Skutki zmiany klimatu

Wiemy, że wzmacniając naturalny efekt cieplarniany planety powodujemy wzrost temperatury jej powierzchni. To, jak duży on będzie i jakie będą tego następstwa, zależy od scenariusza przyszłych emisji gazów cieplarnianych. Ponieważ długo zwlekaliśmy z wejściem na drogę ochrony klimatu, niektóre konsekwencje są już nieuniknione, a im mniej skuteczne działania podejmiemy, tym konsekwencje te będą poważniejsze. W skrajnym przypadku – katastrofalne. Specjalnie dla Was przygotowaliśmy tekst podsumowujący skutki globalnego ocieplenia.

Zdjęcie: erozja wiatrowa. Od lewej: rząd drzew, jezdnia i trawiaste pobocze częściowo pokryte piaskiem, piaszczysty ugór.

Rysunek 1: W związku z coraz częstszymi suszami, kolejne obszary w Polsce borykają się z wiatrową erozją podłoża. Okolice Kościana, Wielkopolska, 1.05.2011. Zdjęcie: Krzysztof Kujawa.

Scenariusze emisji i zmiany klimatu

Skala przyszłej zmiany klimatu zależy od emisji gazów cieplarnianych – czy będą dalej rosły, czy szybko zmaleją. Dlatego naukowcy analizują przyszłą zmianę klimatu przez pryzmat różnych scenariuszy emisji. Na rysunku 2 widzimy dwa scenariusze emisji dwutlenku węgla. Scenariusz czerwony obrazuje świat, w którym wydobywamy i spalamy wszystkie paliwa kopalne nadające się do wydobycia (w tym scenariuszu ich wydobycie rośnie do końca obecnego stulecia, później się stabilizuje, a od połowy następnego wieku, w związku z wyczerpywaniem złóż, spada). W scenariuszu niebieskim emisje spadają w najbliższych dekadach do zera, a później wręcz poniżej zera, co oznacza usuwanie CO2 z atmosfery (czy to technologiczne czy naturalne, np. przez lasy). To skrajne scenariusze emisji – możliwe są też oczywiście warianty pośrednie.

Wykres: przykładowe scenariusze emisji CO2 do 2300

Rysunek 2: Emisje CO2 w dwóch scenariuszach - spalenia wszystkich paliw kopalnych (RCP8.5) oraz ograniczenia emisji i w konsekwencji wzrostu temperatury do 2°C (RCP2.6). W skrajnie optymistycznym scenariuszu RCP2.6 emisje są szybko ograniczane już teraz, a w II połowie XXI wieku spadają poniżej zera, co oznacza olbrzymi wysiłek i wydatki naszych dzieci ponoszone, aby wprowadzony przez nas do atmosfery dwutlenek węgla usunąć z cyklu węglowego. Meinshausen i in., 2011.

Jaka będzie zmiana klimatu dla każdego ze scenariuszy?

Wykres: zmiany temperatury w przykładowych scenariuszach emisji. W RCP8.5 temperatura rośnie do 2300 (po 2100 coraz wolniej), w RCP2.6 od 2050 temperatura powoli spada.

Rysunek 3: Wzrost średniej temperatury powierzchni Ziemi dwóch scenariuszach - spalenia wszystkich paliw kopalnych (RCP8.5) oraz ograniczenia emisji a wraz z tym wzrostu temperatury do 2°C (RCP2.6). Meinshausen 2011.

Patrząc na rysunek 3, można powiedzieć, że istnieje wielki stopień niepewności co do przyszłej zmiany klimatu. Jednak główna niepewność związana jest z tym, co zrobi ludzkość. Jeśli zdecydujemy się dalej spalać coraz więcej paliw kopalnych, podążając czerwoną linią, to do 2300 roku temperatura wzrośnie prawdopodobnie o około 8°C. Owszem, możemy mieć szczęście – być może czułość klimatu okaże się mniejsza i wzrost temperatury wyniesie tylko 6°C. Ale może się okazać, że mylimy się w drugą stronę, a średnia temperatura powierzchni Ziemi wzrośnie o nawet 10°C (tu warto przypomnieć, że wykres uwzględnia wpływ samego dwutlenku węgla, bez innych gazów cieplarnianych). O najnowszych badaniach czułości klimatu przeczytasz w artykule Czułość klimatu - znamy ją coraz dokładniej!

W scenariuszu emisji RCP2.6 („niebieskim”), nawet gdyby czułość klimatu okazała się najwyższa z możliwych, wzrost średniej temperatury powierzchni Ziemi w 2300 roku i tak nie przekroczyłby 1,7°C.

Fakt: Niepewność co do przyszłej zmiany klimatu wynika głównie z trudności przewidzenia wielkości przyszłych emisji.

