O co chodzi z „Progiem wzrostu temperatury o 2C”

Z pewnością każdy, kto interesuje się nieco zagadnieniem zmiany klimatu, spotkał się z twierdzeniami typu „nie możemy pozwolić, by średnia temperatura wzrosła o więcej niż 2°C”, „2°C ocieplenia to próg bezpieczeństwa, którego nie powinniśmy przekroczyć” itp. Nie dla każdego jest jednak jasne, dlaczego mówimy akurat o tej wielkości. Pojawiają się także zarzuty, że ocieplenie o 2°C to cel zbyt skromny, zbyt śmiały lub… niepraktyczny (np. Victor i Kennel, 2014). W poniższym tekście spróbujemy w związku z tym wyjaśnić, o co w tym wszystkim chodzi.

Topniejący lodowiec

Rysunek 1: Cofający się lodowiec, zdjęcie Dreamstime.com.

O zaletach temperatury jako miernika zmiany

Ziemski układ klimatyczny składa się z wielu elementów i jest bardzo skomplikowany. Zachodzi w nim wiele zjawisk, które są dla nas niekorzystne albo mogą się takimi stać, gdy osiągną zbyt dużą skalę lub zaczną pojawiać się zbyt często (np. wzrost poziomu morza, fale upałów, susze, powodzie czy silne burze). Jak sami podkreślamy w tekście Mit: Nie ma globalnego ocieplenia, o tym, że zmiana klimatu postępuje, świadczy wiele wskaźników - na przykład spadek powierzchni lodu morskiego w Arktyce, wzrost średniego poziomu morza, migracja gatunków roślin i zwierząt w kierunku biegunów i na większe wysokości i wiele innych. Tymczasem w rozmowach o klimacie często koncentrujemy się na jednym, jedynym parametrze – globalnej średniej temperaturze powierzchni Ziemi. Czy nie jest to nadużycie? Otóż nie. Jak tłumaczymy w naszym artykule Globalne ocieplenie: wersja dla niewtajemniczonych, na skomplikowany ziemski układ klimatyczny można spojrzeć także jak na czarne pudełko otrzymujące energię od Słońca i wypromieniowujące ją w kosmos. Przyczyna obserwowanej obecnie zmiany klimatu okazuje się w tym ujęciu bardzo prosta: nasza planeta pozbywa się tylko części docierającej ze strony Słońca energii, część zaś – w związku z „pogrubieniem warstwy izolacji” – magazynuje. Tak jak odkładanie części pensji na konto oszczędnościowe powoduje wzrost naszego kapitału, tak zatrzymywanie energii zakumulowanej w ziemskim systemie klimatycznym powoduje wzrost średniej temperatury powierzchni naszej planety. Średnia temperatura stanowi więc dobrą informację o tym, jak daleko zaszła już zmiana klimatu. Dodatkowo, większość skutków zmiany klimatu można powiązać właśnie z temperaturą (np. topnienie Grenlandii, czy występowanie intensywniejszych burz).

Gdy mowa o przeciwdziałaniu zmianie klimatu, na pierwszy plan wysuwa się na ogół konieczność ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, nie ulega bowiem wątpliwości, że to ich nadmiar w atmosferze jest zasadniczą przyczyną globalnego ocieplenia. Dlaczego więc naukowcy zapytani w latach dziewięćdziesiątych o konkretne wytyczne dotyczące klimatycznego „progu bezpieczeństwa” postawili na temperaturę, a nie emisje dwutlenku węgla (i innych gazów cieplarnianych) do atmosfery? Taki wybór jest bardziej praktyczny, bo… dłużej pozostaje zgodny z aktualnym stanem wiedzy.

