Mit: Ociepla się, bo wychodzimy z małej epoki lodowej

Wychodzimy z małej epoki lodowej. „Od końca małej epoki lodowcowej w osiemnastym wieku (kiedy to Tamiza zamarzała na całą zimę; ostatnio zamarzła w 1804 r.), globalna temperatura rosła w stabilnym tempie 0,5°C na sto lat (…) IPCC za obecne ocieplenie wini antropogeniczne emisje dwutlenku węgla. Ale przecież wszyscy się zgadzają, że emisje wywołane przez człowieka dopiero w latach 40. XX w. wzrosły na tyle, by zrobić różnicę. Tymczasem ocieplenie zaczęło się już ponad sto lat wcześniej.” (David Evans)

Naturalne czynniki sterujące klimatem Ziemi dominowały do połowy XX wieku, potem dominujący stał się wpływ ludzi. Obserwowany wcześniej wzrost ilości energii docierającej do Ziemi od Słońca ustał w latach siedemdziesiątych XX w.

Zamarznięta Tamiza

Zamarznięta Tamiza, Abraham Hondius. Źródło: Wikipedia.

Często słyszy się, że skoro w przeszłości zdarzały się znaczące zmiany klimatu, na które człowiek nie mógł mieć wpływu, to również obecne globalne ocieplenie może mieć naturalne przyczyny. Często przywołuje się tzw. „małą epokę lodową” – okres od XVI do XIX wieku, podczas którego zimy na półkuli północnej były ostrzejsze i z którego pochodzą znane obrazy przedstawiające londyńczyków jeżdżących na łyżwach po zamarzniętej Tamizie, czy wyolbrzymione opowieści o podróżach przez skuty lodem Bałtyk (takie podróże odbywały się tylko wzdłuż wybrzeża lub w poprzek cieśnin, a nie przez środek morza). Niektórzy twierdzą, że procesy, które zakończyły „małą epokę lodową”, dalej działają i odpowiadają za wzrost średnich temperatur.

Co spowodowało małą epokę lodową?

W poszukiwaniu przyczyn ochłodzenia klimatu między XVI i XIX wiekiem naukowcy zbadali historię najważniejszych naturalnych czynników kształtujących klimat: aktywności słonecznej i wulkanicznej oraz oceanicznego obiegu ciepła.

400 lat obserwacji plam słonecznych

Rysunek 1. Wykres pokazujący 400 lat obserwacji plam słonecznych, będących miernikiem aktywności Słońca. Wyraźnie widoczny jest 11 letni cykl aktywności słonecznej. Liczba plam jest dobrze skorelowana z aktywnością i mocą Słońca - im więcej plam, tym więcej energii Ziemia otrzymuje od Słońca. Źródło: www.globalwarmingart.com

Aktywność słoneczną można mierzyć zarówno liczbą plam na Słońcu, jak i tzw. danych proxy, czyli pośrednich wskaźników – wielkości, o których wiemy, że zależą od aktywności słonecznej. Jedną z nich jest zawartość izotopu berylu 10Be w odwiertach lądolodów Grenlandii i Antarktydy. 10Be jest produkowany w atmosferze przez promieniowanie kosmiczne pochodzenia pozasłonecznego. Strumień cząstek tego promieniowania jest największy w okresach minimum aktywności Słońca - gdy słabnie jego pole magnetyczne, które osłania Ziemię i stanowi przeszkodę dla promieniowania kosmicznego. Im aktywniejsze jest Słońce, tym skuteczniej jego magnetosfera osłania nasz układ. W konsekwencji, im większa jest aktywność słoneczna, tym mniej promieniowania pozasłonecznego dociera do Ziemi i tym mniej powstaje 10Be. Tak więc na podstawie koncentracji 10Be w glebie czy rdzeniach lodowych można określić okresy wzmożonej aktywności słonecznej.

Krzywe aktywności słonecznej

Rysunek 2: Aktywność słoneczna w ciągu ostatnich 600 lat, mierzona liczbą plam na Słońcu i zawartością 10Be w kolejnych warstwach rdzenia lodowego z Grenlandii (jednostka 104 atomów na gram lodu, ta skala jest na wykresie odwrócona). Źródło: www.globalwarmingart.com

W podobny sposób promieniowanie słoneczne wpływa na koncentracje izotopu węgla 14C, który powstaje w górnych warstwach atmosfery Ziemi w wyniku oddziaływania promieniowania kosmicznego z azotem 14N. Gdy aktywność słoneczna maleje, powstaje więcej izotopu 14C, który, przewędrowawszy do niższych obszarów atmosfery, odkłada się m.in. w rocznych przyrostach drzew.

Badając materiał biologiczny pochodzący ze znanego okresu, możemy wyznaczyć „zapisaną” w nim aktywność słoneczną. Rysunek 3 przedstawia wykres aktywności Słońca odzwierciedlonej w zawartości węgla 14C w szczątkach roślinnych w ciągu ostatniego tysiąclecia, do roku 1950.

