„Powojenne uprzemysłowienie spowodowało szybki wzrost globalnych emisji, ale w 1945 roku, gdy się zaczęło, Ziemia weszła w fazę ochładzania. W obliczu wcześniejszych 32 lat szybko rosnących globalnych temperatur i tylko niewielkiego wzrostu globalnych emisji, po których przyszły 33 lata powolnego ochładzania przy szybkim wzroście globalnych emisji CO2, twierdzenia IPCC, że emisje CO2 są główną przyczyną ocieplenia w XX w, są zwykłym oszustwem.” (Norm Kalmanovitch).
Ochłodzenie w połowie XX w. spowodowane było przez rosnące emisje aerozoli i nie zaprzecza globalnemu ociepleniu.
Fabryka FSO w Warszawie w latach pięćdziesiątych. Zdjęcie z czasopisma Młody Technik, za Wikipedią.
Na rysunku 1 porównano koncentrację atmosferycznego CO2 z anomaliami temperatury powierzchni Ziemi na przestrzeni ubiegłego wieku. Chociaż koncentracja CO2 wzrastała między 1940 i 1970, temperatura wykazywała trend spadkowy. Jest to okres 30 lat, za długi aby wyjaśnić go zmiennością związaną z fluktuacjami takimi jak cykle ENSO i słoneczny. Jeśli CO2 powoduje ocieplenie, to dlaczego temperatura powierzchni Ziemi w tym czasie nie rosła?
Rysunek 1: Jasnoniebieska linia to poziom dwutlenku węgla z rdzeni
lodowych pobranych w lokalizacji Law Dome w Antarktydzie Wschodniej. (CDIAC). Niebieska linia to poziom dwutlenku węgla mierzony na Mauna Loa (Hawaje) (NOAA). Czerwona linia to roczna globalna anomalia temperatury (GISS)
Żeby odpowiedzieć na to pytanie, należy zauważyć (z czym sceptycy bez wątpienia by się zgodzili), że nie tylko CO2 steruje klimatem. Wiele czynników wpływa na bilans i przepływy energii w systemie klimatycznym. Aerozole w stratosferze (unoszące się w powietrzu cząstki pochodzące np. z erupcji wulkanów) odbijają światło słoneczne z powrotem w przestrzeń kosmiczną, co powoduje chłodzenie planety. Z kolei gdy aktywność Słońca się zwiększa, rośnie ilość energii docierającej do Ziemi. Rysunek 2 przedstawia złożenie różnych wymuszeń radiacyjnych wpływających na klimat.
Rysunek 2: Wymuszenia radiacyjne w odniesieniu do wartości z 1880 roku (GISS).
Główne przyczyny ocieplenia w XX w. to rosnąca koncentracja CO2 w atmosferze, a w mniejszym stopniu zawartość absorbujących promieniowanie aerozoli (sadzy). Do lat 80-tych XX wieku rosła też aktywności słoneczna, ale czynnik ten miał relatywnie mniejsze znaczenie. A czemu zawdzięczaliśmy okres ochłodzenia w latach 1940-70? Winowajcami były ograniczające dopływ energii słonecznej do powierzchni Ziemi aerozole, przede wszystkim aerozol siarkowy. Jego koncentracja znacząco wtedy wzrosła, w wyniku nałożenia się dwóch zjawisk. Chodzi o:
1. ekspansję przemysłową po drugiej wojnie światowej, która w związku z brakiem regulacji dotyczących emisji zanieczyszczeń powodowała emisje dużych ilości cząstek do dolnych warstw atmosfery,
2. serię wybuchów wulkanów, wyrzucających aerozol w górne partie atmosfery (do stratosfery).
Te okoliczności spowodowały, że chłodzący klimat efekt aerozolowy przynajmniej przez jakiś czas dominował nad wzmocnieniem efektu cieplarnianego, co, przy braku istotnych zmian aktywności słonecznej, powodowało ochłodzenie.
