Sceptycyzm jest niezbędnym elementem nauki. Rzetelni naukowcy nie obawiają się zadawać trudnych pytań, bowiem pomagają one poprawiać poziom wiedzy naukowej. Denialiści zmiany klimatu stwarzają tylko pozory naukowego sceptycyzmu. Krytykują oni każdy dowód że ludzie powodują globalne ocieplenie, nawet jeśli te dowody są wielokrotnie zweryfikowane różnymi metodami, a z kolei akceptują bezkrytycznie każdy argument zaprzeczający globalnemu ociepleniu.

John Cook na portalu Skeptical Science zanalizował i systematycznie obalił najbardziej nagminne argumenty „sceptyków”, pokazując, że są one sprzeczne z istniejącą, recenzowaną wiedzą naukową. Ziemia na Rozdrożu przygotowała w porozumieniu z Skeptical Science serię tłumaczeń 25 artykułów dotyczących popularnych argumentów „sceptyków” globalnego ocieplenia. Poniżej publikujemy pierwszy artykuł z tej serii.

Co nam mówią o globalnym ociepleniu przeszłe zmiany klimatu?

Argument sceptyków...

Klimat Ziemi zmieniał się długo wcześniej, zanim zaczęliśmy pompować CO₂ do atmosfery. W średniowiecznej Europie było znacznie cieplej. W XVIII-tym wieku przyszło oziębienie zwane ‘Małą Epoką Lodowcową’. Jeszcze wcześniej były okresy, gdy temperatura na Ziemi była o kilka stopni wyższa niż obecnie.

Co mówi nauka...

Naturalne zmiany klimatu w przeszłości ilustrują jego czułość na zaburzenia równowagi energii. Jeśli planeta akumuluje ciepło, globalne temperatury wzrastają. Obecnie CO₂ powoduje zaburzenie równowagi poprzez zwiększony efekt cieplarniany. Przeszłe zmiany klimatu tak naprawdę dostarczają dowodów, że nasz klimat jest czuły na ilość CO₂ w atmosferze.

Jeśli jest jedna rzecz, co do której wszystkie strony obecnej debaty o globalnym ociepleniu się zgadzają, to fakt, że klimat zmieniał się naturalnie w przeszłości. Na długo przed rewolucją przemysłową nasza planeta doznawała wielu okresów ociepleń i ochłodzeń. Niektórzy wyciągnęli z tego wniosek, że jeśli globalne temperatury zmieniały się naturalnie w przeszłości - na długo przed istnieniem samochodów i telewizorów plazmowych – to i teraz natura musi też być przyczyną obecnego globalnego ocieplenia. Ten wniosek jest sprzeczny z tym, co mówi recenzowana nauka.

Nasz klimat zmienia się według następującej, prostej reguły: kiedy dodasz dodatkową ilość ciepła do układu klimatycznego to temperatury rosną. I na odwrót, kiedy układ traci ciepło, temperatury spadają. Powiedzmy, że nasza planeta ma dodatni bilans energii, czyli więcej energii do niej dopływa, niż ucieka wypromieniowane w przestrzeń kosmiczną. Ta zmiana netto przepływu energii w górnych warstwach atmosfery jest nazywana „wymuszaniem radiacyjnym”. Kiedy Ziemia odczuwa dodatnie wymuszanie radiacyjne, nasz układ klimatyczny gromadzi ciepło i globalna temperatura rośnie (oczywiście nie jednostajnie, bo zmienność wewnętrzna dodaje zaburzenia do zewnętrznego sygnału).

O ile stopni zmieni się temperatura przy określonym wymuszeniu radiacyjnym? To zależy od czułości klimatycznej planety. Im bardziej czuły jest klimat, tym większe są też zmiany temperatury. Najbardziej popularną metodą opisania czułości klimatycznej jest zmiana globalnej temperatury spowodowana podwojeniem zawartości CO₂. Co to znaczy? Ilość energii absorbowanej przez CO₂ może być obliczona z wykorzystaniem symulatorów przepływu promieniowania. Wyniki tych symulacji zostały potwierdzone eksperymentalnie przez pomiary satelitarne i powierzchniowe. Obliczone wymuszanie radiacyjne z podwojenia CO₂ jest równe 3,7 W/m² (IPCC AR4 Rozdz. 2.3.1)

Zatem kiedy mówimy o czułości klimatu na podwojenie ilości CO₂, mówimy o zmianach globalnych temperatur spowodowanych wymuszaniem radiacyjnym wielkości 3,7 W/m². To wymuszanie nie musi być koniecznie wywołane przez CO₂. Może ono być spowodowane przez jakikolwiek czynnik powodujący nierównowagę bilansu energii.

