Mit: Globalnego ocieplenia nie ma, bo tak mówi Komitet Nauk Geologicznych [1]

I tak się dzieje na naszej planecie od miliardów lat - okresy ocieplenia i rozkwitu przeplatają się z czasami chłodu, kiedy życie zamiera, a duże połacie lądów i oceanów pokrywają się lodem. Tej huśtawce temperatury rzeczywiście towarzyszyły niekiedy zmiany stężenia dwutlenku węgla, ale nie mogły one mieć nic wspólnego z człowiekiem, bo nasz gatunek jeszcze wtedy nie istniał. W samym tylko czwartorzędzie, czyli w ciągu ostatnich 2,6 mln lat, okresy ciepłe wielokrotnie przeplatały się ze zlodowaceniami, a poziom dwutlenku węgla rósł i malał na przemian - twierdzą polscy geolodzy w wydanym w 2009 r. głośnym dokumencie "Stanowisko Komitetu Nauk Geologicznych PAN w sprawie zagrożenia globalnym ociepleniem." ("Klimatyczna huśtawka", Newsweek, 2013 47/13, 18 listopada 2013)

Stanowisko KNG PAN drastycznie odbiega od opinii światowego środowiska naukowego. Zawiera także szereg poważnych błędów merytorycznych.

Słońce, chmury, oceany - wszystkie decydują o tym, jak wygląda nasz klimat. Ale to nie one powodują aktualnie obserwowane ocieplenie. Ilustracja dzięki uprzejmości NASA.

Z dokumentem „Stanowisko Komitetu Nauk Geologicznych Polskiej Akademii Nauk w sprawie zagrożenia globalnym ociepleniem” możemy zapoznać się tutaj. Poniżej przytoczymy i odniesiemy się jedynie do argumentów merytorycznych, wysuniętych przez PAN, zgodnie z punktami z dokumentu. Na samym początku podkreślimy, że tez zawartych w stanowisku KNG nie można zweryfikować. Jego autorzy nie podają żadnych odniesień do literatury naukowej, co jest niezgodne z praktyką tworzenia poważnych dokumentów w wiarygodny sposób formułujących radykalne tezy.

Teza KNG nr 1.

Klimat Ziemi kształtowany jest przez wzajemne oddziaływanie jej powierzchni i atmosfery, które ogrzewane są przez promieniowanie słoneczne o cyklicznie zmiennym natężeniu. Na klimat wpływa roczny obieg Ziemi wokół Słońca, termika i zmiany przepływu wód krążących w oceanach, ruch mas powietrza, układ masywów górskich, a w perspektywie czasu geologicznego także ich wypiętrzanie i erozja oraz zmiany w rozmieszczeniu kontynentów wskutek ich ciągłej wędrówki.

To prawda, klimatem steruje wiele czynników. Decydujące jest, jak silny jest ich wpływ i jaka jest ich skala czasowa działania. Czynniki działające w skali geologicznej, takie jak układ masywów górskich, ich wypiętrzanie i erozja, a także zmiany w rozmieszczeniu kontynentów działają zbyt powoli, by mieć wpływ na obecnie obserwowane ocieplenie. Podobną sytuację mamy w przypadku zmian orbity Ziemi. Zachodzą one w cyklach liczonych w dziesiątkach tysięcy lat. Co więcej, działają one obecnie w kierunku ochłodzenia. Przejawia się to zresztą w trwającym do niedawna stopniowym spadku średniej temperatury powierzchni Ziemi w ostatnich kilku tysiącach lat.

Można się zastanawiać, jakie „cykliczne zmiany natężenia promieniowania słonecznego” KNG PAN ma na myśli? Czy chodzi o 11-letni cykl zmienności Słońca? Cykliczność oznacza, że raz Słońce świeci mocniej, a raz słabiej. Takie wahania nie wpływają jednak na długoterminowe zmiany temperatury. A może KNG ma na myśli zmiany w aktywności pomiędzy kolejnymi cyklami słonecznymi? Tylko że w ciągu ostatnich 35 lat - kiedy miało miejsce szybkie ocieplanie się klimatu Ziemi - aktywność słoneczna spadała. Innymi słowy, od kilkudziesięciu lat zmiany klimatu postępowały w kierunku odwrotnym do tego, jaki sugerowałyby zmiany na Słońcu (patrz Mit: Globalne ocieplenie jest powodowane wzrostem aktywności słonecznej).

