naturalne wymuszenia radiacyjne – w jakim zakresie będzie wahać się aktywność słoneczna, albo kiedy wybuchną wulkany – modele klimatu ich nie uwzględniają. Faktycznie, naukowcy nie znają przyszłości, i nie wiedzą kiedy wybuchnie Etna, Agung czy lopango. Mogą jednak sprawdzić, jak zmieniłby się klimat, gdyby taka erupcja wulkaniczna nastąpiła, i takie symulacje komputerowe się oczywiście prowadzi (np. Bethke i in, 2017). Istnieje nawet poświęcony wyłącznie temu zagadnieniu projekt VolMIP (Zanchettin i in. 2016), w którym uczestniczą centra modelowania klimatu z całego świata.

Według prognoz lodu w Arktyce miało już nie być

Prof. Przybylak odmawia w programie podawania nazwisk naukowców, do których prognoz się odnosi, jednak w tym konkretnym przypadku łatwo sprawdzić, że chodziło o artykuł „The Future of Arctic Sea Ice” Wiesława Masłowskiego i jego współautorów z 2012 roku, w którym ekstrapolując trend spadkowy szacunków objętości lodu arktycznego zauważono, że „niemal” wolnej od lodu Arktyki można się spodziewać pomiędzy 2013 a 2019 rokiem. Sami autorzy jednak przyznawali, że prognoza ta stanowi „dolne widełki” skali czasowej, w której lód arktyczny staje się zjawiskiem sezonowym.

Rysunek 9: Lód w Arktyce nie znika jeszcze w całości, jednak jego zasięg regularnie jest niższy od średniej z lat 1981-2010. W 2007 możliwe było już nawet przepłynięcie wpław 1-kilometrowego dystansu nad biegunem północnym, czego dokonał widoczny na zdjęciu Lewis Pugh (jego zdjęcie na licencji CC BY-SA 3.0).

Nie jest jednak prawdą, jak twierdzi prof. Przybylak, że pesymistyczne prognozy z ostatniego raportu IPCC przewidują zniknięcie letniej pokrywy lodowej w Arktyce dopiero w roku 2080. Według autorów raportu, gdyby ludzkość podążała ścieżką scenariusza RCP8.5, wolny od lodu Ocean Arktyczny zacząłby się pojawiać przed rokiem 2050 (IPCC, 2013).

Promieniowanie kosmiczne może wpływać na zachmurzenie

Wspomniana w programie hipoteza została postawiona 20 lat temu przez duńskiego uczonego, Henrika Svensmarka (1998). Choć prof. Przybylak utrzymuje, że „nie wiemy” czy jest prawdziwa, przez ten czas ukazało się wiele badań, w których tę hipotezę zweryfikowano negatywnie: obserwacje zmian zachmurzenia nie wskazują na istnienie korelacji ze strumieniem promieniowania kosmicznego (np. Agee i in., 2012), a eksperymenty przeprowadzone w CERN przez międzynarodową grupę CLOUD wykazały, że wpływ jonizacji na tempo nukleacji chmur jest niewielki, zatem mechanizm ten nie może w znaczący sposób wpływać na klimat (Pierce, 2017). Czytaj więcej w Mit: Zmiana klimatu wiąże się z promieniowaniem kosmicznym, O tym, jak promieniowanie kosmiczne NIE wpływa na klimat.

Epoki lodowe, wymuszenia radiacyjne i dwutlenek węgla

W trakcie programu prof. Przybylak zadał pytanie, czy istniejąca w ciągu ostatnich kilkuset lat korelacja pomiędzy zmianami temperatury a wahaniami poziomu dwutlenku węgla (pokazana na przykład w filmie „Niewygodna prawda”) oznacza, że to dwutlenek węgla powodował te zmiany. Choć domagał się odpowiedzi „tak” albo „nie”, prawidłowa odpowiedź brzmi „częściowo”. Czynnikiem który decyduje o cykliczności epok lodowych są zmiany orbity Ziemi, jednak nie są one wystarczające, by spowodować przyrost i regresję ogromnych lądolodów. Dwutlenek węgla pełnił tutaj rolę sprzężenia zwrotnego, które wzmacniało wahania temperatury i napędzało procesy glacjacji i deglacjacji (patrz artykuł Mit: To ocieplenie powoduje wzrost koncentracji CO2 a nie na odwrót).

