Czy zmierzamy do nowej Epoki Lodowcowej?

Argument sceptyków: "Któregoś dnia obudzisz się pogrzebany pod dziewięcioma piętrami śniegu. To jest częścią niezawodnego, przewidywalnego, naturalnego cyklu który powraca jak w zegarze co 11,5 tysiąca lat. A ponieważ ostatnia epoka lodowcowa skończyła się prawie dokładnie 11,5 tysiąca lat temu... (Epoka Lodowcowa Dzisiaj)

Co mówi nauka: Ocieplający efekt CO2 w znacznym stopniu niweluje zarówno wpływ zmian orbity Ziemi jak i zmian aktywności słonecznej - nawet, jeśli aktywność Słońca spadłaby do niskiego poziomu z minimum Maundera.

Kilka wieków temu nasza planeta doświadczyła łagodnego okresu ochłodzenia, potocznie nazywanego Małą Epoką Lodowcową. Część tego okresu zbiegała się z okresem niskiej aktywności słonecznej nazywanym Minimum Maundera (od nazwiska astronoma Edwarda Maundera). Kombinacja niższej aktywności słonecznej i wysokiej aktywności wulkanicznej wraz ze zmianami w cyrkulacji oceanicznej (Free 1999, Crowley 2001) były głównymi czynnikami wpływającymi na temperatury w Europie (Mann 2002).

Rysunek 1: Całkowite napromieniowanie słoneczne. Dane z lat 1880 do 1978 wzięte z Solanki. Dane z lat 1979-2009 z Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos (PMOD).

Czy zmierzamy do następnego Minimum Maundera? Aktywność słoneczna aktualnie wykazuje długoterminowy trend ochłodzenia. W 2009 roku aktywność Słońca była na najniższym poziomie od ponad wieku. Niestety przewidywanie przyszłej aktywności słonecznej jest problematyczne. Przejście z okresu "wielkiego maksimum" (sytuacja w 2 połowie XX wieku) do "wielkiego minimum" jest procesem chaotycznym i trudnym do przewidzenia (Usoskin 2007).

Załóżmy dla przykładu, że Słońce kiedyś w XXI wieku wejdzie w następne Minimum Maundera. Jaki efekt wywoła to na klimacie Ziemi? Symulacje reakcji klimatu przy założeniu, że Słońce weszłoby w Minimum Maundera pokazują, że spadek temperatury wywołany przez zmianę aktywności Słońca jest minimalny w porównaniu do ocieplenia powodowanego przez produkowane przez ludzi gazy cieplarniane (Feulner 2010). Oziębienie wywołane przez niższą aktywność słoneczną jest szacowane na ok. 0,1°C (maksymalnie 0,3°C) podczas gdy ocieplenie przez efekt cieplarniany będzie rzędu 3,7°C do 4,5°C, w zależności od tego ile CO2 wyemitujemy w XXI wieku (więcej na ten temat ...).

Rysunek 2: Średnie globalne anomalie temperatury w latach 1900 do 2100 w scenariuszach A1B (czerwone linie) i A2 (purpurowe linie) i dla trzech różnych wymuszeń słonecznych: typowego 11-letniego cyklu (linia ciągła), nowego Wielkiego Minimum z poziomem aktywności słonecznej odpowiadającej zrekonstruowanemu poziomowi ostatniego Minimum Maundera (linia przerywana) i obniżonego poziomu napromieniowania (linia kropkowana). Temperatury obserwowane przez NASA GISS do roku 2009-go są oznaczone liną niebieską (Feulner 2010).

W przeszłości nasz klimat przechodził przez znacznie bardziej dramatyczne zmiany w porównaniu do Małej Epoki Lodowcowej. W ciągu ostatnich 400 tysięcy lat nasza planeta doświadczała sytuacji zlodowacenia przerywanej co 100 tysięcy lat przez krótkie ciepłe okresy międzylodowcowe (tzw. interglacjały), które trwały zwykle ok. 10 tysięcy lat. Nasz aktualny okres międzylodowcowy zaczął się ok. 11 tysięcy lat temu. Czy jesteśmy zatem w końcowym etapie naszego interglacjału?

Rysunek 3: Zmiany temperatury na stacji Wostok na Antarktydzie (Petit 2000). Okresy międzylodowcowe są zaznaczone kolorem zielonym.

Jak zaczynają się okresy zlodowacenia? Zmiany w orbicie Ziemi powodują zmniejszenie nasłonecznienia na półkuli północnej podczas lata. W następstwie lodowce na północy podczas lata topią się mniej i dzięki temu w ciągu tysięcy lat stopniowo rosną. To z kolei powoduje, że powierzchnia Ziemi nie pochłania światła, lecz odbija je, co przyśpiesza ochłodzenie dalej rozszerzając zasięg lodowców. Ten proces trwa ok. 10000 do 20000 lat, przynosząc epokę lodowcową.