Trzeba tu podkreślić jeszcze jedną rzecz: skala zmiany klimatu w odpowiedzi na emisje dwutlenku węgla praktycznie nie zależy od tempa emisji, lecz od tego, ile w sumie go wyemitujemy do atmosfery. Jeśli więc spalimy wszystkie paliwa kopalne, ale o połowę wolniej lub w tempie dwukrotnie szybszym, to finalnie wzrost temperatury powierzchni Ziemi będzie taki sam. Dlatego, jeśli chcielibyśmy ograniczyć wzrost średniej temperatury powierzchni Ziemi do 1,5-2°C względem epoki przedprzemysłowej, możemy wyemitować jeszcze nieco ponad 300 GtCO2, co przekłada się na konieczność ścięcia emisji o połowę w ciągu dekady i do zera kilkanaście lat później (IPCC, 2018). Więcej na temat budżetu węglowego przeczytasz w artykule Ograniczamy ocieplenie - jak szybko trzeba działać?

Fakt: Dla zatrzymania zmiany klimatu nie wystarczy ograniczenie emisji CO2 o 20%, 50% czy nawet 90%. Konieczne jest ich zaprzestanie.

Scenariusz „Porozumienia Paryskiego”

Ponieważ bardzo długo zwlekaliśmy z działaniami na rzecz ochrony klimatu, podjęcie nawet najbardziej ambitnych działań („niebieski” scenariusz z rys. 3) nie zapobiegnie poważnym konsekwencjom zmiany klimatu.

Średnia temperatura powierzchni Ziemi wyższa 1,5-2°C względem okresu przedprzemysłowego to warunki wykraczające poza najcieplejsze okres w cyklu epok lodowych ostatnich ponad 2 mln lat.

Zdjęcie: upał w Łodzi, widoczna zalana słońcem ulica, stare kamienice

Rysunek 4: Upał w Łodzi, czerwiec 2020. Zdjęcie: A. Kardaś

Fale upałów

W ciągu ostatnich stu lat świat już doświadczył wzrostu temperatury o ponad 1°C, czego konsekwencją są coraz bardziej uciążliwe fale upałów. Fala upałów z lata 2003 roku, która doprowadziła do śmierci 70 000 Europejczyków, była zdarzeniem, które w stabilnym klimacie pojawiałoby się statystycznie raz na 740 lat (Bank Światowy, 2013). Przy wzroście temperatury o 2°C takie ekstrema będą zdarzać się w Europie Zachodniej w co piątym miesiącu letnim, a w krajach tropikalnych w co drugim. Na Bliskim Wschodzie i w Afryce temperatury podczas najcieplejszych dni wzrosną z obecnych 43°C do 46°C, co może uczynić niektóre rejony niezdatnymi do zamieszkania.

Zmiany opadów i dostęp do wody

Już dziś musimy się mierzyć z coraz większym zagrożeniem suszą, także w Polsce. W świecie cieplejszym o 2°C w wyniku przesuwania się stref klimatycznych i związanych z tym zmian w opadach, połączonych z szybszym parowaniem w wyższej temperaturze, poważne niedobory wody zagrożą co najmniej 8% ludzkości. W rejonie Morza Śródziemnego spadek ilości dostępnej wody sięgnie 17% (Schleussner i in., 2016). W Europie Środkowej, choć suma rocznych opadów nie zmieni się znacząco, to zmianie ulegnie rozkład opadu w ciągu roku – zimą będzie padać więcej, latem zaś mniej, co w połączeniu z wyższymi temperaturami oraz zimowymi opadami deszczu zamiast śniegu (skuteczniej uzupełniającego zasoby wód gruntowych na sezon wegetacyjny) będzie prowadzić do częstszych susz, przeplatanych ulewami.

Lodowce

Powierzchnia lodowców w Alpach spadnie o ponad połowę, przy czym w Niemczech znikną prawie zupełnie (Zemp i in., 2006). O ile w Europie będzie to miało konsekwencje głównie turystyczno-biznesowo-krajobrazowe, to w Andach i górach Azji zanik lodowców doprowadzi do okresowego wysychania rzek. Prognozuje się, że w scenariuszu ograniczenia wzrostu temperatury do 1,5-2°C lodowce górskie Azji do 2100 roku stracą 30-40% swojej masy (Cogley, 2017).

Zdjęcie: rzeka Bhagirathi wypływająca spod płata brudnego lodu, wokół górski krajobraz

Rysunek 5: Rzeka Bhagirathi, dopływ Gangesu, wypływająca spod fragmentu „martwego lodu” (oderwany od lodowca płat lodu, który już nie płynie) poniżej lodowca Gangotri. Zdjęcie Łukasza Pawlika (licencja CC BY 3.0) udostępnił serwis Imaggeo.

Lód morski w Arktyce

Temperatura Arktyki rośnie dwukrotnie szybciej od średniej globalnej, zaś powierzchnia lodu morskiego gwałtownie spada. Przy wzroście średniej globalnej temperatury o 1,5-2°C możemy spodziewać się, że Ocean Arktyczny przez kilka miesięcy w roku będzie wolny od lodu. Stopienie lodu i śniegu odbijających promieniowanie słoneczne powiększy ilość pochłanianej przez naszą planetę energii i przyspieszy ocieplanie się klimatu (czytaj więcej w tekście Arktyczne wzmocnienie), zaburzając też wzorce pogodowe w naszym rejonie świata.

