Klimat Ziemi ulegał w przeszłości znaczącym zmianom: miały miejsce epoki lodowe, podczas których obszar północnej Polski pokryty był grubym na ponad kilometr lądolodem, bywały też dużo cieplejsze okresy, gdy na Ziemi w ogóle nie było lądolodów. Te zmiany klimatu były powodowane czynnikami naturalnymi, takimi jak zmiany orbity Ziemi czy zmiany aktywności wulkanicznej. Tym razem przyczyną jest człowiek.
Antropogeniczne globalne ocieplenie
Rysunek 1. Po lewej logotypy wybranych, dużych organizacji naukowych, które w swoim stanowisku stwierdzają, że klimat Ziemi się ociepla, główną tego przyczyną są emitowane przez nas gazy cieplarniane - przede wszystkim CO2 ze spalania paliw kopalnych oraz, że będą z tego powodu poważne problemy. Po prawej logotypy wszystkich dużych organizacji naukowych, które mają odmienne zdanie, np., że się nie ociepla, a nawet jeśli, to jest to naturalna zmiana klimatu albo przyczyną nie są emitowane przez nas gazy cieplarniane lub nawet jeśli tak, to nie będzie to problemem.
Coraz więcej gazów cieplarnianych w atmosferze
Spośród emitowanych przez nas gazów cieplarnianych największy wkład w postępujące ocieplenie klimatu ma dwutlenek węgla CO2. Tempo, w jakim rośnie ostatnio jego stężenie jest absolutnie bezprecedensowe.
Rysunek 2. Zmiany stężenia CO2 w ostatnich 800 000 lat. Dane sprzed 1958 roku pochodzą z badania rdzeni lodowych, późniejsze – z pomiarów na Mauna Loa. Źródło: Scripps Institution of Oceanography.
Gdy Ziemia wychodziła z ostatniej epoki lodowej kilkanaście tysięcy lat temu, stężenie CO2 przez ponad 10 000 lat wzrosło o niecałe 100 ppm (cząsteczek na milion cząsteczek powietrza), z ok. 180 do 280 ppm – rosnąc w tempie poniżej 1 ppm na stulecie. Teraz od początku rewolucji przemysłowej podskoczyło z 280 ppm do blisko 420 ppm, rosnąc ostatnio w tempie bliskim 3 ppm rocznie. Zmiany następują tak szybko, że jeszcze niedawno mogliśmy mówić o „najwyższych stężeniach CO2 od kilku milionów lat”, teraz powinniśmy mówić o „najwyższych stężeniach CO2 od kilkunastu milionów lat”, a już wkrótce możemy mówić o „najwyższych stężeniach CO2 od kilkudziesięciu milionów lat”.
Również w przypadku innych gazów cieplarnianych dzisiejsze tempo wzrostu jest bezprecedensowe. Stężenie metanu w atmosferze jest już 2,5-krotnie większe niż w maksimach cyklu epok lodowych.
Wzrost ilości gazów cieplarnianych w atmosferze utrudnia ucieczkę energii z powierzchni Ziemi, zmieniając bilans energetyczny planety i powodując wzrost temperatury jej powierzchni. Więcej na temat efektu cieplarnianego przeczytasz tutaj.
Antropogeniczne emisje gazów cieplarnianych
Poniższy rysunek pokazuje całkowite globalne antropogeniczne emisje gazów cieplarnianych w
ekwiwalencie emisji dwutlenku węgla (CO
2e) z podziałem na gazy cieplarniane oraz sektory gospodarki.
Rysunek 3. Całkowite globalne antropogeniczne emisje gazów cieplarnianych w ekwiwalencie emisji dwutlenku węgla CO2e w podziale na gazy cieplarniane, a w ich ramach na sektory gospodarki. Skrót LULUCF oznacza użytkowanie terenu, zmiany użytkowania terenu i leśnictwo (ang. Land Use, Land-Use Change and Forestry).
Związek pomiędzy źródłami emisji gazów cieplarnianych, sektorami za nie odpowiedzialnymi oraz wpływem radiacyjnym różnych gazów cieplarnianych pokazuje rysunek 4. Widać, że emisja gazów cieplarnianych dotyczy wielu sektorów gospodarki i związanych z ich działalnością procesów.
