Mit: Dwutlenku węgla w atmosferze wcale nie przybywa

Badania stężenia dwutlenku węgla wykonuje w Polsce tylko sześć stacji badawczych, z tego tylko jedna robi sprawozdania roczne ze swoich badań (IOŚ – SKMŚ). Z tych sprawozdań wynika, że nie ma przyrostu stężenia dwutlenku węgla w atmosferze (Apel Polskiego Lobby Przemysłowego do Ministra Środowiska, s.175)

Ludzkość emituje obecnie do atmosfery około 35 miliardów ton dwutlenku węgla rocznie. Blisko połowa pozostaje w atmosferze. Reszta jest absorbowana przez oceany i roślinność. Całkowita zawartość dwutlenku węgla w atmosferze rośnie w dramatycznym tempie. Podobne koncentracje występowały ostatnio kilka, a być może nawet kilkanaście milionów lat temu.

Kula ziemksa z zaznaczonymi średnimi koncentracjami dwutlenku węgla

Rysunek 1: Średnie koncentracje dwutlenku węgla w środkowej troposferze (wysokości 5-9km) na podstawie pomiarów za pomocą przyrządu AIRS (satelita Aqua) w kwietniu 2013. Ilustracja dzięki uprzejmości NASA/JPL-Caltech. Średnia globalna wynosiła 396,86 ppmv.

Twierdzenia o tym, jakoby dwutlenku węgla w atmosferze wcale nie przybywało, pojawiły się po opublikowaniu w 2009 artykułu, w którym Wolfgang Knorr (Knorr 2009, [pełna wersja]) analizował zdolność środowiska przyrodniczego do pochłaniania emitowanego przez człowieka dwutlenku węgla. Główny wniosek z tej pracy był taki, że od 1850 nie zaobserwowano statystycznie istotnych zmian we względnej ilości tzw. antropogenicznego CO2, pozostającego co roku w atmosferze (nieabsorbowanej przez roślinność i oceany). Krótko mówiąc, przez cały czas około 43% wyemitowanego przez nasz przemysł i transport dwutlenku węgla pozostawało w atmosferze a reszta była z niej usuwana, przede wszystkim przez rozpuszczanie w ocenie i wzrost ilości węgla w materii organicznej w glebie.

Czy to jednak znaczy, że dwutlenku węgla w atmosferze nie przybywa? Przeciwnie, z pracy wynika, że około 43% wyemitowanego przez nas do atmosfery gazu pozostanie w niej przez tysiąclecia.

Łatwe i trudne rachunki emisji

To, jaka część całości emitowanego przez ludzkość dwutlenku węgla pozostaje w atmosferze, oblicza się na podstawie znanej wielkości emisji oraz obserwacji zmian w koncentracji CO2 w atmosferze.

Emisje CO2 związane są przede wszystkim ze spalaniem paliw kopalnych, a w mniejszym stopniu ze zmianami w użytkowaniu terenu, szczególnie wylesianiem. Ilość CO2 wyemitowanego dzięki spaleniu paliw kopalnych określa się na podstawie międzynarodowych statystyk zużycia ropy, węgla i gazu. Oszacowanie emisji związanych ze zmianami użytkowania powierzchni Ziemi jest mniej precyzyjne - dokonuje się go m.in. na podstawie informacji o wylesianiu i pożarach oraz modelowania obiegu węgla w środowisku.

Wzrost koncentracji dwutlenku węgla jest mierzony bezpośrednio od 1959 roku, dane historyczne na temat jego stężenia pochodzą z analizy rdzeni lodowych. Analizą, jaka część emitowanego dwutlenku węgla pozostaje w powietrzu, zajmuje się wiele zespołów naukowych z całego świata. Na przykład w pracy Le Quere i inni (2009) przeanalizowano dane dla lat 1959-2008 (czyli w okresie, kiedy dokonywano już bezpośrednich pomiary koncentracji CO2 w atmosferze).

Roczne emisje związane ze spalaniem paliw kopalnych w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat stale rosły, w 2008 roku osiągając poziom 8,7 ± 0,5 GtC (gigaton węgla). To o ponad 40% więcej niż w latach dziewięćdziesiątych. Emisje związane z wykorzystaniem terenu oszacowano w 2008 roku na 1,2 ± 0,4 GtC (względna niepewność tego wyniku jest większa, niż w przypadku emisji z użycia paliw kopalnych).