Lądolody i wzrost światowego poziomu morza

Ocieplanie się klimatu przyczynia się do wzrostu światowego poziomu morza na dwa sposoby: poprzez rozszerzalność termiczną wody oraz przez topnienie lądolodów i lodowców, z których woda spływa do oceanów. W długim horyzoncie czasowym dla tego, jak bardzo wzrośnie poziom morza największe znaczenie będzie miało topnienie lądolodów Grenlandii i Antarktydy.

W scenariuszu ocieplenia o 1,5-2°C do 2100 roku prognozowany jest wzrost poziomu morza o ok. pół metra, a w kolejnym stuleciu o ok. metr (Kopp i in., 2017). Docelowo, przy długotrwałym utrzymywaniu się temperatury na takim poziomie (co odpowiadałoby warunkom panującym podczas ciepłego interglacjału 400 000 lat temu) stopniałaby większość lądolodu Grenlandii oraz część lądolodu Antarktydy, szczególnie Zachodniej. W rezultacie światowy poziom morza podniósł by się o 6-13 m (Dutton i in., 2015).

djęcie lotnicze lodowca Nobile, widać jęzor lodowca spływający pomiędzy górami do morza, oraz płaty lodu o różnych rozmiarach i grubościach (im dalej od wybrzeża, tym mniejsze i cieńsze).

Rysunek 6: Zdjęcie lotnicze lodowca Nobile, na Półwyspie Antarktycznym. Lód spływa z głębi lądu, styka się z wodą morską. Powstaje półka lodowa (lodowiec szelfowy), czyli płat lodu podmyty przez wodę i oderwany od dna morskiego. Od półki stopniowo odłamują się kolejne góry lodowe. Na zdjęciu widać także przylegający do półki lodowej płat cienkiego lodu morskiego. Zdjęcie wykonane podczas kampanii NASA Ice Bridge w grudniu 2017. Autor: Nathan Kurtz, NASA (źródło: NASA Ice, licencja CC BY 2.0).

Produkcja żywności

Wzrost temperatury, susze i zmiany wzorców pogodowych będą mieć poważne następstwa dla światowej produkcji żywności. Każdy stopień wzrostu temperatury oznacza redukcję globalnych plonów pszenicy o 6%, ryżu i soi o 3%, a kukurydzy o 7% (Zhao i in. 2017). Produkcja rolna w niektórych rejonach może wzrosnąć, jednak rolnictwo w innych zostanie poważnie dotknięte - na przykład w Afryce Zachodniej już przy ociepleniu o 1,5°C prognozowany jest spadek plonów pszenicy o 25%, przy ociepleniu o 2°C aż o 42% (Schleussner i in., 2016). Ucierpi też rybołówstwo - szacuje się, że na każdy stopień ocieplenia połowy ryb - obecnie wynoszące ok. 82 mln ton - spadną o co najmniej 3 mln ton, i to bez uwzględnienia załamania ekosystemów morskich, zakwaszania oceanów i przełowienia (Cheung i in., 2016).

Rafy koralowe

Proces degradacji raf koralowych zachodzi na całym świecie. Od 1995 roku Wielka Rafa Koralowa straciła ponad połowę koralowców (Dietzel i in., 2020). W scenariuszu ocieplenia o 1,5°C w drugiej połowie stulecia poważną degradacją w wyniku morskich fal upałów oraz zakwaszania wód oceanicznych zagrożonych będzie 90% raf koralowych. Przy ociepleniu o 2°C odsetek ten wzrośnie do 98%. W praktyce oznacza to ich wymarcie jako ekosystemu.

Wymieranie gatunków

W miarę ocieplania klimatu znikać będą ekosystemy. W świecie cieplejszym o 2°C do końca stulecia wymrzeć może 25% z 80 000 monitorowanych gatunków zwierząt i roślin (wymieranie obejmie oczywiście także gatunki spoza listy monitorowanych) (Warren i in., 2018). Patrz też Nagłe załamywanie się ekosystemów - kiedy nastąpi?.

 Zdjęcie: pożar lasu w Kanadzie. Widać czarne kikuty drzew, podświetlone pomarańczowym ogniem.

Rysunek 7: Pożar lasu w Kanadzie, 2.07.2017. Zdjęcie: Stefana Doerra zaczerpnięte z imaggeo.egu.eu) (licencja CC BY-ND 2.0).