Rysunek 4. Światowe emisje gazów cieplarnianych w 2012 roku z podziałem na źródła emisji, sektory gospodarki i gazy cieplarniane. Za emisje bezpośrednie (poza spalaniem węgla, gazu i ropy) odpowiadają m.in. wylesianie, hodowla zwierząt czy wysypiska.
Najprościej można powiedzieć, że tak znaczące zmiany składu atmosfery ziemskiej, od dwutlenku węgla, przez metan i podtlenek azotu po inne przemysłowe gazy cieplarniane to efekt uboczny rosnącej skali naszej działalności gospodarczej.
Rysunek 5. Po lewej trendy gospodarcze, po prawej trendy eksploatacji zasobów i środowiska. Zmiany względne, dla wszystkich krzywych różne skale i jednostki, w każdym przypadku oś dolna odpowiada wartości zero.
Ocieplenie widoczne „gołym okiem”
Wzmocnienie efektu cieplarnianego skutkuje akumulowaniem się energii w ziemskim systemie klimatycznym. W ostatnich latach nagrzewa się on w tempie odpowiadającym energii detonacji 500 000 bomb atomowych klasy ‘Hiroszima’ dziennie. Ponad 90% tej energii trafia do oceanów, ale nagrzewa się też atmosfera.
Wszystkie ostatnie 7 lat (2014-2020) należy do 7 najcieplejszych w historii pomiarów, przy czym wszystkie ostatnie 6 lat było cieplejsze o ponad 1°C względem końca XIX wieku. Ostatnia dekada była prawdopodobnie
najcieplejszą w całym holocenie (ciepłym okresie ostatnich 11,5 tys. lat), a ponieważ wcześniej przez ponad 100 tys. lat panowała epoka lodowa, więc tym samym ostatnia dekada była najcieplejszą od poprzedniego (o ułamek stopnia cieplejszego od holocenu) interglacjału eemskiego 120 tysięcy lat temu.
Rysunek 6. Anomalie średniej temperatury powierzchni Ziemi w okresie ubiegłych 22 000 lat względem okresu referencyjnego 1961–1990. Źródła: Shakun 2012, Marcott 2013, HadCRUT4.
Zmianę klimatu widać wyraźnie nawet bez zaawansowanych badań i metod statystycznych. Wystarczy sięgnąć pamięcią i porównać obecny klimat Polski z tym sprzed kilkudziesięciu lat. Zimy były dużo bardziej mroźne i śnieżne, lata zaś mniej upalne.
Skala ostatniej zmiany klimatu jest wyraźnie widoczna po porównaniu zmian średniej temperatury w różnych miastach naszego regionu Europy. Rysunek 7 pokazuje średnią temperaturę roczną (wygładzoną średnią biegnącą o okresie 5-letnim) dla Triestu, Werony, Budapesztu, Warszawy, Wrocławia i Petersburga.
Rysunek 7. Średnia temperatura roczna (wygładzona średnia biegnącą o okresie 5 lat) w Trieście, Weronie, Budapeszcie, Warszawie, Wrocławiu i Petersburgu. Warto zauważyć zgodność regionalnych fluktuacji temperatury w kolejnych latach, w miejscach położonych w różnych krajach i odległych od siebie o setki kilometrów. Dane NASA GISS, w okresach, gdy niedostępne, zszyte z BEST na podst. temperatury w przylegających okresach 30-letnich.
Średnioroczna temperatura w Warszawie w ostatnim półwieczu wzrosła z 7,5 do 10°C, a we Wrocławiu z 8,5 do blisko 11°C, tym samym przekraczając średnioroczną temperaturę typową wcześniej dla Budapesztu (który w międzyczasie odnotował wzrost z ok. 10 do ok. 12,5°C, co odpowiada mniej więcej XIX-wiecznej średniej temperaturze w Wenecji, leżącej między Triestem i Weroną). Do średniej temperatury Warszawy sprzed kilkudziesięciu lat dobija zaś położony 700 km od koła podbiegunowego Petersburg, w którym średnioroczna temperatura wzrosła z 4,5 do 7°C.
Przy obecnym kursie do połowy stulecia średnia temperatura globalna przekroczy maksymalne temperatury z cyklu epok lodowych z ostatniego miliona lat. Dalsze kontynuowanie dotychczasowych trendów emisji gazów cieplarnianych, w szczególności dwutlenku węgla, grozi katastrofalną destabilizacją klimatu, z poważnymi konsekwencjami społecznymi, gospodarczymi i geopolitycznymi.
