Mit: Nauka nie jest pewna w kwestii zmian klimatu

Sceptycy lubią powtarzać, że „nie ma wcale pewności” co do istnienia globalnego ocieplenia. Ich zdaniem oznacza to, że wciąż pozostają różne niepewności i z tego powodu podejmowanie działań mających na celu ograniczanie emisji gazów cieplarnianych jest przedwczesne. Rozumowanie takie zdradza fundamentalne niezrozumienie istoty badań naukowych.

Po pierwsze, zakłada, że w nauce wszystko jest jasne, albo coś wiemy, albo nie wiemy, a dopóki nie przekroczymy linii absolutnej pewności, możemy przyjąć, że nic nie wiemy. Tymczasem, integralną naturą badań naukowych jest brak stuprocentowej pewności. Po drugie, zakłada, że słabsze zrozumienie pewnych zagadnień unieważnia głębokie zrozumienie innych. W żadnym przypadku tak nie jest.

Aby właściwie odpowiedzieć na pytanie o pewność naukową, potrzebne jest zrozumienie tego, jak działa nauka. W naukach przyrodniczych (ang. science) nie chodzi o poszukiwanie absolutnego, ostatecznego dowodu. Nigdy nie osiągamy 100% pewności, będącej domeną matematyki i logiki. W badaniach przyrodniczych chodzi o pogłębianie naszego zrozumienia i zawężanie zakresu niepewności. Naukowcy są w stanie opisać poszczególne zagadnienia z różnym poziomem pewności.

W przypadku badań klimatu przykładem mechanizmu, co do którego nauka nie ma całkowitej pewności, jest wpływ aerozoli atmosferycznych na zmiany temperatury powierzchni. Zawiesina aerozolu w pierwszym rzędzie wpływa na obniżenie temperatury powierzchni Ziemi wskutek odbijania promieniowania słonecznego. Jednak cząstki aerozolu są też jądrami kondensacji pary wodnej, wpływającymi na powstawanie chmur, które oddziałują także z promieniowaniem w zakresie podczerwieni. Co więcej, procesy zderzeń kropelek i opadów przetwarzają i usuwają z atmosfery cząstki aerozolu. To wszystko sprawia, że trudno uchwycić i precyzyjnie obliczyć siłę wpływu aerozoli na zmiany klimatu.

Wiele zjawisk nauka zna już bardzo dobrze. Wiemy, że to ludzie powodują wzrost stężenia dwutlenku węgla w atmosferze. Ilość emitowanego przez nas CO₂ można precyzyjnie określić, korzystając z międzynarodowych baz statystyk energetycznych (CDIAC). Możemy to też sprawdzić z pomocą pomiarów izotopów węgla w atmosferze (np. Ghosh i inni, 2003). Dodatkowo potwierdza to obserwowany spadek ilości tlenu w atmosferze, związany ze spalaniem przez nas paliw kopalnych (np. Manning 2006, ScrippsO2). Mamy wiele niezależnych dowodów empirycznych, że za ostatni wzrost koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze odpowiada spalanie paliw kopalnych.

Mamy też bardzo mocne dowody na związek wzrostu zawartości energii w ziemskim układzie klimatycznym ze wzrostem koncentracji dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych w atmosferze. Efekt ten nazywamy wymuszaniem radiacyjnym, a więc zaburzeniem w bilansie energetycznym planety. Wykorzystując wiedzę o transferze energii w atmosferze możemy dość dokładnie obliczyć, jak wiele energii jest absorbowane i emitowane w każdej z częstotliwości widma promieniowania. Rezultaty obliczeń możemy następnie porównać z prowadzonymi przez satelity bezpośrednimi pomiarami widma opuszczającego Ziemię promieniowania podczerwonego. Jak widać na Rysunku 1 (za Chen i inni, 2007), obserwacje wzrostu natężenia efektu cieplarnianego (linia czarna) są zgodne z przewidywaniami teoretycznymi (linia czerwona). Wyniki te można dodatkowo zweryfikować z pomocą pomiarów promieniowania podczerwonego wracającego z atmosfery do powierzchni Ziemi (np. Evans 2006). To przykłady licznych niezależnych obserwacji, dzięki którym z dużą pewnością możemy mówić o wzmocnieniu efektu cieplarnianego.

Nauka ma więc mniej dokładną wiedzę o wymuszaniu radiacyjnym aerozoli, a dokładniejszą o wymuszaniu radiacyjnym gazów cieplarnianych. Graficznie można przedstawić to tak jak na Rysunku 2. Zaznaczono na nim związany z aktualnym stanem wiedzy rozkład prawdopodobieństwa, z jakimi wymuszania radiacyjne gazów cieplarnianych (czerwona linia kreskowana) i aerozoli (niebieska linia kreskowana) przyjmują określone wartości. Wymuszanie radiacyjne związane z aerozolami wynosi najprawdopodobniej blisko -1 W/m², a z gazami cieplarnianymi trochę ponad +3 W/m². Zakresy niepewności są jednak różne – krzywa opisująca efekt cieplarniany jest wąska (co oznacza mały rozrzut możliwych wartości wymuszania, a więc małą niepewność wyniku), krzywa opisująca efekt aerozolowy jest zaś spłaszczona i rozszerzona, co oznacza dużą niepewność wyniku.

Wypływają z tego ważne wnioski. Po pierwsze, brak dokładnej wiedzy o niektórych efektach nie unieważnia tego, co wiemy. Powtarzanie, że skoro niektórych kwestii nie rozumiemy w pełni, to nic nie wiemy, świadczy o naiwności i braku zrozumienia natury badań naukowych. Po drugie, duży zakres niepewności nie musi oznaczać, że sprawy ułożą się lepiej, niż teraz prognozujemy – mogą ułożyć się gorzej. W tym przypadku nie możemy wykluczyć, że wpływ aerozoli jest na tyle duży, że znosi (i w ten sposób ukrywa) ponad połowę wpływu gazów cieplarnianych. Może się okazać, że kiedy ograniczymy emisję powodujących smog i kwaśne deszcze aerozoli, zachwiany bilans energii planety dotknie nas w większym stopniu, niż dziś sądzimy.

Marcin Popkiewicz, na podstawie Skeptical Science,
konsultacja merytoryczna: prof. Szymon Malinowski