Pożary, huragany, powodzie, choroby tropikalne, i inne

Wraz z przesuwaniem się stref klimatycznych rośnie zagrożenie pożarowe, dotykając wielu rejonów świata: tajgi na dalekiej północy, Amazonii, Australii czy Kalifornii (także w 2020) Rośnie zagrożenie cyklonami tropikalnymi (Huragany - skąd się biorą, jak sieją zniszczenie i jak wpływa na nie zmiana klimatu?, Coraz silniejsze huragany, rekordowa liczba huraganów w 2020 r.), rośnie zagrożenie powodziowe i postępuje ekspansja chorób tropikalnych (Nadchodzą choroby tropikalne, Wirusy, bakterie i spółka - choroby w cieplejszym świecie). Narastają inne problemy zdrowotne wynikające ze zmiany klimatu (Zmiana klimatu wpłynie na zdrowie przyszłych pokoleń, Zmiana klimatu niepokoi lekarzy, Kleszcze, patogeny i klimat). Postępuje zakwaszanie i odtlenianie oceanów, szkodząc mieszkającym tam istotom (patrz też. Ocieplenie oceanów - co oznacza i czym się może skończyć?, Globalne ocieplenie, prądy morskie i życie w oceanach).

To już się dzieje i w miarę postępowania zmiany klimatu będzie się nasilać.

Ryzyko przekroczenia punktów krytycznych

W systemie klimatycznym wstępuje wiele punktów krytycznych, po przekroczeniu których dochodzi do głębokiej i trwałej zmiany tego, co w stabilnym klimacie holocenu uważaliśmy za „niezmienne elementy krajobrazu”. Na przykład Arktyka może być wolna od lodu pływającego przez cały rok, lądolód Grenlandii może wejść na drogę do kompletnego rozpadu (być może już to nastąpiło), las deszczowy Amazonii może zostać zastąpiony przez sawannę, może też dojść do destabilizacji wieloletniej (kiedyś nazywanej „wieczną”) zmarzliny czy zaniku cyrkulacji termohalinowej w oceanach. Przewidzenie, jak duża zmiana klimatu spowoduje przekroczenie określonego punktu krytycznego jest niezmiernie trudne, jednak wraz z przekroczeniem ocieplenia o 2°C prawdopodobieństwo przekroczenia kolejnych punktów krytycznych szybko rośnie.

Wykres: Zmiany średniej temperatury powierzchni Ziemi (historia i prognozy) oraz prawdopodobieństwo przekroczenia punktów krytycznych.

Rysunek 8: Zmiany średniej temperatury powierzchni Ziemi od ostatniego maksimum epoki lodowcowej przez Holocen (pomiary na podst. proksy – linia niebieska) do czasów obecnych (pomiary instrumentalne HadCRUT – linia czarna) oraz różnymi scenariuszami przyszłej zmiany klimatu. Prostokąty obrazują progi przekraczania punktów krytycznych ziemskiego systemu klimatycznego – kolor żółty oznacza „możliwe”, kolor czerwony „pewne” (Schellnhuber, Rahmstorf i Winkelmann, 2016).

Fakt: w miarę postępowania ocieplenia będą przekraczane kolejne punkty krytyczne. Niektóre, jak prawie całkowita zagłada tropikalnych raf koralowych lub rozpad lądolodu Grenlandii być może zostały już przekroczone.

Międzyrządowy Panel ds. Zmiany Klimatu rozpoczął analizę punktów krytycznych ziemskiego systemu klimatycznego już dwadzieścia lat temu. W tamtym czasie uważano, że wielkoskalowe zaburzenia klimatu i przekroczenie punktów krytycznych stają się prawdopodobne dopiero przy ociepleniu przekraczającym 5°C. Jednak w miarę zbierania kolejnych obserwacji, i postępów w rozumieniu działania ziemskiego systemu klimatycznego okazywało się, że punkty krytyczne z reguły będą przekraczane przy mniejszym wzroście temperatury, niż wydawało się wcześniej. Stopniowo granica tego co możemy uważać za niebezpieczną zmianę klimatu była obniżana, w specjalnym raporcie z września 2018 roku już do poziomu w granicach 1,5-2°C.

Rysunek 9: Zmiany oszacowań zagrożenia nagłymi i nieodwracalnymi zmianami w ziemskim systemie klimatycznym w kolejnych raportach IPCC. Źródło: Lenton i in. (2019)

Czytaj więcej w artykule Ziemskie progi bezpieczeństwa.

Scenariusz „Biznes-jak-zwykle”: wzrost temperatury o 4°C do 2100

W scenariuszu „Biznes-jak-zwykle” („czerwony” scenariusz z rys. 3) do końca stulecia temperatura rośnie o ok. 4°C względem poziomu przedprzemysłowego. Ponieważ dla ocieplenia powodowanego głównie przez wzrost zawartości CO2 w atmosferze liczą się nie tyle emisje chwilowe co suma emisji (patrz Ograniczamy ocieplenie - jak szybko trzeba działać?), więc spowolnienie tempa spalania paliw kopalnych, przy zachowaniu sumarycznej ilości spalonych paliw oznaczałoby osiągnięcie takiego wzrostu temperatury nie do 2100 roku, lecz trochę później. Konsekwencje takiego wzrostu będą znacznie poważniejsze niż dla ograniczenia zmiany klimatu do poziomu uzgodnionego w Porozumieniu Paryskim.