Jak zauważa KNG PAN, na klimat wpływają też zmiany przepływu wód krążących w oceanach. To prawda, tyle że w ostatniej dekadzie na Pacyfiku panowały chłodne fazy ENSO (oscylacji El Niño – La Niña) i PDO, przez co prądy oceaniczne obniżały średnią temperaturę powierzchni Ziemi (a oceany nagrzewały się w rekordowym tempie (patrz Mit: Globalne ocieplenie się skończyło, Mit: Klimat zmieniał się już wcześniej - dziś jest tak samo, 058).

Teza KNG nr 2.

Badania geologiczne dowodzą niezbicie, że stała zmienność jest podstawową cechą klimatu Ziemi w całej jej historii, a zmiany zachodzą w nakładających się cyklach o różnej długości - od kilkuset tysięcy do kilkunastu lat. Dłuższe cykle klimatyczne są wywoływane przez czynniki pozaziemskie o astronomicznym charakterze i zmiany parametrów orbity Ziemi, a krótsze - przez czynniki regionalne i lokalne. Nie wszystkie przyczyny zmian klimatu i zjawiska klimatotwórcze zostały jeszcze w pełni rozpoznane.

To prawda, ale na te naturalne cykle (o znanych przyczynach) mogą nakładać się rezultaty naszych działań, takich jak na przykład emisje gazów cieplarnianych. Już teraz mają one wyraźny wpływ na klimat, a przy kontynuacji obecnych trendów będą miały jeszcze większy. Wystarczy porównać zmiany średniej temperatury powierzchni Ziemi w scenariuszu „normalnej aktywności słonecznej” i „spadku aktywności Słońca do poziomu z czasu Małej Epoki Lodowej” (patrz Mit: Czeka nas nowa epoka lodowcowa).

Symulacje reakcji klimatu przy założeniu, że Słońce weszłoby w Minimum Maundera pokazują, że spadek temperatury wywołany przez zmianę aktywności Słońca jest minimalny w porównaniu do ocieplenia powodowanego przez produkowane przez ludzi gazy cieplarniane (Feulner i Rahmstorf 2010 [pełna wersja]). Oziębienie wywołane przez niższą aktywność słoneczną jest szacowane na ok. 0,1°C (maksymalnie 0,3°C), podczas gdy ocieplenie związane ze wzmocnieniem efektu cieplarnianego będzie rzędu 3,7°C do 4,5°C, w zależności od tego, ile CO2 wyemitujemy w XXI wieku.

Średnie globalne anomalie temperatury w latach 1900 do 2100

Rysunek 1: Średnie globalne anomalie temperatury w latach 1900 do 2100 w scenariuszach Czwartego Raportu IPCC: A1B (czerwone linie) i A2 (purpurowe linie) i przy uwzględnieniu trzech różnych wymuszeń słonecznych: typowego 11-letniego cyklu (linia ciągła), nowego Wielkiego Minimum z poziomem aktywności słonecznej odpowiadającej zrekonstruowanemu poziomowi Minimum Maundera (linia przerywana) oraz obniżonego poziomu napromieniowania (linia kropkowana). Temperatury obserwowane przez NASA GISS do roku 2009-go są oznaczone liną niebieską (Feulner i Rahmstorf 2010).

Teza KNG nr 3.

Choć w historii Ziemi dominował klimat znacznie cieplejszy od współczesnego, wielokrotnie dochodziło do potężnych, globalnych ochłodzeń, których efektem był zawsze rozwój rozległych zlodowaceń sięgających niekiedy do strefy podzwrotnikowej. Dlatego wiarygodne prognozowanie zmian klimatu Ziemi, nie mówiąc o chęci im zapobiegania, kształtowania czy przeciwdziałania, musi brać pod uwagę wyniki badań jej przeszłości geologicznej - a więc czasu, gdy ludzkości (i przemysłu!) nie było na naszej planecie.