Wzrost średniej temperatury w odpowiedzi na wzrost koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze opisuje wielkość zwana czułością klimatu (na naszej stronie znajdziecie wiele tekstów na jej temat, na przykład: Mit: Czułość klimatu na zmiany stężenia dwutlenku węgla jest bardzo mała, Mit: Przeciwdziałanie zmianie klimatu to nic pilnego, Równowagowa czułość klimatu - chyba jednak 3 stopnie). Coraz więcej analiz różnorodnych danych wskazuje, że w wyniku podwojenia zawartości CO2 w powietrzu, temperatura wzrośnie o ok. 3°C (IPCC, 2013). Ta wartość pojawiała się w pracach sprzed dwudziestu lat i starszych (np. Hansen,1993), ale nasza pewność co do jej dokładności była wtedy dużo mniejsza. Uzasadnione było więc określenie „bezpiecznej” zmiany temperatury, bez wnikania, jaką „bezpieczną” ilość gazów cieplarnianych w atmosferze ona oznacza.

Emisja gazów cieplarnianych to nie jedyny sposób, w jaki człowiek wpływa na klimat. Średnią temperaturę Ziemi obniża obecność w atmosferze aerozoli atmosferycznych, tworzonych przez cząstki pochodzenia naturalnego i antropogenicznego. W związku z rosnącą dbałością o jakość powietrza wprowadza się jednak ograniczenia dla emisji szkodliwych dla naszego zdrowia związków. W rezultacie ich chłodzący wpływ maleje i prawdopodobnie będzie malał w dalszym ciągu. Oznacza to, że utrzymanie zmian temperatury poniżej progu 2°C wymaga coraz większej redukcji emisji CO2 i innych gazów cieplarnianych.

Rysunek 2: Wymuszania radiacyjne (wielkość charakteryzująca wpływ czynnika na klimat) w roku 2011 względem roku 1750 wraz z niepewnościami. Czarne romby oznaczają najlepsze oszacowania, cienkimi czarnymi liniami oznaczono zakres niepewności. Z prawej strony podano wartości liczbowe i pewność, z jaką są znane (B. Wys. - bardzo wysoka, Wys. - wysoka, Śr. - średnia, Nis. - niska). Efekt zmiany albedo przez zabrudzenie śniegu i lodu sadzą jest uwzględniony w słupku "Sadza". Nie uwzględniono wymuszania związanego z wybuchami wulkanów, ze względu na nieregularność jego występowania. Wymuszania związane z działalnością człowieka podano dla trzech okresów. Źródło: IPCC, 2013.

Punkty krytyczne i nieuchronność zmian

Oglądając rozmaite wykresy przedstawiające projekcje zmiany klimatu można czasem odnieść wrażenie, że wzrost temperatur przekłada się na inne zjawiska w nieskomplikowany, liniowy sposób. Znaczyłoby to, że przy wzroście średniej temperatury o 2,1°C względem czasów przed przemysłowych, świat wyglądałby podobnie jak przy wzroście o 1,9°C, tylko „trochę gorzej”. Rzeczywistość jest jednak inna. Badania naukowe wskazują, że w przypadku szeregu niepokojących zjawisk (patrz mapka poniżej), istnieją tak zwane „punkty krytyczne”. Po ich przekroczeniu zmiany następujące w ziemskim układzie klimatycznym będą wymykać się spod naszej kontroli: działające w przyrodzie sprzężenia zwrotne będą popychać je w stronę nowego, odmiennego stanu równowagi. Określenie „równowaga” kojarzy nam się pozytywnie, ale niestety w tym przypadku chodzić może np. o sytuację, w której zniknie większość lądolodu grenlandzkiego, a poziom morza podniesie się o kilka metrów – przystosowanie się do takich zmian wymagać będzie od nas sporych nakładów (Lenton i in. 2009).

Rysunek 3: Wybrane zjawiska, w przypadku których może dojść do przekroczenia punktów krytycznych.