Ostatni raz średnia temperatura powierzchni Ziemi była na takim poziomie ok. 15 mln lat temu, w miocenie. Poziom morza był wtedy wyższy o ok. 40 metrów, a na Antarktydzie i Grenlandii rosły lasy (Foster i Rohling, 2013).

Fale upałów

Jeśli wzrost średniej temperatury powierzchni Ziemi wyniesie 4°C, zabójcze fale upałów będą występować co roku na 85% terenów lądowych (Bank Światowy, 2013). Trzy czwarte ludzkości będzie doświadczać potencjalnie śmiertelnych temperatur przez 20 lub więcej dni w roku. Tereny na Bliskim Wschodzie i w Afryce Północnej, zamieszkane obecnie przez setki milionów ludzi, doświadczą wzrostu letnich temperatur o ponad 5°C, co uczyni je niezdatnymi do zamieszkania i doprowadzi do masowych migracji (Lelieveld i in., 2016).

Szacowane średnie dzienne maksymalne temperatury wilgotnego termometru podczas najcieplejszego miesiąca w roku pod koniec XX wieku oraz w scenariuszu Biznes-jak-zwykle pod koniec XXI wieku]

Rysunek 10: Szacowane średnie dzienne maksymalne temperatury wilgotnego termometru podczas najcieplejszego miesiąca w roku w scenariuszu Biznes-jak-zwykle. Temperatury mokrego termometru przekraczające 35 stopni są fizycznie zabójcze dla ludzi i innych zwierząt stałocieplnych. Źródło Climat Change – a Risk Assessment, 2015. Czytaj więcej w Kilka stopni, które „robi różnicę”.

Zmiany opadów i dostęp do wody

Narażona na susze będzie duża część terenów w średnich szerokościach geograficznych, będących spichlerzem świata. W szczególnie niekorzystnym położeniu będzie rejon Morza Śródziemnego, w tym południowa Europa, gdzie wzrostowi temperatur towarzyszyć będzie spadek opadów. Poważne susze będą występować też na Bliskim Wschodzie, najgęściej zamieszkałych rejonach Australii, Afryki i Ameryki Południowej, a także na terenach rolniczych Stanów Zjednoczonych i Chin (Dai 2012).

apy potencjalnego zagrożenia suszami, początek i koniec XXI wieku.

Rysunek 11: Mapy przedstawiają potencjalne zagrożenie suszami wyrażone samokalibrującym wskaźnikiem Palmera sc-PDSI w scenariuszu wysokich emisji gazów cieplarnianych. Wartości PDSI poniżej –4 oznaczają zagrożenie skrajną suszą. Górna mapa przedstawia sytuację obecną, dolna mapa sytuację prognozowaną pod koniec stulecia w scenariuszu wysokich emisji, przy ociepleniu o ok. 4°C. Stopień zagrożenia poważną suszą regionów oznaczonych na niebiesko lub zielono jest niewielki. Dai 2012.

Lodowce

W rejonach, w których dominują niewielkie lodowce, takich jak Alpy, Pireneje. Kaukaz, Skandynawia, tropikalne Andy, Meksyk, Wschodnia Afryka czy Indonezja, stracą one ponad 80% swojej obecnej masy (IPCC, 2019). Nawet lodowce w Himalajach stracą ok. 2/3 swojej masy (The Hindu Kush Himalaya Assessment, 2019, Cogley, 2017, patrz też rys. w Odtajnione zdjęcia szpiegowskie i lodowce w Himalajach). To do 2100 roku – dłuższe utrzymywanie się takich temperatur doprowadzi do prawie całkowitego zniknięcia lodu poza Antarktydą.

Lód morski w Arktyce

W świecie cieplejszym o 4°C Arktyka będzie wolna od lodu przez większą część roku. Zwiększone pochłanianie energii słonecznej spowoduje dalsze nagrzewanie się planety. Wzrost temperatury na dalekiej północy będzie prowadzić do wyzwalania metanu i dwutlenku węgla z wiecznej zmarzliny i klatratów na dnie Oceanu Arktycznego, , co będzie nasilać zmianę klimatu.

Lądolody i wzrost światowego poziomu morza

Lądolód Grenlandii będzie zanikał wskutek postępującego topnienia. Podobnie lądolód Antarktydy Zachodniej, zagrożona będzie też duża część lądolodu Antarktydy Wschodniej. Oczywiście lądolody nie stopnieją do 2100 roku, ale kiedy proces ich destabilizacji już się rozpocznie, będzie postępował coraz szybciej (patrz Rozpad lądolodu Antarktydy Zachodniej nieunikniony). Spowoduje to podniesienie światowego poziomu morza o kilkadziesiąt metrów. Aktualne opracowania podają prognozy wzrostu średniego światowego poziomu morza w scenariuszu „Biznes-jak-zwykle” (RCP 8.5) do 2100 roku na 1,5–2 metrów, nie wykluczając też wzrostu o 2,5, a nawet 3 metry (NOAA, 2017). W następnym stuleciu oczekiwane tempo wzrostu poziomu morza, o ile szybko nie ograniczymy emisji gazów cieplarnianych, będzie jeszcze większe. Mediana prognoz wzrostu średniego światowego poziomu morza, uwzględniających niestabilność lądolodów Antarktydy i Grenlandii w scenariuszu RCP8.5 dla 2200 roku wynosi ponad 7 metrów (Kopp i in., 2017).