Badania dawnego klimatu są jednym z podstawowych narzędzi naukowców. Łatwo to sprawdzić, zaglądając do Raportów I Grupy Roboczej IPCC. Na przykład w ostatnim, Piątym Raporcie, omówieniu historycznych zmian klimatu i ich mechanizmów poświęcony jest rozdział piaty, liczący 138 stron. To właśnie dane z przeszłości, takie jak podczas epok lodowcowych czy w czasach dinozaurów pozwalają zrozumieć podstawowe przyczyny ewolucji klimatu i odpowiedzieć na pytanie, jak działanie różnych czynników, takich jak aktywność słoneczna, zmiany orbity Ziemi, zmiany rozmiarów czap polarnych czy aktywność wulkanów, wpływa na zmiany klimatu. Dysponując tą wiedzą, jesteśmy w stanie porównać ówczesne zaburzenia z naszym obecnym wpływem. Możemy także ocenić, jaki będzie efekt naszych działań oraz wykorzystać tę wiedzę dla weryfikacji modeli klimatu, których używamy do stawiania prognoz tego, co będzie się działo w przyszłości.

Teza KNG nr 4.

Od dwunastu tysięcy lat Ziemia znajduje się w kolejnej fazie cyklicznego ocieplenia i jest w pobliżu jego maksymalnego natężenia. W samym tylko czwartorzędzie, czyli w ciągu ostatnich 2,5 mln lat, okresy ciepłe wielokrotnie przeplatały się ze zlodowaceniami, co dobrze już zostało rozpoznane.

Owszem, to prawda, że nasza planeta od dwunastu tysięcy lat znajduje się w fazie ocieplenia. Za cykl epok lodowcowych i okresów interglacjalnych odpowiadają zmiany orbity Ziemi (tzw. cykl Milankovicia), prowadzące do zmian natężenia promieniowania słonecznego docierającego latem do półkuli północnej, a przez to wpływające na klimat. Wiemy o tym od dawna. Dopiero jednak najnowsze badania pozwalają dokładnie przyjrzeć się temperaturom z tego okresu. Wyniki badań osadów dennych w oceanach (m.in. Marcott 2013 [pełna wersja]), obejmujące cały Holocen (obecny ciepły okres międzylodowcowy), pokazują skalę obecnych zmian w kontekście zmian w ostatniego 11,5 tysiąca lat.

Zmiany temperatury powierzchni Ziemi

Rysunek 2. Zmiany temperatury powierzchni Ziemi w ostatnich 11,5 tys. lat. (Marcott 2013).

Na powolne zmiany temperatury będące skutkiem wymuszeń orbitalnych nakłada się gwałtowny wzrost temperatury w ostatnim stuleciu. Jak widać, jest to zjawiskiem bez precedensu w ostatnich 12 tys. lat (patrz Mit: Gwałtowny wzrost temperatur to efekt błędu w obliczeniach). Widać także, że teza, iż Ziemia jest w pobliżu jego maksymalnego natężenia cyklicznego ocieplenia nie jest poprawna – miało ono miejsce między 9 a 5 tysiącami lat temu.

Teza KNG nr 5.

Obecnemu ociepleniu towarzyszy wzrost zawartości gazów cieplarnianych w atmosferze: wśród nich dominuje para wodna, a w mniejszych ilościach występuje m.in. dwutlenek węgla, metan, tlenki azotu i ozon. Tak działo się zawsze, bo jest to zjawisko nierozłącznie związane z cyklicznym ocieplaniem i oziębianiem. Okresowy wzrost ilości gazów cieplarnianych w atmosferze, niekiedy nawet do wartości kilkakrotnie większej w porównaniu ze stanem obecnym, towarzyszył dawniejszym ociepleniom, również przed pojawieniem się człowieka na Ziemi.

KNG wyraźnie nawiązuje do cyklicznego ocieplania i oziębiania w cyklu epok lodowcowych. Wtedy, podczas ocieplania się klimatu, rzeczywiście najpierw rosła temperatura na wysokich szerokościach półkuli północnej, a dopiero potem wzrastała koncentracja gazów cieplarnianych, co było skutkiem odgazowywania cieplejszych wód powierzchniowych w oceanach.

Jednak obecnemu ociepleniu nie towarzyszy „naturalnie” wzrost zawartości gazów cieplarnianych. Wręcz przeciwnie: jest to wzrost bardzo nienaturalny. gdyż wynika z bardzo szybkiego wpuszczania do atmosfery dwutlenku węgla pochodzącego z paliw kopalnych – i jest to zjawisko bezprecedensowe w historii geologicznej Ziemi. O nienaturalności tego procesu świadczy jego niezwykłe tempo, zmiana sygnatury izotopowej CO2 znajdującego się w atmosferze, a także fakt, że mimo ocieplenia wody oceanów, ilość rozpuszczonego w niej CO2 rośnie. Przyjrzyjmy się temu.

W ciągu setek tysięcy lat cykli epok lodowcowych koncentracja dwutlenku węgla w atmosferze oscylowała w zakresie 180-300 ppm (patrz Mit: To ocieplenie powoduje wzrost koncentracji CO2 a nie na odwrót). Obecna koncentracja jest bliska 400 ppm i rośnie wyjątkowo szybko, w tempie 2 ppm rocznie. Badania pokazują, że tak dużej ilości dwutlenku węgla jak obecnie nie było w atmosferze od kilku (IPCC), a może nawet kilkunastu milionów lat (Tripati 2009 [pełna wersja]). To raczej nie przypadek.

Pomiary

Rysunek 3: Pomiary zawartości dwutlenku węgla (linia niebieska) i metanu (linia zielona) w rdzeniu lodowym Vostok porównane do zmiany średniej temperatury powierzchni Ziemi (linia czerwona) (Hansen 2006), dane za 2013 zaktualizowane na podst. NOAA ESRL.

Kiedy zaczął się ten bezprecedensowy wzrost zawartości CO2 w powietrzu? Poniższy rysunek przedstawia pomiary stężenia dwutlenku węgla w powietrzu od roku 1000 (uzyskane dzięki wykorzystaniu bąbelków powietrza zamkniętych w lodowcach) do chwili obecnej. Aż do roku 1800 koncentracja dwutlenku węgla w atmosferze utrzymywała się na praktycznie niezmienionym poziomie 280 ppm. Pomiędzy rokiem 1800 a 2000 wydarzyło się coś, co nie było procesem naturalnym, warunkującym klimat poprzedniego tysiąclecia. To coś nazywamy dzisiaj rewolucją przemysłową. Na wykresie jest zaznaczony rok 1769, w którym James Watt opatentował maszynę parową.

Koncentracja dwutlenku węgla w cząsteczkach na milion dla ostatnich 1100 lat

Rysunek 4. Koncentracja dwutlenku węgla w cząsteczkach na milion dla ostatnich 1100 lat, w pęcherzykach powietrza uwięzionego w rdzeniach lodowych (do roku 1977) i bezpośrednio w atmosferze (po roku 1958). Wygląda na to, że między rokiem 1800 a 2000 „coś” się zmieniło. Zaznaczony został rok 1769, w którym James Watt opatentował maszynę parową (pierwsza działająca maszyna parowa została wynaleziona 70 lat wcześniej, w roku 1698, jednak silnik Watta był znacznie wydajniejszy). Źródła: Siple Station Ice Core, CDIAC; Law Dome, CDIAC; Mauna Loa, NOAA Earth System Research Laboratory.

Dobrym sposobem upewnienia się co do źródła pochodzenia dodatkowych ilości dwutlenku węgla w atmosferze jest przeanalizowanie historycznych koncentracji różnych izotopów węgla w atmosferze. Chodzi o 3 izotopy węgla: 12C – stabilny, łatwo przyswajalny w procesie fotosyntezy i preferowany przez rośliny, 13C – stabilny, mniej lubiany przez rośliny, 14C – niestabilny, wytwarzany z azotu w atmosferze pod wpływem promieniowania kosmicznego, z czasem połowicznego zaniku 5700 lat. Paliwa kopalne (węgiel, ropa, gaz) powstały z roślin (które preferują izotop 12C). W ich tkankach jest proporcjonalnie więcej 12C względem 13C niż w materii nieożywionej, co można zresztą łatwo zmierzyć. Węgla 14C w ogóle w paliwach kopalnych nie ma, bo już dawno zdążył się rozpaść. Spalając paliwa kopalne, wyrzucamy do atmosfery uwięziony w nich węgiel. Co zatem widzimy?

Względna koncentracja węgla

Rysunek 5. Względna koncentracja węgla 13C w stosunku do 12C. Na podstawie Böhm 2002, Monthly Atmospheric 13C Concentrations, Scripps Institution of Oceanography.