Ilościowo rolę tę można oszacować na kilka sposobów; jednym z nich jest porównanie wspomnianych przez prof. Przybylaka wymuszeń radiacyjnych, które odróżniają Ziemię podczas zlodowaceń od Ziemi w czasie interglacjałów. Można obliczyć, o ile zmienia się albedo spowodowane innym zasięgiem pokrywy śnieżnej, lodu pływającego, oraz obecnością lądolodów; można obliczyć zmiany promieniowania podczerwonego wynikające z innego składu atmosfery; można dodatkowo uwzględnić obecność pyłu, roślinności, oraz pionowego gradientu temperatury, wywołanego tym że podczas epok lodowych poziom oceanów był niższy o około 100 metrów.

Rysunek 10: Zmiany wymuszania radiacyjnego w cyklach epok lodowych wynikające ze zmian różnych czynników mających wpływ na ziemski klimat. Źródło Friedrich i in., 2016.

Zmiany całkowitego globalnego wymuszenia radiacyjnego szacuje się na ok. 8W/m2, z czego na dwutlenek węgla przypada 2 W/m2, a metan i podtlenek azotu dawały dodatkowe 1 W/m2 (Hansen i in. 2013, Kohler i in. 2010, Rohler i in. 2012, IPCC 2007). Nie jest to więc 10%, jak utrzymuje prof. Przybylak [1].

Dlaczego na liście wymuszeń brakuje zmian orbity Ziemi? Bo powodują one symetryczne zmiany nasłonecznienia na półkuli północnej i południowej, oraz jego przesunięcie w cyklu sezonowym. Średnia dla całego globu i dla całego roku wychodzi więc na zero, mimo że to regionalne nasłonecznienia inicjują przyrost i znikanie lądolodów. Z drugiej strony, to albedo lądolodów ma procentowo największy wkład w całkowite wymuszenie radiacyjne epoki lodowej – ale wniosek, że powodem zlodowacenia jest powstanie lądolodów, uznalibyśmy zapewne za absurdalny. Samo porównywanie wymuszeń radiacyjnych niekoniecznie pomaga nam więc w określeniu czynników sprawczych epok lodowych i interglacjałów.

Możemy zamiast tego zapytać: czy bez zmian koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze, epoki lodowe byłyby możliwe? Symulacje procesów rozpoczynających zlodowacenia i deglacjację Ziemi, przeprowadzane za pomocą modeli klimatu o różnej złożoności, dają odpowiedź, że nie (Abe-Ouchi i in. 2013, Ganopolski i Calov, 2011, Heinemann i in 2014). Z drugiej strony, dałoby się wywołać epokę lodową poprzez samo obniżenie zawartości dwutlenku węgla, ale bez modyfikowania parametrów orbitalnych Ziemi.

Kończąc ten temat zauważę jeszcze, że wartość wymuszenia radiacyjnego związanego z gazami cieplarnianymi dzisiaj również wynosi około 3 W/m2 w odniesieniu do roku 1750, można więc zapytać, dlaczego nie obserwujemy ocieplenia klimatu o takiej amplitudzie, jak przejście z maksimum zlodowacenia do holocenu (4-5 stopni), a tylko niewiele ponad 1 stopień zmiany średniej temperatury globalnej (Shakun i in. 2012).

Wynika to ze splotu kilku czynników. Po pierwsze, ogromna pojemność cieplna oceanów opóźnia osiągnięcie stanu równowagowego systemu klimatycznego i gdybyśmy poczekali kolejnych kilkaset lat, utrzymując obecną koncentrację CO2i innych gazów cieplarnianych, Ziemia ociepliłaby się o dodatkowy jeden stopień. Po drugie, antropogeniczne aerozole kompensują część ocieplenia wywołanego gazami cieplarnianymi, zatem wpływ czynników antropogenicznych netto jest mniejszy, niż 3 W/m2. Po trzecie, zniknięcie dużych lądolodów, odbijających w kosmos promieniowanie słoneczne było dodatkowym czynnikiem ocieplającym, w skali globalnej równie ważnym co wzrost koncentracji gazów cieplarnianych, obecnie zaś lądolody Grenlandii i Antarktydy dopiero rozpoczęły długotrwały proces topnienia związany z ocieplaniem się klimatu.

Rysunek 11: Ocean. Zdjęcie: Pexels, Pixabay (licencja CC0).