Wykresy prognozowany wzrost poziomu morza, zależnie od scenariusza emisji.

Rysunek 12: Mediana prognozowanego wzrostu średniego światowego poziomu morza od 2000 roku do 2050, 2100 i 2200 r. przy uwzględnieniu rozpadu lądolodów Antarktydy i Grenlandii w dwóch skrajnych scenariuszach emisji i zmiany klimatu (odpowiadających odpowiednio niebieskiej i czerwonej linii na rys. 2 i 3. Kopp i in., 2017.

Doprowadzi to do zatopienia znaczącej części wszystkich miast nadbrzeżnych i innych nisko położonych terenów, w tym delt rzek takich jak Nil czy Ganges i Brahmaputra, w rezultacie zmuszając setki milionów ludzi do opuszczenia miejsca zamieszkania.

Mapa: fragment polskiego wybrzeża z naniesionym zasięgiem morza po wzroście jego poziomu o 4m. Zalane Żuławy Wiślane i inne obszary.

Rysunek 13: Mapa pokazująca zmiany linii brzegowej na Pomorzu Gdańskim przy poziomie morza wyższym o 4 metry. Wzrost poziomu morza o 2–3 m wraz z wezbraniem sztormowym (w Polsce do 1,5-2 m) mogą doprowadzić do takiej sytuacji już w następnym stuleciu. Źródło.

Zalanie miast, delt rzek i innych nisko położnych terenów zamieszkałych często nie będzie przebiegać łagodnie, z powolnym wzrostem poziomu wody o kilka centymetrów rocznie, lecz w katastrofach, kiedy przy niesprzyjających warunkach pogodowych fala sztormowa będzie przełamywać wały i zalewać miasta leżące kilka-kilkanaście metrów poniżej poziomu morza.

Produkcja żywności

Wiele regionów świata doświadczy spadku produkcji rolnej, poważnie zagrażającego bezpieczeństwu żywnościowemu. Nisko położone rejony tropikalne zrobią się tak ciepłe, że praca w polu przez większą stanie się niemożliwa. Na północ i południe od wilgotnej i gorącej strefy tropikalnej będzie ciągnąć się pas pustyń, obejmując nawet południową Europę. Tereny położone w wyższych szerokościach geograficznych będą miały warunki termiczne bardziej sprzyjające produkcji żywności, jednak ze względu na ich niewielką powierzchnię, krótki sezon wegetacyjny oraz słabe z punktu widzenia rolnictwa gleby (gleby tundry i tajgi mają niewielką miąższość, są kwaśne i ubogie w składniki odżywcze) nie będą one w stanie zastąpić utraconych terenów rolnych. W rezultacie spadnie nie tylko globalna produkcja żywności, ale też najbardziej dotknięci zostaną mieszkańcy ubogich krajów Globalnego Południa, które już teraz mają poważny problem z dostępem do żywności.

Więcej w Nawożenie roślin CO2 jest OK. Są jednak „ale”. Liczne „ale”, Mit: Im więcej CO2, tym lepiej dla roślin.

Zakwaszanie oceanów

Wody mórz i oceanów, pochłaniając z atmosfery emitowany przez nas dwutlenek węgla będą się zakwaszać, do poziomu nie notowanego przez ostatnie 300 mln lat. Zakwaszenie oceanów ma poważne konsekwencje dla szeregu organizmów budujących zewnętrzne wapienne szkielety i muszle. W normalnych warunkach kalcyt i aragonit (odmiany węglanu wapnia) są stabilne w wodach powierzchniowych, ponieważ jony węglanowe stanowią w wodzie morskiej roztwór przesycony i jest ich więcej, niż może się rozpuścić. Korzystają z tego organizmy morskie, wykorzystując je do budowy swoich pancerzy i skorup. Gdy wskaźnik pH otoczenia spada, obniża się również koncentracja tych jonów. Gdy spada ona poniżej stężenia roztworu nasyconego (Ω<1; roztwór nienasycony), struktury zbudowane z węglanu wapnia zamiast wzrastać, stają się podatne na rozpuszczenie w wodzie.

Mapy:  Nasycenie wód powierzchniowych aragonitem w różnych rejonach świata w 2100 roku w scenariuszu RCP8.5

Rysunek 14: Nasycenie wód powierzchniowych aragonitem w różnych rejonach świata w 2100 roku w scenariuszu RCP8.5. Poziom poniżej 1 oznacza roztwór nienasycony. 5. Raport IPCC, 2013

Spadek możliwości budowania muszli i szkielecików dotknie wiele organizmów stanowiących podstawę ekosystemu raf koralowych i łańcucha pokarmowego w oceanach, w tym m.in. koralowców, skorupiaków, małży, kokolitoforów, otwornic i szkarłupni oraz dużą część gatunków planktonowych, w tym fotosyntetyzujacych.

Rafy koralowe

Znikną.

Wymieranie gatunków

W świecie cieplejszym o 4°C do końca stulecia wymrzeć może połowa z 80 000 monitorowanych gatunków zwierząt i roślin żyjących w najbogatszych w gatunki i najcenniejszych obszarach, takich jak Amazonia lub wyspy Galapagos (w pierwszym przybliżeniu można przyjąć, że wymrze też zbliżony odsetek wszystkich gatunków, a nie tylko monitorowanych). Zniknięcie tak wielu gatunków wywoła kaskadowe zmiany w zachowaniu owadów i innych zwierząt, wpływając na całość ekosystemów. Ocieplanie się powierzchniowych warstw oceanów będzie prowadzić do spadku ich natlenienia i osłabienia mieszania się ich z bogatymi w składniki odżywcze chłodnymi wodami głębinowymi, powodowanego nasiloną stratyfikacją wód, co doprowadzi do masowego wymierania w oceanach.

Pożary, huragany, powodzie, choroby tropikalne, i inne

Względem opisu z „niebieskiego scenariusza” najprostsze co można powiedzieć, to „problemy te będą się nasilać”. Nie oddaje to jednak powagi sytuacji. Zarówno ekosystemy jak i nasza infrastruktura funkcjonowały w pewnym zakresie zmienności klimatu/pogody. Wraz z wyjściem klimatu poza tą normę, znajdują się pod coraz większą presją: gdy zdarzenia sporadyczne, jak np. powódź, susza czy pożar „tysiąclecia”, przekraczające progi odporności, występują 10-krotnie częściej, jest to problematyczne, ale nie katastrofalne. Gdy stają się normą – ekosystem ulega destabilizacji (na przykład Amazonia stepowieje), a infrastrukturę trzeba przebudowywać na zupełnie inne warunki, a w skrajnej sytuacji ją opuścić (np. miasto nadbrzeżne niszczone po raz kolejny przez huragan czy tereny rolnicze przestające nadawać się do użytkowania).

 Zdjęcie: zniszczenia po przejściu huraganu, na trawniku i drodze między domami widać strzępy oderwanego, blaszanego dachu, nad jego usunięciem pracuje dwóch żołnierzy i spychacz.

Rysunek 15: Zniszczenia po przejściu huraganu Laura, Luizjana, 2020. Zdjęcie: Josiah Pugh, Gwardia Narodowa USA (źródło).

Masowe migracje: Można powiedzieć, że migracje klimatyczne już się zaczęły Raport: Globalnie ocieplenie a rewolucja w Syrii. Jednak to, z czym mieliśmy dotychczas do czynienia, blednie w zestawieniu z tym, do czego możemy doprowadzić. Wielu ludziom wciąż wydaje się, że poważne konsekwencje zmiany klimatu nie będą miały miejsca za ich życia. Tymczasem to, co kiedyś było odległą abstrakcją gwałtownie przybliża się w czasie. Fizycznie zabójcze dla zwierząt stałocieplnych temperatury będą obejmować coraz większe obszary (patrz Mokry termometr a nasze przetrwanie, Kilka stopni, które „robi różnicę”, Nizina Chińska niezdatna do życia pod koniec stulecia?). W scenariuszu Biznes-jak-zwykle (RCP8.5) w przeciągu 50 lat tereny o średniej rocznej temperaturze przekraczającej 29°C (dotychczas panującej jedynie na niewielkich, niezamieszkałych obszarach Sahary), rozszerzą się na obszar zamieszkały przez 3,5 mld ludzi.

Ocieplenie przekraczające 4°C, długoterminowo

Większość analiz dotyczących zmiany klimatu ogranicza się do perspektywy 2100 roku. W rzeczywistości zmiana klimatu będzie postępować też w kolejnych stuleciach, prowadząc do jeszcze większego ocieplenia, nawet rzędu 10 lub więcej stopni.

Warto przypomnieć, że 4-6 stopni to różnica temperatury dzieląca znany nam świat od tego z maksimum epoki lodowej, tylko tym razem w drugą stronę, w 100-krotnie krótszej skali czasowej i w rzeczywistości, w której jesteśmy uzależnieni od trudnej do przenoszenia infrastruktury, a świat podzielony jest granicami państwowymi.

Szacowane średnie dzienne maksymalne temperatury wilgotnego termometru podczas najcieplejszego miesiąca w roku w scenariuszu Biznes-jak-zwykle w 2200 r.

Rysunek 16: Jak rysunek 10, ale przy wzroście średniej globalnej temperatury o 7,7°C. Na terenach zaznaczonych na czerwono, brązowo i fioletowo temperatury mokrego termometru przekraczają 35 stopni i są fizycznie zabójcze dla ludzi i innych zwierząt stałocieplnych. Źródło Climat Change – a Risk Assessment, 2015. Czytaj więcej w Kilka stopni, które „robi różnicę”.