Widzimy, że (znowu!) w połowie XVIII wieku nastąpiło coś się ciekawego: zawartość węgla 12C w atmosferze zaczęła coraz szybciej rosnąć (co przekłada się na spadek względnej zawartości 13C), pozostając w pełnej zgodności ilościowej z naszymi emisjami i działaniem cyklu węglowego. W ciągu zaledwie 200 lat, które upłynęły od początku epoki przemysłowej, względna zawartość 13C spadła o 2 promile. Może się wydawać, że to niewiele, ale nawet od szczytu epoki lodowcowej do XIX wieku roku wahania te były znacznie mniejsze (Böhm 2002). Podobnie mierzymy spadek atmosferycznej koncentracji węgla 14C.

Wyniki te potwierdzają także obserwacje dotyczące atmosferycznej koncentracji tlenu. Gdyby dwutlenek węgla był uwalniany przez ocieplające się oceany czy działalność wulkaniczną, nie byłoby powodu, by ubywało tlenu. Ponieważ przyrost koncentracji CO2 jest skutkiem spalania (łączenia się z tlenem) węgla zawartego w paliwach kopalnych, koncentracja tlenu spada.

Około ¼ emitowanego przez nas dwutlenku węgla jest pochłaniane przez oceany, które ulegają stopniowemu zakwaszeniu. Współczynnik pH wód oceanicznych zmalał w ciągu ostatniego stulecia o 0,1. Gdyby dwutlenek węgla faktycznie trafiał do atmosfery z oceanów, takie zjawisko nie miałoby miejsca. Żadna z prezentowanych przez sceptyków teorii alternatywnych – mówiących o tym, że wzrost koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze jest naturalny a gaz ten pochodzi z oceanów, mikrobów czy gleby – nie wyjaśnia tych faktów (Caldeira i Wickett 2003, [pełna wersja])

Wbrew temu, co pisze KNG PAN, obecne zmiany stężeń gazów cieplarnianych nie mają również nic wspólnego z naturalnymi cyklami (patrz Mit: Dwutlenek węgla emitowany przez człowieka nie ma znaczenia).

KNG dodaje jeszcze: "Okresowy wzrost ilości gazów cieplarnianych w atmosferze, niekiedy nawet do wartości kilkakrotnie większej w porównaniu ze stanem obecnym, towarzyszył dawniejszym ociepleniom, również przed pojawieniem się człowieka na Ziemi."

To prawda, że w historii Ziemi bywało w atmosferze wielokrotnie więcej CO2 niż obecnie, a okresy wysokiej koncentracji CO2 odpowiadały też wysokim temperaturom. Jednak to właśnie przede wszystkim wysokie stężenie CO2 powodowało, że klimat wtedy był ciepły. Trzeba też pamiętać, że kiedyś Słońce świeciło słabiej, a więc wyższym stężeniom atmosferycznego CO2 w historii geologicznej towarzyszyło słabsze natężenie promieniowania słonecznego. Łączne działanie tych dwóch czynników dobrze tłumaczy prehistoryczny klimat Ziemi (patrz Mit: Kiedyś w atmosferze było więcej CO2, więc teraz nie ma się czym martwić, wykład pokazujący historię klimatu Ziemi pt. „Największy Przełącznik Kontrolny”).

Jaka jest rola pary wodnej w powstawaniu efektu cieplarnianego? To oczywiście gaz najsilniej przyczyniający się do efektu cieplarnianego. To jednak nie oznacza, że wpływ innych gazów cieplarnianych można pominąć. Wręcz przeciwnie! Wpływ zmiany ilości tych gazów w atmosferze jest bardzo znaczący, co więcej, jest on wzmacniany właśnie przez parę wodną, która odpowiada za główne dodatnie sprzężenie w naszym systemie klimatycznym i wzmacnia każde ocieplenie i ochłodzenie. To dodatnie sprzężenie to przyczyna, dla której klimat jest tak wrażliwy na ocieplenie spowodowane przez CO2. Więcej Mit: Para wodna jest najważniejszym gazem cieplarnianym.

Czytaj dalej.

Opublikowano: 2013-11-16 21:18
Tagi

globalne ocieplenie mit o klimacie paleoklimatologia

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