Wyjaśnienie to potwierdza analiza dobowych zmian temperatur (Wild i inni, 2007, [pełen tekst]): maksymalna temperatura w ciągu dnia zależy od docierającego do Ziemi promieniowania słonecznego, obecność aerozolu powinna więc powodować jej spadek. Z kolei minimalne temperatury w ciągu nocy zależą raczej od ilości gazów cieplarnianych i efekt aerozolowy nie powinien na nie wpływać. I tak było w okresie ochłodzenia: maksymalne temperatury spadały, podczas gdy temperatury minimalne cały czas rosły.
Wprowadzenie regulacji emisji zanieczyszczeń spowodowało zmniejszenie emisji aerozoli siarczanowych. Stopniowo w atmosferze przeważać zaczął wzmocniony efekt cieplarniany i od lat siedemdziesiątych obserwujemy wyraźne ocieplanie się klimatu. Kiedy połączymy wszystkie wymuszenia z rysunku 2, ich suma wykaże dobrą korelację z globalną temperaturą.
Rysunek 3: Niebieska linia to wypadkowe wymuszanie radiacyjne (GISS). Czerwona to globalna anomalia temperatury (GISS).
Na koniec warto zwrócić uwagę na znaczącą rozbieżność pomiędzy przebiegami wymuszeń i temperatury występującą w pierwszej połowie lat 40. Pomiary temperatury wskazywały, że średnia globalna temperatura powierzchni (lądów i oceanów łącznie) na początku lat 40. XX wieku szybko wzrosła, a kilka lat później zaczęła spadać. Pomimo uwzględnienia szeregu zjawisk, jak aktywność słoneczna, oscylacja El Niño – La Niña, wybuchy wulkanów itp., nie umiano wytłumaczyć odnotowanego spadku temperatury. Kiedy dokładniej przyjrzano się danym, okazało się, że krótkotrwały wzrost temperatur z początku lat 40 dotyczył wyłącznie oceanów, a lądów już nie. Obecnie przypuszczamy, że przyczyną była efekt systematyczny: zmiana sposobu pomiaru temperatury powierzchni oceanów (stanowiących ¾ powierzchni Ziemi) w czasie II wojny światowej (Thompson i inni 2008, [pełen tekst]). Przed II wojną światową pomiary temperatury prowadziły USA i Wielka Brytania, lecz w czasie wojny 80% obserwacji wykonały statki amerykańskie, a brytyjskie jedynie 5%. Na statkach brytyjskich pomiar temperatury wody był wykonywany przez wyrzucenie wiadra za burtę, wyciągnięcie go i zmierzenia temperatury wody w wiadrze. Na statkach amerykańskich mierzona była temperatura wody pobieranej do maszynowni. Woda wyciągana w wiadrze parowała i wychładzała się, więc temperatura była zaniżona. Z kolei maszynownia była nagrzana, podnosząc temperaturę wody. Kiedy po wojnie Brytyjczycy podjęli ponownie pomiary i ich udział wzrósł do 50% światowych obserwacji, a udział pomiarów wykonywanych przez Amerykanów spadł do 30%, odnotowano spadkowy trend temperatury. Skok temperatury na wykresie jest więc w znacznym stopniu efektem instrumentalnym.
Po uwzględnieniu odpowiednich poprawek w seriach pomiarowych okazuje się, że spadek średnich temperatur w tym okresie był mniejszy, niż wcześniej uważano.
Podsumowując, możemy stwierdzić, że klimatu nie kontroluje pojedynczy czynnik – istnieją różne wpływy, które mogą zmieniać równowagę radiacyjną planety. Jednak od 35 lat głównym czynnikiem zmieniającym klimat naszej planety jest CO2. Wiemy też, że warto analizować niespójności serii pomiarowych – pogłębiona analiza pozwala na ich wyeliminowanie.
Skeptical Science, tłumaczenie Aleksandra Kardaś, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski
