Istnieje wiele jednoznacznych dowodów na to, że globalne ocieplenie postępuje i jest powodowane kumulowaniem się w atmosferze emitowanych przez nas gazów cieplarnianych. Mimo to wciąż można usłyszeć opinie, że jest inaczej. Postanowiliśmy więc w skrócie przypomnieć najważniejsze fakty przemawiające za tym, że do zmiany klimatu doprowadziła działalność człowieka.
Najwięcej gazów cieplarnianych w atmosferze od milionów lat
Ten spektakularny wzrost koncentracji CO2 jest przede wszystkim wynikiem emitowania go przez ludzkość do atmosfery przy okazji spalania węgla, ropy i gazu (patrz Mit: Dwutlenek węgla emitowany przez człowieka nie ma znaczenia). Nasze emisje CO2 stanowią stałą nadwyżkę, zwiększającą ilość węgla w całym cyklu węglowym – a i tak jedynie około połowy naszych emisji pozostaje w atmosferze (prawie całość na tysiące lat w szybkim cyklu węglowym). Można też dodać, że za pomocą pomiarów satelitarnych bezpośrednio obserwujemy, gdzie źródła emisji się znajdują (patrz Satelitarne obserwacje stężeń, źródeł emisji i miejsc pochłaniania CO2). Przekrojowe podsumowanie zgodności obserwacji z różnymi potencjalnymi przyczynami obserwowanego wzrostu stężenia CO2 w atmosferze pokazuje rysunek 3.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o pomiarach koncentracji gazów cieplarnianych, zajrzyj do artykułów:
Zmiany stężeń CO2, CH4 i N2O w ostatnich 800 000 lat: antropocen na sterydach,
Emisje CO2 dalej rosną – budżet węglowy 2018,
Paleoklimatologia: sekrety rdzeni lodowych,
Paleoklimatologia: CO2 – jeśli nie rdzenie lodowe, to co?,
Mit: Dwutlenku węgla w atmosferze wcale nie przybywa,
Mit: Nie można mierzyć koncentracji CO2 na Mauna Loa – przecież to wulkan.
Zaburzony bilans energetyczny planety
Ziemia otrzymuje energię od Słońca, przede wszystkim w postaci promieniowania widzialnego i bliskiej podczerwieni, sama zaś wypromieniowuje ją w kosmos w dalekiej podczerwieni (dokładniej przeczytasz o tym w tekście Efekt cieplarniany – jak to działa). W stabilnym stanie klimatycznym ilość energii pochłanianej i emitowanej przez planetę z definicji muszą się równoważyć. Tymczasem w ostatnich dekadach mierzymy za pomocą satelitów, że z Ziemi w przestrzeń kosmiczną ucieka coraz mniej promieniowania. Co więcej widzimy, że zjawisko to ma miejsce dla tych długości fal, które są absorbowane przez gazy cieplarniane, których koncentracje podwyższamy (dwutlenek węgla, metan i in). Wynik ten został potwierdzony przez dane z wielu różnych satelitów (patrz m.in. Harries i in., 2001, Chen i in., 2006, Allan i in., 2014, Brindley i Banges, 2016). To bezpośrednia obserwacja znaczącego nasilenia się efektu cieplarnianego Ziemi.
Fakt, że mniej energii ucieka w przestrzeń, jest potwierdzony przez pomiary prowadzone na powierzchni Ziemi, np. obserwatoriach ARM. Wyniki jednoznacznie pokazują, że wzrasta natężenie promieniowania podczerwonego wracającego do powierzchni Ziemi z atmosfery, zgodnie z tym, czego spodziewamy się w rezultacie działania wzmocnionego efektu cieplarnianego (Feldman i in., 2015).
Globalne ocieplenia: akumulowanie się energii w ziemskim systemie klimatycznym
Skoro ziemski system klimatyczny opuszcza mniej energii niż do niego dociera, możemy spodziewać się kumulowania się w nim energii, czyli ogrzewania się. Obserwacje pokazują, że tak się dzieje (Wild i in., 2017), a 93% całości nadwyżki energii gromadzącej się w ziemskim systemie klimatycznym trafia do oceanów – ich energia termiczna rośnie w tempie 1,1·1022 J rocznie (Palmer 2017). Dlaczego nadwyżka energii gromadzi się przede wszystkim w oceanie a nie w atmosferze? Masa atmosfery jest około 300 razy mniejsza niż masa oceanu, a pojemność cieplna 1200 razy mniejsza. Dzięki temu, wykorzystując tysiące autonomicznych boi pomiarowych systemu ARGO, mierzących temperatury wody w oceanach na różnych głębokościach, możemy monitorować dokładnie wzrost energii zawartej w systemie klimatycznym.
