Opublikowany w zeszłym tygodniu biuletyn Światowej Organizacji Meteorologicznej (World Meteorological Organization, WMO) pokazuje, że globalne stężenia gazów cieplarnianych, grających główną rolę w zachodzącej zmianie klimatu: CO₂, CH₄ i N₂O, ustanawiają nowe rekordy.

Rysunek 1: Elektrownia węglowa w Wyoming, USA. Zdjęcie: Greg Goebel (źródło, licencja CC BY-SA 2.0).

Wyniki prowadzonych w licznych stacjach pomiarowych na całym świecie pomiarów wskazują, że koncentracje gazów cieplarnianych mających największy wkład w ocieplanie się klimatu (dwutlenku węgla, metanu i tlenku azotu(I) znanego też jako podtlenek azotu) wciąż rosną. W przypadku wielu tak zwanych freonów (gazów niszczących ozon i jednocześnie w istotny sposób zwiększających efekt cieplarniany, patrz Przed czym uchronił nas Protokół montrealski?) obserwujemy spadek koncentracji (CFC-11, CFC-12 – na rysunku poniżej) – to oczekiwany skutek wdrażania przepisów ograniczających ich wykorzystanie. Niestety, nie dotyczy to jeszcze wszystkich gazów technicznych mogących oddziaływać na klimat.

Rysunek 2: Średnie globalne stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze Źródło NOAA.

Sumaryczne wymuszanie radiacyjne gromadzących się w atmosferze, wyemitowanych przez nas gazów cieplarnianych, również cały czas rośnie.

Rysunek 3: Zmiany w wymuszeniu radiacyjnym (względem 1750 roku) przez długo żyjące gazy cieplarniane w ostatnim czterdziestoleciu. Źródło NOAA.

Dwutlenek węgla

Jak widać na rysunku 3, pośród wszystkich gazów cieplarnianych przyczyniających się do obecnej zmiany klimatu największe znaczenie ma CO₂, odpowiadający za ok. 2/3 spowodowanego przez wzrost stężenia tych gazów wymuszenia radiacyjnego. Średnie globalne stężenie CO₂ w atmosferze przekroczyło próg 400 ppm (cząsteczek na milion cząsteczek powietrza) w 2015 roku. W 2019 roku, zaledwie cztery lata później, wzrosło już do 410,5 ppm. To o 48% więcej niż 278 ppm w epoce przedprzemysłowej. Niewiele brakuje już do wzrostu o połowę – w obecnym tempie zajmie to 3 lata.

Stężenie CO₂ rośnie coraz szybciej

Rysunek 4: Tempo wzrostu koncentracji CO₂ w atmosferze. Słupki pokazują średnie roczne,
czerwone punkty – średnie miesięczne po odjęciu wahań związanych z porami roku. Źródło WMO.

Średnie tempo wzrostu w ostatnich latach jest już na poziomie 2,5 ppm rocznie – jeszcze w latach 90. XX wieku było to niewiele ponad 1 ppm rocznie. Nigdy w znanej nam historii klimatu Ziemi stężenie CO₂ nie rosło tak szybko jak w ostatnich latach.

Metan

Drugi pod względem udziału w wymuszaniu radiacyjnym (patrz rysunek 3) jest metan. Jego średnie globalne stężenie w 2019 roku wyniosło 1877 ppb (cząsteczek na miliard cząsteczek powietrza). To już o 160% więcej niż w epoce przedprzemysłowej. Tempo wzrostu koncentracji metanu leży „w pół drogi” między dwoma najbardziej pesymistycznymi reprezentatywnymi ścieżkami koncentracji (scenariuszami wykorzystywanymi do projekcji klimatu) - RCP6.0 i RCP8.5.

