Czy warto wchodzić w dyskusje z osobami negującymi wpływ człowieka na klimat? Jak wiecie, często bywa to męczące, a argumenty merytoryczne odbijają się jak od ściany. Jednak zdarza się też, że zadeklarowany sceptyk, po zapoznaniu się z merytoryką, okazuje się nie być denialistą (taki bowiem swoje wie i żadne argumenty nie zmienią jego stanowiska), lecz faktycznym sceptykiem (ma wątpliwości, ale argumenty merytoryczne mogą zmienić jego poglądy).
Niedawno odbyłem mailowa dyskusję (w wersji przyciętej do argumentów merytorycznych załączona tutaj) z Michałem Pyką z FEWE, który z początku zarzucił mnie serią argumentów z rejonów „Mitów klimatycznych”. Jednak po dłuższej korespondencji, w trakcie której sprezentowałem mu m.in. Globalne Ocieplenie – Zrozumieć Prognozę oraz podrzuciłem Principles of Planetary Climate, Michał okazał się rzeczywistym sceptykiem, a tematem zmiany klimatu przejął się na tyle, że teraz bliżej mu do aktywisty klimatycznego 🙂
Ewolucję swoich poglądów Michał opisał zaś w poniższym tekście.
„Cała nauka dzieli się na fizykę i zbieranie znaczków”
Sir Ernest Rutherford
Czy taka malutka istotka ludzka może zmieniać klimat na takim Wielkim Globusie? Pytanie chyba dość absurdalne. Zawsze wydawało mi się to mocno wątpliwe. Całkiem poważne Autorytety podzielały to zwątpienie, a niekiedy dość dziwaczna i niezbyt udolna argumentacja wyznawców teorii o antropogenicznym pochodzeniu globalnego ocieplenia raczej śmieszyła, niż skłaniała do refleksji. Co napędza ten kuriozalny ruch społeczny? – zadawałem sobie pytanie. Pewnie kasa. Kiedy nie wiadomo o co chodzi, to chodzi o pieniądze. Więc często odpytywałem znajomych wyznawców o detale, moim zdaniem kluczowe: a co ze Słońcem, które naprawdę zasila i napędza to wszystko? gdzie jest miejsce na aktywność słoneczną, na fluktuacje ruchu orbitalnego Ziemi? gdzie wpływ pola magnetycznego Słońca i jego wpływ na infiltrację energii i cząstek z głębokiego kosmosu? a procesy wulkaniczne? a wietrzenie skał? a wymiana gazowa oceany – atmosfera? gdzie jest równanie opisujące efekt cieplarniany w funkcji stężenia CO2 w atmosferze? ale takie równanie na serio – napisane z poszanowaniem dla dokonań Stefana-Boltzmana i Plancka? Jak w tym świetle i skali wygląda prosty bilans energii i substancji w obrębie globu i wymiany energii z kosmosem? Dlaczego CO2? Jasne – to gaz wieloatomowy, więc absorbuje energię promienistą, ale nie jest tutaj nowy – był tu zawsze, więc skąd nagle takie przyspieszenie zmian? A gdzie klimatyczna cykliczność naturalna? Dlaczego udajecie, że nie widzicie upalnej starożytności z czasów rzymskich, optimum średniowiecznego i Minimum Maundera? Jak robicie pomiary? Gdzie wetknęliście termometr globusa? Jak gęsta jest siatka pomiarowa i na ile reprezentatywna? Co was uprawnia do konkluzji o zasięgu globalnym, wynikających z tych paru termometrów rozstawionych tu i ówdzie? kto i w jaki sposób uśrednia i homogenizuje roztrzepane wyniki pomiarów ze stacji bezładnie rozrzuconych po globusie? Przecież statystycznie można udowodnić wszystko. Wystarczy dobrać współczynniki, poziom ufności, sprytny model korelacyjny – i po problemie.
Przez lata nie mogłem się doprosić o sensowne odpowiedzi, a pytań przybywało. Autorytety nie zostawiały suchej nitki na całej tej karkołomnej hipotezie i ów stan negacji trwa wśród nich nadal. Co więcej – Autorytety powołując się na siebie wzajemnie ciągle ogłaszają, że tak, jak one – uważa większość, zapominając najwyraźniej, ze prawa fizyki nie podlegają regułom demokracji, a zwykle naukę popychali do przodu samotni kontestatorzy, nierzadko prześladowani przez wszystkowiedzącą większość.