Jak bardzo klimat się ociepli, kiedy ilość CO₂ się podwoi? Jeśli mieszkalibyśmy w klimacie bez sprzężeń zwrotnych, globalne temperatury wzrosłyby o 1,2°C (Lorius 1990). Ale nasz klimat ma sprzężenia dodatnie i ujemne. Najsilniejsze sprzężenie dodatnie powoduje para wodna. Ze wzrostem temperatury rośnie ilość pary wodnej w atmosferze. Ale para wodna jest gazem cieplarnianym powodującym dodatkowe ocieplenie, które z kolei prowadzi do wzrostu ilości pary wodnej, itd. Istnieją też sprzężenia ujemne - więcej pary wodnej prowadzi do wzrostu zachmurzenia, które może mieć efekt chłodzący lub ocieplający, w zależności od rodzaju chmur.

Jakie jest zatem sprzężenie netto? Czułość klimatyczna może być obliczona z obserwacji doświadczalnych. Trzeba tylko znaleźć okres czasu, dla którego mamy dane temperatury i pomiary różnych wymuszeń wpływających na zmianę klimatu. Rysunek 1 pokazuje podsumowanie recenzowanych badań naukowych które określiły czułość klimatyczną z przeszłych okresów  (Knutti & Hegerl 2008).

Rysunek 1: Rozkład i przedziały prawdopodobieństwa czułości klimatycznej na podstawie różnych badań. Kółko oznacza najbardziej prawdopodobną wartość. Najgrubsza kolorowa linia oznacza prawdopodobną wartość (ponad 66% prawdopodobieństwa). Średniej grubości linie oznaczają prawdopodobieństwo powyżej 90%. Linie kreskowane oznaczają, że nie istnieje znaczące ograniczenie od góry. Prawdopodobny przedział według IPCC (2 do 4,5°C) i najbardziej prawdopodobna liczba (3°C) są oznaczone - odpowiednio - szarym kolorem i czarną linią.

Wykonano wiele oszacowań czułości klimatycznej opartych na bezpośrednich pomiarach (z ostatnich 150 lat). Niektóre badania wykorzystywały obserwowane ocieplenie powierzchni Ziemi i oceanu w dwudziestym wieku wraz z oszacowanym wymuszeniem radiacyjnym. Stosowano różne metody: proste albo średnio skomplikowane modele, modele statystyczne albo obliczenia bilansu energii. W celu obliczenia czułości klimatycznej wykorzystywano również analizy satelitarnych pomiarów bilansu promieniowania docierającego do Ziemi i opuszczającego ją.

Niektóre najnowsze analizy wykorzystywały precyzyjne pomiary wymuszania i reakcji na wielkie wybuchy wulkanów w XX wieku. Kilka badań analizowało rekonstrukcję paleoklimatu z ostatniego tysiąclecia albo z okresu około 12 tysięcy lat temu, kiedy planeta wychodziła z epoki lodowcowej (Ostatnie Maksimum Lodowcowe).

Jakie są wnioski? Mamy wiele niezależnych badań obejmujących różne epoki, analizujących różne aspekty klimatu i wykorzystujących różne metody analizy. Wszystkie dają spójny przedział czułości klimatycznej, z najbardziej prawdopodobną wartością 3°C przy podwojeniu ilości CO₂.

Połączone dane z tych analiz wskazują, że sprzężenie netto na wymuszenie radiacyjne jest wyraźnie dodatnie. Nie ma wiarygodnych dowodów, które pokazywałyby bardzo małą (albo bardzo dużą) czułość klimatu jako najbardziej prawdopodobną.

Dodatkowa ilość CO₂ spowodowała akumulację ciepła w naszym klimacie. Wymuszanie radiacyjne wywołane przez CO₂ jest bardzo dobrze rozumiane i potwierdzone przez obserwacje doświadczalne. Wielkość reakcji klimatu na tę akumulację ciepła zależy od czułości klimatycznej.

Jak na ironię, kiedy sceptycy mówią o przeszłych zmianach klimatu, to w zasadzie dostarczają oni dowodów dużej czułości klimatycznej i dodatniego sprzężenia zwrotnego. Wyższa czułość klimatyczna oznacza większy wpływ CO₂ na zmiany klimatu. Przeszłe zmiany klimatu tak naprawdę dowodzą, że ludzie mogą mieć wpływ na klimat.

Tłumaczenie: Irek Zawadzki

Źródło: Skeptical Science