Rysunek 5: Mierzony wzrost koncentracji metanu w atmosferze (czarne kropki) zestawiony ze scenariuszami RCP z 5 Raportu IPCC (kolor jasnoniebieski – scenariusz RCP2.6, pomarańczowy – RCP4.5, granatowy – RCP6.0, czerwony – RCP8.5). Przy krzywych odpowiadających poszczególnym scenariuszom zapisano prawdopodobne zakresy wzrostu temperatury do roku 2100. Źródło Saunois i in, 2020.

Główne antropogeniczne źródła emisji metanu to hodowla przeżuwaczy, ryżowiska, eksploatacja paliw kopalnych (w tym wycieki metanu z kopalń węgla), wysypiska śmieci oraz spalanie biomasy.

Podtlenek azotu – N₂O

Trzeci pod względem udziału w wymuszaniu radiacyjnym jest podtlenek azotu. Jego średnie globalne stężenie w 2019 roku wzrosło do 323 ppb. To o 23% więcej niż w epoce przedprzemysłowej. Główne antropogeniczne źródła emisji N₂O to emisje z rolnictwa (szczególnie związane ze stosowaniem nawozów azotowych), procesów przemysłowych oraz spalania paliw kopalnych i biomasy.

Trendy 2020: rok z koronawirusem

W związku z pandemią koronawirusa wiele krajów na świecie wprowadziło ograniczenia w przemieszczaniu się i działalności gospodarczej, czego konsekwencją jest mniejsze zapotrzebowanie na energię (zarówno w przemyśle postaci elektryczności, jak i paliw płynnych używanych w transporcie), a zatem i zmniejszone emisje dwutlenku węgla do atmosfery. Według oszacowań Global Carbon Project w okresie najsilniejszych restrykcji dzienne emisje CO₂ globalnie spadły o 17%. Ponieważ rok wciąż trwa, a w wielu krajach polityka ograniczeń w kontaktach międzyludzkich, działalności różnych sektorów gospodarczych i lockdownów zmienia się na bieżąco, to, jaki ostatecznie będzie spadek emisji w tym roku, na chwilę bieżącą można tylko szacować. Wstępne analizy pokazują, że spadek emisji będzie na poziomie 4,2-7,5%.

Niestety, nawet zmniejszone emisje ze spalania paliw kopalnych wciąż oznaczają dodawanie nowych atomów węgla do atmosfery (a szerzej – środowiska w znaczeniu szybkiego cyklu węglowego). Przy prognozowanej redukcji emisji wzrost stężenia CO₂ w tym roku będzie mniejszy o 0,08-0,23 ppm niż gdyby do pandemii nie doszło. To mniej od typowej naturalnej zmienności rok do roku, związanej głównie z oscylacjami prądów oceanicznych (w szczególności El Niño-La Niña).

Rysunek 6: Szara linia - historyczne zmiany koncentracji CO₂ w atmosferze w obserwatorium Mauna Loa na Hawajach. Czarna linia - średnie roczne. Niebieskie gwiazdki - poprzednie prognozy średniorocznej koncentracji CO₂ wg Centrum Hadleya. Czerwona linia - tegoroczna prognoza zmian koncentracji CO₂ w atmosferze przy założeniu globalnego spadku emisji CO2 o 5,5%. Źródło: Hadley Centre via CarbonBrief.

Nie należy zatem oczekiwać, że kilka czy nawet kilkanaście miesięcy kilkuprocentowego zmniejszenia emisji dwutlenku węgla do atmosfery rozwiąże problem kryzysu klimatycznego. Do tego niezbędna jest pogłębiająca się i trwała redukcja spalania paliw kopalnych, prowadząca do niemal całkowitego zaprzestania ich użytkowania oraz inne zmiany sposobu działania ludzkości, takie jak m.in. zaprzestanie wylesiania oraz ograniczenie emisji z produkcji mięsa i cementu.

Marcin Popkiewicz na podst. WMO: Carbon dioxide levels continue at record levels, despite COVID-19 lockdown

Czytaj także:
Pandemia, klimat i klimatologia
Zdarzyło się w lecie - edycja 2020
Po jakim czasie zobaczylibyśmy efekt wyzerowania emisji CO2?