To mnie się, owszem, nie podobało, ale jeszcze bardziej irytował mnie niedosyt informacji o fizyce procesu, o prostym bilansie energii: „wlata-wylata-zostaje”. W efekcie hipoteza o antropogenicznym globalnym ociepleniu nie przekonywała, pomimo kuszącej chęci pójścia pod prąd samozwańczej większości.
A potem – przez przypadek – wpadła mi w ręce książka Marcina Popkiewicza „Świat na rozdrożu”. Przed lekturą pomyślałem sobie: no, Kolego, teraz Cię rozwałkuję. Jednak potem, to była krótka piłka: kilka zarwanych nocy, lekki bezdech i ogromne zaskoczenie. Na szczęście mamy Facebook. Odnalazłem Autora i zasypałem pytaniami. No i po latach trafiła kosa na kamień. Riposty Marcina były celne i raczej trudne do dalszego wałkowania. Za karę dostałem do przeczytania książkę Davida Archera o globalnym ociepleniu i z jej kart przemówiło językiem, który rozumiem: językiem termodynamiki i obliczeń. Wykresami i modelami. Wyraźnym przedstawieniem graficznym pasma absorpcji promieniowania podczerwonego przez konkretne wiązania węglowo-tlenowe, które ulegają rozciąganiu i magazynują w ten sposób energię określonego pasma IR i wiązania wodorowo-tlenowe, które ulegają zginaniu pod wpływem energii innego pasma IR, również zatrzymując w ten sposób energię, niczym maleńkie sprężynki. Ponieważ elementarne pierwsze prawo termodynamiki wymaga, aby ilość energii dostarczonej była równa ilości energii oddanej i energii uwięzionej razem, więc Ziemia, żeby wysłać w kosmos odpowiednią porcję energii, podnosi swoją temperaturę, a do emisji w kosmos wykorzystuje pasma IR wciśnięte pomiędzy okienkami absorpcyjnymi dwutlenku węgla, metanu i pary wodnej. To bardzo skrótowy opis, gdyż choćby rola pary wodnej w atmosferze jest znacznie bardziej złożona. To wszystko skłoniło do przemyśleń – oto pojawił się czytelny opis fizyki zjawiska, a niedowiarstwo niespodziewanie przybrało gombrowiczowską gębę niedouczenia…
Jednak przedtem, jeszcze w książce Marcina, zobaczyłem wykres, który spowodował pierwsze solidne pękniecie w niezachwianej dotąd pewności o globalnym bluffie i w rezultacie skłonił do lektury Archera: wykres składu procentowego izotopów węgla 12C i 13C w atmosferycznym CO2. nałożony na wykres stężenia CO2 i na wykres średniej temperatury globalnej, który to wykres zresztą sam w sobie nadal budził poważne wątpliwości, natury stochastycznej. Jednak – niezupełnie w tym rzecz. Uważałem bowiem, że najsłabszymi ogniwami dowodowymi hipotezy o antropogenicznym pochodzeniu ocieplenia są: średnia temperatura globalna (no bo co to niby takiego – i ile w tym czymś jest naszego udziału?) i to, że błąd pomiarowy tej dziwnej temperatury, przy takim jak obecny systemie pomiarowym, jest prawdopodobnie większy, niż wartość mierzona – czyli niż przyrost temperatury globalnej, a ściślej – niż jego składowa antropogeniczna (o ile takowa istnieje!). No bo przecież to, że się ociepla, to jedna sprawa , a to, czy to my docieplamy – druga. Tak uważa większość adwersarzy – sceptyków. Też tak uważałem. I zapewne takie rozumowanie byłoby całkiem zasadne, ale w laboratorium. W skali globu – niekoniecznie. Ponadto – mierzymy nie tyle same temperatury miejscowe, co ich przyrosty w siatce pomiarowej. A to zmienia skalę problemu statystycznego. Ujawnia się bowiem mechanizm dźwigniowy, uchwytny pomiarowo, który jest impulsem, niewielkim w skali globu, ale uruchamiającym efekt domina. Z lektury książki Archera dowiedziałem się, że najczulszym klimatycznie miejscem globu jest 65 równoleżnik północny. Puzzle powoli zaczęły wskakiwać na swoje miejsca. Z chaotycznej argumentacji wyznawców, z jaką spotykałem się wcześniej, wymieszanej z ostrą polemiką adwersarzy, nierzadko nasyconej inwektywami, zaczął się wyłaniać spójny obraz całości. Powiedzmy sobie od razu: nikt nie ma 100%-wej pewności co do słuszności tej hipotezy, gdyż dość podobne zwariowane skoki temperatury już się zdarzały, np. w triasie, a ich przyczyna pozostaje nieznana. W nauce niewiele rzeczy jest absolutnie pewnych, ośmielam się nawet zaryzykować twierdzenie, że nic nie jest absolutnie pewne, o czym najdobitniej mówią fundamenty mechaniki kwantowej, czyli jeden wielki rachunek prawdopodobieństwa.