Podsumowanie

Dodam na koniec kilka luźnych uwag. Nie chcę zbytnio rozwodzić się nad przyczynami tego, że w Polsce profesor zwyczajny, teoretycznie specjalizujący się w tej konkretnej dziedzinie nauk przyrodniczych, posiada opinie tak bardzo odbiegające od rzeczywistego stanu badań nad klimatem. Prof. Przybylak nie jest zresztą jedynym takim przypadkiem, można mówić wręcz o całej „polskiej szkole klimatologii”, korzeniami sięgającej XIX-wiecznej klimatologii opisowej, i odpowiedzialnej za setki artykułów o tytułach „Zmienność parametru X w rejonie Y w okresie Z”, publikacji nieraz może i cennych jako źródło danych, lecz jednocześnie oderwanych od metod współczesnej nauki. Nauki, z którą przecież prof. Przybylak musi mieć siłą rzeczy kontakt: przykładowo, przygotowując The Polish Climate in the European Context musiał poznać paleoklimatologów, których badania wskazują, że obecne ocieplenie jest bezprecedensowe w skali holocenu [2]. Z wypowiedzi profesora można wywnioskować, że różnice pomiędzy własnymi opiniami, a wynikami tych badań, tłumaczy nierzetelnością innych naukowców, którzy „wyciągają” na siłę obecne ocieplenie, a „obniżają” wcześniejsze zmiany klimatu; a „wyważony” według niego pogląd na globalne ocieplenie opiera się o założenie, że nie można być pewnym, kto tak naprawdę ma rację.

Najgorszy w tym wszystkim jest jednak triumf tak zwanego "prawa Brandoliniego", zgodnie z którym energia potrzebna do obalenia bzdury jest o rząd wielkości większa niż potrzebna do jej wyprodukowania. Cały program „Świat” trwał około godziny, wypowiedzi prof. Rajmunda Przybylaka – raptem kilkanaście minut, a przygotowanie niniejszej polemiki pochłonęło dwa długie wieczory. Odniesienie się do wszystkich poruszonych kwestii a nawet wytłumaczenie jednego bardziej skomplikowanego zagadnienia na wizji - byłoby fizyczną niemożliwością.

Doskonale Szare

Komentarz

Wypowiedzi prof. Przybylaka stanowią świetną ilustrację do głoszonej przeze mnie tezy, że klimatologia w Polce i na świecie to dwie różne nauki. Ściślej, w polskiej nauce reprezentowana jest w praktyce tylko jedna część klimatologii: klimatologia opisowa. Świadczy o tym wprost nawet definicja klimatologii. W słowniku Amerykańskiego Towarzystwa Meteorologicznego możemy przeczytać: „Klimatologia opisowa zajmuje się zaobserwowanym geograficznym lub czasowym rozkładem parametrów meteorologicznych w określonym czasie. Klimatologia naukowa zajmuje się naturą czynników fizycznych kontrolujących klimat Ziemi oraz przyczynami zmienności klimatu i zmian we wszystkich skalach czasu. Współczesne traktowanie klimatu, w przeciwieństwie do czysto opisowego, musi uwzględniać dynamikę całego systemu klimatycznego atmosfera-ocean-ląd, uwzględniając wewnętrzne interakcje i reakcje na czynniki zewnętrzne”.

Ten brak współczesnej klimatologii w Polsce (i dodam jeszcze meteorologii) wpływa niestety na całą naszą krajową rzeczywistość, o czym pisałem już w tekście Czy leci z nami klimatolog?. Otóż, jak widać, jeśli leci, to tylko z jednym skrzydłem, co niesie określone skutki dla trajektorii samego lotu.

Szymon Malinowski

Wyjaśnienia prof. Rajmunda Przybylaka

Prof. Rajmund Przybylak przesłał do naszej redakcji tekst z wyjaśnieniami. Cieszy nas, że w wypowiedzi na piśmie prof. Przybylak zbliża się do stanowiska konsensusu naukowego odnośnie antropogenicznej zmiany klimatu.

Do wyjaśnień prof. Przybylaka odniesiemy się w przyszłym tygodniu.

________

[1] Przedstawione przez prof. Przybylaka wyliczenia spodziewanej zmiany temperatury przy zmianie poziomu CO2 o 75 ppm również nie wyglądają poprawnie. Zmiana z 190 ppm do 265 ppm – jak to miało miejsce w ciągu pierwszych 6 tysięcy lat zakończenia ostatniej epoki lodowej – odpowiada wymuszeniu o wartości 1,8 W/m2, co nawet przy standardowej czułości (3 stopnie na podwojenie, czyli 0,8 K/W) oznaczałoby ocieplenie o 1,4 stopnia. Gdyby założyć czułość 4,5 stopnia na podwojenie, tak jak prof. Przybylak, oczekiwane ocieplenie wzrosłoby do 2,1 stopnia Celsjusza – czyli byłoby ono 4 razy większe niż utrzymuje profesor.

[2] Np. kilku współautorów prof. Przybylaka z pierwszego rozdziału tej monografii opublikowało rekonstrukcję temperatur letnich na obszarze Europy, w której wykazali że ostatnie 30-lecie jest najcieplejsze od 2000 lat (Luterbacher i in., 2016).

Opublikowano: 2018-04-26 14:57
Tagi

klimatyczne bzdury

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