Węgiel radioaktywny, zawartość

Rysunek 3: Zawartość węgla radioaktywnego w szczątkach roślinnych 14C w trakcie ostatniego tysiąclecia. Maksima i minima wykresu odpowiadają odpowiednio maksimom i minimom aktywności słonecznej.

Już na pierwszy rzut oka widać, że zmiany aktywności Słońca bardzo dobrze korespondują ze zmianami temperatury na Ziemi. Zarówno "średniowieczne ocieplenie klimatu" w IX-XIII wieku, jak i "mała epoka lodowcowa" w XVI - XIX wieku oraz ocieplenie w XX wieku są skorelowane z aktywnością Słońca. Również jeśli spojrzeć na wykres ujmujący łącznie temperaturę, aktywność słoneczną i zawartość dwutlenku węgla w atmosferze w przeciągu ostatnich 150 lat, widać bardzo dobrą korelację pomiędzy zmianami aktywności Słońca i temperaturą. Tu sceptycy mają rację - klimatem Ziemi, na przestrzeni stuleci, sterował dopływ energii ze Słońca.

Ale tylko do czasu. Wzrost temperatury do końca lat 50-tych XX wieku można wyjaśnić wzrostem aktywności Słońca. Jednak od tego czasu ta aktywność maleje, a temperatura mimo to coraz szybciej wzrasta (rys. 4). Tak więc aktywność Słońca przez wieki sterowała klimatem Ziemi, ale od około 50 lat klimat zaczęły kształtować również inne czynniki, w szczególności wyższa koncentracja gazów cieplarnianych w atmosferze. Wszelkie podkreślenia wcześniejszej korelacji pomiędzy aktywnością słoneczną, a temperaturą Ziemi jedynie uwypuklają fakt, że ta korelacja znikła w latach 70. XX wieku.

: Roczne zmiany globalnych temperatur

Rysunek 4: Roczne zmiany globalnych temperatur (cienka jasnoczerwona linia) z 11-letnią średnią ruchomą (gruba linia ciemnoczerwona). Temperatura z NASA GISS. Roczne Całkowite Napromieniowanie Słoneczne (Total Soral Irradiance - TSI) (cienka jasnoniebieska linia) z 11-letnią średnią ruchomą (gruba ciemnoniebieska linia). Rekonstrukcja promieniowania na podstawie raportu IPCC (Krivova i in., 2010, Ball i in., 2012, Yeo i in., 2014), poprawione i uzupełnione o najnowsze pomiary z projektu SORCE/TIM przez G. Koppa (Kopp 2014).

Chociaż spadek aktywności słonecznej koreluje z wystąpieniem małej epoki lodowcowej, to są również inne czynniki, które mogły mieć wkład w tę zmianę klimatu:

  • aktywność wulkaniczna była w tym okresie duża, a współczesne badania wskazują, że erupcje wulkanów mogą powodować nawet kilkuletnie, silne ochłodzenie klimatu (Crowley i in. 2000);
  •  oceaniczny „pas transmisyjny” – cyrkulacja termohalinowa – mógł zwolnić, w związku z dużymi ilościami słodkiej wody wprowadzonej do oceanu np. w rejonie lądolodu grenlandzkiego, w wyniku topnienia lodów we wcześniejszym okresie średniowiecznego ocieplenia (Broecker 2000); spowodowałoby to spowolnienie transportu energii na obszar północnego Atlantyku i regionalne ochłodzenie na przyległych terenach;
  • nagły spadek zaludnienia Europy spowodowany epidemią dżumy mógł spowodować zmniejszenie powierzchni obszarów rolniczych i ich powtórne zalesienie, prowadzące do spadku ilości CO2 w atmosferze (Ruddiman 2003).

Czy wciąż wychodzimy z małej epoki lodowcowej?

Najbardziej prawdopodobną przyczyną wystąpienia okresu małej epoki lodowej była zmniejszona aktywność słoneczna w połączeniu z dużą aktywnością wulkaniczną i osłabienie Prądu Zatokowego. Wiemy, że od końca małej epoki lodowej do połowy XX w. aktywność słoneczna rosła. Potem Słońce się uspokoiło, a temperatury na Ziemi rosły i rosną dalej.

Hipoteza sceptyków mówiąca, że obecne ocieplenie wynika z tych samych procesów, które zakończyły małą epokę lodową, nie jest prawdopodobna. Znamy wiele czynników, których zmiany da się powiązać z wystąpieniem i zakończeniem małej epoki lodowcowej, jednak żaden z nich nie może odpowiadać za obecne ocieplenie.

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

Opublikowano: 2013-10-11 19:55, aktualizacja: 2015-11-12 00:00
Tagi

aktywność słoneczna epoka lodowa klimat XX wieku

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