Mimo wszystko, poskładanie na jednej planszy wszystkich puzzli, zarówno tych luźnych, jak i tych lepiej dopasowanych, dało całkiem ładną układankę, której prawdopodobieństwo trafności oceniam spokojnie na 90%. Mowa o antropogenicznym dźwigniowaniu globalnych zmian klimatycznych. Dla uproszczenia pieszczotliwie nazywanym antropogenicznym globalnym ociepleniem.
Sporą dawkę adrenaliny zapewniła też wydana w roku 2009 książka „Principles of Planetary Climate”, którą napisał R. T. Pierrehumbert. To kompendium informacji, które mocno osłabiają wątpliwości propagowane przez sceptyków. Bardzo mocno.
Rzetelny spektakl, w którym dba się o dramaturgię, ma swoje gwoździe programu. A zatem, co my tu mamy:… nieoczekiwana zamiana miejsc: 12C i 13C w atmosferze, pasma absorpcji podczerwieni przez gazy cieplarniane, zgodnie z prawami Stefana-Boltzmana idealnie pasujące do przedmiotowej i kontrowersyjnej hipotezy i kompensacja ich działania, przez podniesienie temperatury globu po to, żeby sprostać termodynamice, brak oznak zapowiadanego jeszcze w latach 50/60-tych ochłodzenia klimatu – pomimo cyklicznej obecnie niekorzystnej konfiguracji naszego globu wobec Słońca, zamieszanie lodowcowe w okolicach 65oN, podtapianie od spodu lodowców szelfowych Antarktyki spowodowane nadmiernym dopływem wody cieplejszej, niż przewiduje ziemski zegar klimatyczny, mierzalne z satelitów zachwiania emisji IR z wyższych warstw atmosfery – też będące odpowiedzią na zachowanie się atmosfery niżej, no i wreszcie – to, że właśnie osiągnęliśmy stężenie 406 ppm CO2, największe stężenie atmosferyczne tego gazu od milionów lat – przypomnijmy – 406 ppm CO2 zawierającego prawie wyłącznie izotop 12C – czyli węgiel pochodzenia organicznego, czyli ze spalania paliw kopalnych, to wszystko razem zaczyna się układać w logiczną całość. Nie od rzeczy będzie dodać w tym miejscu, że rozważania o odpowiedzi klimatu na wymuszenia radiacyjne i o roli składu atmosfery, zapoczątkował już wielki Jean-Baptiste Joseph Fourier, genialny fizyk – badacz ruchu ciepła – i matematyk, zresztą to właśnie jemu zawdzięczamy odkrycie, a raczej wymyślenie „efektu cieplarnianego”. Nieco później zagadnienie podjął sam John Tyndall, wybitny XIX-wieczny brytyjski (pochodzenia irlandzkiego) fizyk, badacz promieniowania cieplnego, klimatu i lodowców, a do tego, w swoich czasach – równie wybitny alpinista: Pic Tyndall w masywie Matterhornu – to jego „zdobycz”!), niezmiernie barwna postać. Sporządził on pierwsze tabele obliczeń wiążących temperaturę globalną z zawartością CO2 w atmosferze. Badania Tyndalla nad tymi zjawiskami kontynuowali na przełomie XIX i XX wieku Svante Arrhenius i Knut Ångström. Pierwszy z nich, ekstrapolując tablice Tyndalla i ówczesne wyniki badań składu atmosfery, zapowiedział odczuwalne ocieplenie klimatu, o 2-3oC, wraz z podwojeniem się stężenia antropogenicznego CO2 co – jak przewidywał – miało nastąpić za kilkaset lat. Nie przypuszczał wtedy, że wszystko gwałtownie przyspieszy i że już jego prawnuki doczekają pierwszych skutków eksponencjalnego wzrostu stężenia CO2. Albowiem koncentracja CO2 w atmosferze wzrosła w okresie ostatnich, powiedzmy, 200 lat z 275 do ponad 400 ppm obecnie, czyli o blisko połowę wobec stanu wyjściowego. Z tego lwia część – od czasów Arrheniusa! Co gorsza, własna analiza mówi, że wzrost ten następuje eksponencjalnie. Współczynnik korelacji tej aproksymacji jest bliski jedności. A więc żarty się skończyły. Proces gwałtownie przyspiesza. Robi się atmosfera dusznego namiotu. Pogłębiają się okienka absorpcyjne podczerwieni dla CO2 i CH4, i podnosi się poziom radiacji ciepła z Ziemi w kosmos przez sąsiednie, „wolne” okienka radiacyjne. Podnosi się on drogą wzrostu temperatury globu, rzecz jasna, bo inaczej się nie da. A zmiany klimatu pędzą znacznie szybciej, niż przewidywały czarne scenariusze jeszcze 10 lat temu. Południowo zachodnie stany USA trapiła wieloletnia susza, a huraganów jest coraz więcej i są coraz silniejsze. Znika lądolód Grenlandii. W efekcie, kolejnym – grożącym katastrofą – skutkiem tego procesu, jest powoli narastający proces topnienia wiecznej zmarzliny. Nie wiadomo, czy tutaj już nie przekroczyliśmy punktu krytycznego. A to oznaczałoby lawinowy wzrost emisji organicznego węgla do atmosfery, co wepchnie naszą cywilizację na równię pochyłą. Nieodwracalnie.
Jasne, że klimatem rządzi Słońce, nikt nie twierdzi, że nie rządzi, ale Słońce emituje ku nam cały czas prawie tyle samo energii promienistej, wahania jego wydajności energetycznej są relatywnie małe, a obecna odpowiedź Ziemi – zupełnie nieadekwatna. W zasadzie, orbitalnie i solarnie, to powinno się oziębiać. Cykle aktywności słonecznej mierzone ilością plam przekładają się głównie na wahania podaży dla Ziemi energii promieniowania w paśmie UV, co oczywiście ma duże znaczenie dla bilansu energii i klimatu lokalnego (co ciekawe – zwłaszcza w Europie i okolicy, ze względu na cyrkulację syberyjsko – północnoeuropejską), ale nie ma znaczenia dla absorpcji pasma IR przez chłonne wiązania CO2 i H2O obecne w naszej atmosferze. A zatem to my tutaj mamy problem, o plamy na Słońcu bym się nie martwił. No, martwiłbym się ale dużo mniej, niż o tu i teraz. Na razie. O wulkany i transfer ciepła z jądra Ziemi też nie martwiłbym się za bardzo, bo dopływ tego ciepła przelicza się średnio na około 80 mW/m2. To jest o dwa – trzy rzędy wielkości mniej, niż otrzymujemy od Słońca. To nie wystarcza, żeby topić lodowce i wieczną zmarzlinę, ani żeby globalnie (nie lokalnie) zmieniać prądy oceaniczne i podmywać Antarktykę ciepłą wodą.
No więc co jest grane? Można być „klima-sceptykiem” i wątpić we wszystko, ale dobrze jest mieć jakieś fizykalne argumenty na poparcie takiego zwątpienia. Fizykalne, a nie opisowo-polityczne (filatelistyczne).
Michał Pyka