To świat, w którym nie będzie na Ziemi lądolodów, co w Polsce oznacza linię brzegową Bałtyku w okolicy Płocka i Zielonej Góry (tak, jak napisaliśmy w części dotyczącej ocieplenia o 4°C, skala czasowa tego procesu jest rzędu 1000 lat).

To świat ze stężeniem CO2 w atmosferze na poziomie poważnie degradującym nasze zdolności rozumowania (Homo sapiens w świecie wysokich stężeń CO2), migracje liczone w miliardach ludzi i załamanie się porządku światowego.

Zmiana klimatu w takiej skali i szybkości doprowadzi do napięć gospodarczych, społecznych i geopolitycznych, głęboko zmieniających nasz świat i praktycznie uniemożliwiających przewidzenie tego, co się wydarzy. Można spodziewać się, że niedobory wody, fale upałów i kryzysy żywnościowe będą nakładać się na siebie i przeplatać z innymi napięciami. W swoim raporcie z 2013 roku Bank Światowy konkluduje (Bank Światowy, 2013):

Fakt: Nie ma pewności, że adaptacja do świata cieplejszego o 4°C jest możliwa… do takiego ocieplenia po prostu nie możemy dopuścić.

Niebezpieczna przyszłość

Porównajmy obecną, antropogeniczną zmianę klimatu ze zmianami klimatu w przeszłości Ziemi. Na znajdujący się niżej wykres zmiany średniej temperatury powierzchni Ziemi od czasu maksimum ostatniej epoki lodowej (ok. 20 tys. p.n.e.) nałożyliśmy zmiany temperatury według prognozy scenariusza RCP8.5 z rys. 3.

Wykres: Zmiany średniej temperatury od maksimum epoki lodowej, widać wzrost do ok. 8000 p.n.e., następnie stabilizację, delikatny spadek od ok. 3000  p.n.e. i gwałtowny wzrost po rewolucji przemysłowej.

Rysunek 17: Zmiany średniej temperatury globalnej w ostatnich 22 000 latach względem okresu 1961–1990 wraz z przedłużeniem do 2300 roku w oparciu o scenariusz RCP8.5. Dane historyczne Shakun 2012 (z temperaturą przeskalowaną do poziomu w maksimum epoki lodowej zgodnego z aktualnymi badaniami), Marcott 2013; prognoza scenariusza RCP8.5 zgodnie z modelami CMIP6.

Nasz wpływ dalece wykracza poza naturalną zmienność klimatu.

Ziemia epoki lodowej była inną planetą: gdzie indziej były strefy klimatyczne, pustynie i linia brzegowa. To był świat różniący się od znanego nam świata holocenu o 4-6°C; w scenariuszu RCP8.5 zmiana temperatury będzie 2-krotnie większa. Jesteśmy jednak dostosowani do obecnego klimatu, stabilnego od ponad 10 tys. lat, zarówno naszym miejscem zamieszkania, jak i infrastrukturą. Z tego powodu zmiany stanowią problem – tym większy, im są większe i szybsze.

W scenariuszu wzrostu temperatury globalnej pokazanym na rysunku 17. destabilizujemy klimat naszej planety w skali i tempie bez precedensu w znanej nam geologicznej historii Ziemi, odtwarzając przy tym jakościowo zdarzenia wiązane z epizodami wielkich wymierań.

Tutaj można by opisać zdarzenia, które miały wtedy miejsce, oraz jak może to wyglądać tym razem. Osoby o mocnych nerwach znajdą te opisy w artykułach Klimat dawnych epok: Wielkie wymierania oraz Klimat przyszłości: wyprawa w nieznane.

To rzeczywistość tak odległa od tego, co widzimy za oknem, że aż wydaje się nierealna. Czy w ogóle możliwa? Cóż, do podobnych zdarzeń dochodziło już w przeszłości, a jeśli coś miało już miejsce, to oznacza to, że jest możliwe.

Co będzie dalej? Z naukowego punktu widzenia na pewno będzie ciekawie. W słynnej pracy naukowej z 1957 roku, w której na podstawie badań izotopowych jednoznacznie pokazano, że dwutlenku węgla w atmosferze przybywa wskutek spalania paliw kopalnych, jej autorzy Roger Revelle i Hans Suess pisali:

I tak ludzkość prowadzi teraz jedyny w swoim rodzaju eksperyment geofizyczny, który nie wydarzył się nigdy w przeszłości, ani nie będzie mógł być w przyszłości powtórzony. W ciągu kilku stuleci zwracamy atmosferze i oceanowi węgiel odłożony przez naturę w skałach osadowych w procesie, który trwał setki milionów lat.

Marcin Popkiewicz, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon Malinowski

Opublikowano: 2021-06-28 08:01
Tagi

skutki zmiany klimatu

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