Przykładem punktu krytycznego, który już najprawdopodobniej przekroczyliśmy, jest ten związany z rozpadem lądolodu zachodniej Antarktydy. Jak piszemy w artykule Mit: Na Antarktydzie jest za zimno, żeby jej lody topniały, masę lądolodu (i jej zmiany) dyktuje jej bilans. Dostawę masy zapewniają Antarktydzie opady śniegu nad kontynentem, a ubytek odłamywanie się (tzw. cielenie) lub topienie jęzorów lodowych sięgających morza. Z opublikowanych w roku 2014 prac naukowych (Favier i in. 2014, Rignot i in. 2014) wynika, że lodowce szelfowe w rejonie Morza Amundsena są już na tyle podmyte przez wody oceanu, że nawet powstrzymanie ocieplenia nie spowolni już spływu lodu z głębi lądu. Sytuację pogarsza dodatkowo ukształtowanie gruntu skrytego pod lodem – okazuje się, że im dalej w głąb lądu, z tym głębszą depresją mamy do czynienia. To oznacza, że w miarę wycofywania się lodowców, topiąca je woda oceaniczna ma kontakt z coraz większą powierzchnią lodu. Więcej na ten temat przeczytacie w blogu dr. Jakuba Małeckiego: Nieodwracalny rozpad „miękkiego podbrzusza” Antarktydy, Miękkie podbrzusze Antarktydy: nowe dowody na nieunikniony rozpad. Podsumowanie informacji o innych punktach krytycznych w ziemskim systemie klimatycznym opracowane na podstawie raportu Major Tipping Points in the Earth’s Climate System and Consequences for the Insurance Sector stworzonego przez specjalistów z Tyndall Centre for Climate Change Research UEA znajdziecie w tabelce poniżej.

ZjawiskoPunkt krytyczny (powyżej średniej z lat 1980-1999)Kluczowe problemy
Zanik lodu morskiego w Arktyce0,5-2°CZastąpienie jasnej powierzchni lodu ciemną powierzchnią wody oznacza wzrost ilości energii
Zanik lądolodu na Grenlandii1-2°CW zależności od tempa topnienia, może to oznaczać wzrost poziomu morza nawet o pół metra na przestrzeni najbliższego stulecia (oraz rzędu 7 m w ciągu kilkuset lat)
Zanik lądolodu na Antarktydzie Zachodniejjuż przekroczonyW zależności od tempa topnienia, może to oznaczać wzrost poziomu morza nawet powyżej pół metra na przestrzeni najbliższego stulecia (oraz rzędu 5 m w ciągu kilkuset lat)
Wymieranie tajgi3-5°CNasilenie pożarów i działalności szkodników, wyparcie tajgi przez rzadkie lasy lub krajobraz trawiasty.
Cyrkulacja termohalinowa Atlantyku3-5°COchłodzenie północnego Atlantyku i ogrzanie południowego, przesunięcie strefy deszczy równikowych, zmiany w lokalnym poziomie morza.
El Nino – La Nina3-6°CZwiększenie różnicy temperatur powierzchni oceanu pomiędzy epizodami El Nino i La Nina, które miałoby poważne znaczenie dla zjawisk meteorologicznych w rejonie południowego Pacyfiku.
Lasy deszczowe Amazoniiok. 2°COk. dziesięciokrotne zwiększenie częstości susz i wymieranie lasu spowodowałyby m.in. uwolnienie dużych ilości węgla do atmosfery.
Ameryka południowo-zachodniaZachodzi lub nadchodziZwiększenie częstości i długości trwania susz.

Tabela 1: Zestawienie wybranych punktów krytycznych w ziemskim systemie klimatycznym. Punkty krytyczne podane są jako wzrost temperatury względem okresu 1980-1999. Aby otrzymać wartość punktów w odniesieniu do temperatur z okresu przedprzemysłowego, należy dodać do wartości w tabeli ok. 0,6°C. Opracowane na podstawie Lenton i in. 2009, Rignot i in. 2014.