W całym analizowanym okresie, co roku w atmosferze pozostawało średnio 43% wprowadzonego do niej CO2, ale wartość ułamka znacząco fluktuowała z roku na rok. Za tę zmienność odpowiadały przede wszystkim aktywność wulkaniczna (nie przez emisję dwutlenku węgla z wulkanów, która jest ponad stukrotnie mniejsza od naszej emisji ze spalania paliw kopalnych, ale ze względu na ochładzanie powierzchni Ziemi przez wyrzucone do stratosfery pyły i aerozole siarkowe) oraz zmienność faz cyrkulacji południowej El Niño – La Niña. Po przyjęciu poprawek na te zjawiska, zespół Le Quere stwierdził niewielki trend wzrostowy wysokości 3 ± 2 pp/10 lat (punktów procentowych na 10 lat).

W artykule Knorra (2009) bezpośrednie pomiary koncentracji dwutlenku węgla uzupełniono danymi pośrednimi pochodzącymi z analizy rdzeni lodowych z Antarktydy. Pozwoliło to na sięgnięcie w przeszłość aż do 1850 roku. Jak wykazano, ułamek CO2 pozostający w atmosferze był w tym czasie w przybliżeniu stały (i wynosił ok. 43%): gdy spadały emisje, malała także ilość CO2 absorbowanego przez ekosystemy lądowe i morskie. Gdy emisje antropogeniczne w 2 połowie XX wieku gwałtownie wzrosły, wzrosła również ilość dwutlenku węgla usuwanego z atmosfery. Policzony dla analizowanego okresu trend wyniósł 0,7 ± 1,4 pp/10 lat.

Przyrost ilości CO2 w atmosferze

Rysunek 2: Przyrost ilości CO2 w atmosferze (GtC/rok) na podstawie bezpośrednich pomiarów (średnia ze stacji na Hawajach i biegunie południowym, cienka linia ciągła) oraz rekonstrukcji w oparciu o analizy rdzeni lodowych w Kopule Lawa (cienka linia przerywana) i Kopule Siple (cienka linia kropkowana). Dane te zestawiono z całkowitymi antropogenicznymi emisjami CO2 (gruba linia ciągła) oraz 46% całkowitych emisji (gruba linia przerywana) (Knorr 2009)

Metody używane przez zespoły Knorra i Le Quere nieco się różnią. Knorr nie usunął na przykład z analizowanych danych wpływu zmian w cyrkulacji El Niño-La Niña oraz aktywności wulkanicznej. Po uwzględnieniu tych poprawek, otrzymujemy dla okresu po 1850 roku trend 1,2±0,9 pp/10 lat, czyli mniejszy niż obliczony przez Le Quere, ale już istotny statystycznie.

Należy podkreślić, że trend wyznaczony przez Knorra obejmuje okres 150 lat, podczas gdy analiza Le Quere dotyczy jedynie ostatnich 50 lat. To potencjalnie istotny fakt. Jeśli procent dwutlenku węgla pozostającego w atmosferze rośnie, może to być zjawisko stosunkowo świeże, związane ze spadkiem wydolności ekosystemów do pochłaniania CO2, wynikające chociażby z ich nasycenia. Niezależne badania wykryły ostatnio spadek w ilości dwutlenku węgla pochłanianej przez oceany (Le Quere i inni, 2007, Schuster 2007, Park i inni, 2008), kwestia ta wymaga jednak dalszych badań.

Na koniec warto jeszcze raz podkreślić, że aktualna dyskusja naukowa dotyczy tego, czy z całości emitowanego przez człowieka dwutlenku węgla w atmosferze pozostaje wciąż 43% naszych emisji, czy też ułamek ten powoli rośnie. Niezależnie od tego, kto jest bliżej prawdy, ilość CO2 w powietrzu rośnie cały czas - do tego coraz szybciej.

Kiedy na przełomie XIX i XX wieku emitowaliśmy 1 GtC rocznie, to pozostające w atmosferze 40% powodowało wzrost ilości CO2 w atmosferze o 0,4 GtC, a atmosferycznego stężenia CO2 o mniej więcej 0,2 ppm rocznie (wzrost ilości CO2 w atmosferze o 2,12 GtC prowadzi do wzrostu stężenia CO2 o 1 ppm). Teraz emitujemy 10 GtC rocznie, co (dla tej samej proporcji pozostającego w atmosferze CO2) oznacza, że w atmosferze pozostaje 4 GtC, powodując wzrost stężania o około 2 ppm rocznie – dziesięciokrotnie szybszy niż 100 lat temu.

Aleksandra Kardaś, na podstawie Skeptical Science, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski

Opublikowano: 2013-11-03 00:11
Tagi

dwutlenek węgla

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