Jak szybki to wzrost? Najlepiej wyobrazić to sobie na przykładzie: gdybyśmy nagrzewali oceany za pomocą detonacji bomb atomowych, takich jak ta zrzucona na Hiroszimę w 1945 roku (o mocy 15 kiloton ekwiwalentu trotylu), to musielibyśmy detonować cztery takie bomby co sekundę, czyli blisko pół miliona dziennie.
Ziemia się nagrzewa. I wiemy dlaczego.
Z jednej strony obserwujemy sponad atmosfery zaburzenie bilansu radiacyjnego planety, związane z utrudnieniem wypromieniowywania przez Ziemię energii w kosmos (rysunek 4), co jest bezpośrednim skutkiem wzrostu koncentracji gazów cieplarnianych w atmosferze. Z drugiej strony obserwujemy akumulację energii wewnątrz ziemskiego systemu klimatycznego (rysunek 5). Jak się ma jedno do drugiego? Można to zobaczyć na ilustracji 2, na której żółta linia pokazuje 93% mierzonej za pomocą pomiarów satelitarnych nierównowagi radiacyjnej planety (co odpowiada akumulacji ciepła w oceanie). Jednym słowem TO WZROST ZAWARTOŚCI GAZÓW CIEPLARNIANYCH W ATMOSFERZE JEST POWODEM OBECNEGO GLOBALNEGO OCIEPLENIA. A rozliczne dowody pokazują jednoznacznie, że to ludzkie emisje są przyczyną tego wzrostu.
To, że to gazy cieplarniane są przyczyną ocieplenia możemy potwierdzić też za pomocą szeregu innych badań. Opisane wyniki zmian promieniowania są z bardzo wysoką dokładnością zgodne z tym, co przewiduje fizyka w związku ze wzrostem stężeń gazów cieplarnianych. Obserwujemy też, że ogrzewaniu się troposfery towarzyszy ochładzanie się górnych warstw atmosfery i spadek ich grubości. Trzeba podkreślić, że ocieplenie powierzchni Ziemi związane z gazami cieplarnianymi ma swoją unikalną sygnaturę. Inne potencjalne przyczyny ocieplenia, takie jak wzrost aktywności słonecznej, zmiana aktywności wulkanów, promieniowanie kosmiczne czy wewnętrzne przepływy energii w ziemskim systemie klimatycznym (między oceanami a atmosferą) miałyby inne sygnatury, których nie obserwujemy. Podobnie jak wcześniej dla przyczyn wzrostu koncentracji CO2, przeprowadźmy podsumowanie zgodności obserwacji z różnymi potencjalnymi przyczynami obserwowanego wzrostu temperatury.
W tym krótkim artykule przedstawiliśmy tylko niektóre dane pokazujące antropogeniczną naturę globalnego ocieplenia. Jest ich dużo więcej, a zainteresowanych zapraszamy do zapoznanie się z nimi w książce „Nauka o klimacie”. A jeśli ktoś mówi, że „nie zna żadnych dowodów na to, że to emitowane przez nas gazy cieplarniane odpowiadają za globalne ocieplenie”? Cóż, wystawia sobie świadectwo. Bo jeśli tak mówi to to oznacza to tylko jedno – że ON NIE ZNA tych dowodów, mimo że są łatwo dostępne i pochodzą z wielu niezależnych pomiarów i obserwacji.
Marcin Popkiewicz, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon Malinowski
Fajnie, że tu jesteś. Mamy nadzieję, że nasz artykuł pomógł Ci poszerzyć lub ugruntować wiedzę.
Nie wiem, czy wiesz, ale naukaoklimacie.pl to projekt non-profit. Tworzymy go my, czyli ludzie, którzy chcą dzielić się wiedzą i pomagać w zrozumieniu zmian klimatu. Taki projekt to dla nas duża radość i satysfakcja. Ale też regularne koszty. Jeśli chcesz pomóc w utrzymaniu i rozwoju strony, przekaż nam darowiznę w dowolnej wysokości