Jak widać, „obronienie” progu dwóch stopni powinno zabezpieczyć nas przed przekroczeniem większości punktów krytycznych a tym samym uruchomieniem dodatkowo nasilających zmiany sił natury. Nie jest to jednak tożsame z kompletnym brakiem konsekwencji. Jak podsumowują w swoim niedawnym artykule Hansen i in. (2013), chociaż dopiero zbliżamy się do ocieplenia o 1°C względem czasów przedprzemysłowych, już teraz:

A wszystkie te zmiany postępowałyby dalej nawet, gdybyśmy już teraz całkowicie zatrzymali emisje gazów cieplarnianych do atmosfery, ponieważ Ziemia nie przystosowała się jeszcze do aktualnej ich zawartości w atmosferze.

Co więcej, chociaż dla wielu krajów wzrost temperatury o 2 stopnie jest akceptowalny – stąd przyjęcie takiego progu przez Unię Europejską i jego międzynarodowa promocja – są jednak miejsca na Ziemi, które mogą przy takim wzroście temperatury zniknąć z mapy świata. Szczególnie zagrożone wzrostem poziomu morza państwa wyspiarskie – np. Tuvalu i Malediwy – nawołują więc do obniżenia „maksymalnego progu niebezpiecznej zmiany klimatu” do zaledwie 1,5°C względem czasów przedprzemysłowych i obniżenia koncentracji dwutlenku węgla w powietrzu do 350 ppm. Czytaj więcej: Mit: Przeciwdziałanie zmianie klimatu to nic pilnego.

Rysunek przedstawiający pięć pasków, na których kolorami oznaczono naislenie skutków ocieplenie w zależności od temperatur

Rysunek 4: Dodatkowe ryzyko związane ze zmianą klimatu w pięciu kategoriach zjawisk:
1)    Wyjątkowe i zagrożone systemy: wiele unikalnych gatunków i kultur już teraz ma problem z dostosowaniem się do zmieniających się warunków.
2)    Ekstremalne zjawiska pogodowe: zagrożenie związane ze zjawiskami takimi jak fale upałów, ulewne opady czy podtopienia już teraz jest określane jako „umiarkowane”, każdy wzrost temperatury oznaczać będzie wzrost zagrożenia.
3)    Rozkład skutków: konsekwencje zmiany klimatu w różnym stopniu dotykają mieszkańców różnych rejonów oraz członków różnych warstw społecznych. Globalne ocieplenie dodatkowo obciąża społeczności najbiedniejsze i żyjące w najtrudniejszych warunkach.
4)    Globalne skutki: zmiana klimatu ma negatywny wpływ nie tylko na lokalne gospodarki i bioróżnorodność, także globalnie rzecz biorąc spodziewamy się pogorszenia warunków ekonomicznych i przyrodniczych.
5)    Szczególne zjawiska wielkoskalowe: wraz ze wzrostem temperatury rośnie ryzyko przekroczenia przez szereg systemów i ekosystemów punktów krytycznych i wystąpienia w nich nagłych i nieodwracalnych zmian.
Źródło: IPCC 2014.

Należy także pamiętać, że - jak wynika z tabeli powyżej - punkty krytyczne znane są ze sporą niepewnością. Do niedawna wydawało się, że Zachodnia Antarktyda zacznie rozpadać się przy wzroście temperatur o 2-4°C powyżej średniej z lat 1980-1999 (Kriegler i in. 2009). Tymczasem dziś mamy dowody na to, że punkt krytyczny został już przekroczony Rignot i in. 2014. Biorąc pod uwagę, że dotychczasowe przewidywania naukowców były raczej zbyt optymistyczne niż zbyt alarmistyczne, należy liczyć się z tym, że także inne punkty krytyczne mogą zaskoczyć nas wcześniej, niż się tego spodziewamy.

Aleksandra Kardaś, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon Malinowski

Opublikowano: 2014-11-18 23:45
Tagi

globalne ocieplenie pomiary i obserwacje czułość klimatu

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