Nie wszystkie okresy międzylodowcowe miały tą samą długość. Rdzenie lodowe z Dome C na Antarktydzie pozwalają rzucić okiem na temperatury na Ziemi sięgające do 720 tysięcy lat wstecz. Warunki klimatyczne 420 tysięcy lat temu były zbliżone do aktualnych. Okres międzylodowcowy trwał wtedy 28 tysięcy lat, sugerując, że bez wpływu człowieka aktualny okres międzylodowcowy mógłby trwać przez podobną ilość lat (Augustin 2004).

Podobieństwo obecnego stanu klimatu do tego sprzed 400 tysięcy lat jest następstwem podobieństwa konfiguracji orbity Ziemi. W obydwu przypadkach wymuszanie spowodowane zmianami orbitalnymi ze względu na pawie kołową orbitę Ziemi zmieniało się w znacznie mniejszym stopniu niż w innych okresach międzylodowcowych. Symulacje z aktualną orbitą pokazują, że nawet bez emisji CO2 aktualny okres międzylodowcowy będzie trwał co najmniej 15 tysięcy lat (Berger 2002).

Oczywiście pytanie, jak długo nasz okres międzylodowcowy trwałby bez ludzkiej interwencji jest czysto akademickie, bo emisje też przecież mają miejsce. Jaki zatem efekt mają nasze emisje CO2 na przyszłe epoki lodowcowe? To pytanie jest rozważane w badaniach, które skupiają się na tzw. "wyzwalaczu" zlodowacenia - czyli wymaganemu spadkowi nasłonecznienia półkuli północnej, który by rozpoczął proces wzrostu czap lodowych (Archer 2005). Im więcej CO2 znajduje się w atmosferze tym mocniej musi spaść nasłonecznienie, żeby zlodowacenie rozpoczęło się.

Rysunek 4 pokazuje reakcję klimatu na różne scenariusze emisji CO2. Linia zielona oznacza naturalną reakcję bez wpływu emisji CO2. Linia niebieska reprezentuje antropogeniczne wyzwolenie do atmosfery 300 gigaton węgla - ten stopień już przekroczyliśmy. Wyzwolenie 1000 gigaton (miliardów ton) węgla (linia pomarańczowa) zapobiegłoby epoce lodowcowej przez 130 tysięcy lat. Jeśli antropogeniczna emisja węgla wynosiłaby 5000 gigaton albo więcej, to zlodowacenie nie nastąpiłoby przez ponad pół miliona lat. W obecnych warunkach kombinacja stosunkowo słabego wymuszania orbitalnego i długiego życia atmosferycznego dwutlenku węgla spowoduje, że obecny okres międzylodowcowy tak czy inaczej będzie najdłuższy w okresie ostatnich 2,6 mln lat (czyli w zasadzie w całej historii epok lodowcowych).

Rysunek 4. Efekt działania CO2 wyzwolonego podczas spalania paliw kopalnych na przyszłą ewolucję średniej globalnej temperatury. Linia zielona oznacza naturalną ewolucję, linia niebieska reprezentuje rezultaty antropogenicznej emisji 300 Gt (miliardów ton) węgla, linia pomarańczowa odpowiada 1000 Gt, a niebieska 5000 Gt węgla (Archer 2005). (Oś czasu w tysiącach lat)

Możemy zatem być spokojni, że w niedalekiej przyszłości epoka lodowcowa nie nadejdzie. Dla tych, którzy mają wątpliwości radzę spojrzeć na północne czapy lodowe. Jeśli rosną one, to jest możliwe, że proces zlodowacenia już się zaczął. Jednak aktualnie zasięg arktycznej zmarzliny maleje, lody morza Arktycznego się topią, a czapa lodowa Grenlandii traci masę w coraz szybszym tempie. Nie są to raczej warunki wróżące bliską epokę lodowcową.

Tłumaczenie: Irek Zawadzki

pl Źródło: Skeptical Science

Komentarze

24.10.2015 2:18 fokus

mogę podzielić się sporą dawką aktualnej wiedzy na temat aktywności słonecznej i jego w pływu na ziemski klimat w nadchodzących latach.

Dodaj komentarz

Kod
grakalkulator kalkulator zuzycia ciepla

Informacje

Linkownia

Wykonanie PONG, grafika GFX RedFrosch.



logowanie | nowe konto