Naukowy przełom – sprzężenie zwrotne (wybaczcie
Lindzen i inni przeciwnicy teorii)
Najlepszymi dowodami na to, że obecnie klimat
wyznaczany jest przez rozszerzające się sprzężenie zwrotne są w szczególności
Rozmarzanie zmarzliny (http://climateprogress.org/2008/05/23/tundra-part-2-the-point-of-no-return/)
Wysychanie północnych torfowisk (bagien,
wrzosowisk i błot) (http://climateprogress.org/2008/10/13/for-peats-sake-a-point-of-no-return-as-alarming-as-the-tundra-feedback/
)
Zniszczenie tropikalnych mokradeł (http://climateprogress.org/2008/07/23/wetland-destruction-another-amplifying-feedback/ )
Spowolniony wzrost lasów tropikalnych
spowodowany wzrostem zawartości dwutlenku węgla w powietrzu (http://climateprogress.org/2008/01/21/decelerating-growth-in-tropical-forest-trees-thanks-to-accelerating-carbon-dioxide/
)
Samozapalenia i zniszczenie wysychających
lasów przez szkodniki (http://climateprogress.org/2007/10/24/global-warming-and-the-california-wildfires/
i http://climateprogress.org/2007/08/01/climate-driven-pest-devours-n-american-forests/
)
Pustynnienie-globalne ocieplenie (http://climateprogress.org/2007/09/12/the-desertification-global-warming-feedback/
)
Nasycenie karbonicznych zbiorników
oceanicznych (http://climateprogress.org/2007/10/22/big-news-the-ocean-carbon-sink-is-saturating/
)
Mimo widocznych dowodów, wszyscy ci
zaprzeczający, hamujący, bezczynni, prowadzeni przez MIT’s Richard Lindzen, argumentują,
że to negatywne sprzężenie zwrotne determinuje system klimatyczny. Twierdzą, że
są nim w szczególności chmury. Zatem nowe badania w „Science” – z „Observational and Model
Evidence of Positive Low-Level Coud Feedback” są potencjalnie znaczącym , ale i kłopotliwym
odkryciem.
Zamierzam przedstawić streszczenie badań,
towarzyszące wiadomościom w „Science”- „Chmury wydają się być potężnym, groźnym
graczem w procesie globalnego ocieplenia” oraz oświadczenie dla prasy
Uniwersytetu Miami’s Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Sciences,
który prowadził badania ( razem z Sripps Institutionof Oceanography)
Warto zaznaczyć, że jeden z modeli klimatycznych
opracowanych przez naukowców był „szczególnie realistyczny” w formułowaniu
zjawiska sprzężenia zwrotnego chmur. Hadley Centre’s HadGEM1 twierdzi , że„
kiedy zawartość dwutlenku węgla ulega podwojeniu, klimat ociepla się o 4,4 C; średnia
w badanych modelach przy podwojeniu zawartości Co2 wynosi 3.1C.” Biorąc pod uwagę, że stoimy
przed zagrożeniem potrojenia ilości CO2 w tym stuleciu , jest to wyjątkowo niepokojące.
Zacznijmy od oświadczenia dla mediów:
Przekonywujący dowód, że zmiany w chmurach mogą pogłębić globalne ocieplenie
Virginia Key, Fla. – Poważne pytanie o rolę
chmur w zmianach klimatu pojawiało się od dziesiątek lat. Podczas gdy ziemia
nagrzewa się pod wpływem wzrastającej ilości gazów cieplarnianych, nie wiadomo
czy chmury rozproszą się przepuszczając więcej słonecznej energii cieplnej i
powodując jeszcze szybsze ogrzewanie się ziemi, czy też pokrywa chmur będzie
przyrastać blokując dostęp promieni słonecznych spowalniając tym samym globalne
ocieplenie.
W badaniach opublikowanych w wydaniu „Science”
z 24 lipca naukowcy Amy Clement i Robert Burgman z Univeristy of Miami’s
Rosentiel School of Marine and Atmospheric Science oraz Joel Norris ze Scripps
Institution of Oceanography AT UC San Diego podjęli próbę rozwiązania tej
zagadki. Używając danych obserwacyjnych zebranych w ciągu ostatnich
pięćdziesięciu lat oraz złożonych modeli klimatycznych , zespół ustalił, że
chmury warstwowe piętra niskiego wydają się rozpraszać podczas nagrzewania się
oceanu, wskazując, że zmiany w tych chmurach mogą uwydatnić ogrzewanie się
planety.
Z powodu niekonsekwencji obserwacji historycznych,
tendencje jakim ulega zachmurzenie były trudne do określenia. Zespół przebrnął
przez tę zagadkową sprawę usuwając błędy z zapisek o chmurach i korzystając z
różnorodnych źródeł danych dotyczących Oceanu Spokojnego, jednego z
najdokładniej badanych obszarów występowania chmur warstwowych niskiego poziomu
na świecie. Wyniki analiz były zaskakująco zgodne w przypadku dwóch zbiorów
danych zebranych na przestrzeni dekad, które nie tylko były od siebie
niezależne, ale również pomiary przeprowadzane były dwoma różnymi metodami. Jeden
ze zbiorów składa się z obserwacji wizualnych ze statków dokonanych w ciągu
ostatnich pięćdziesięciu lat, drugi natomiast oparty został na danych zebranych
z satelitów pogodowych.
„Zgodność widoczna pomiędzy obserwacjami
przeprowadzonymi z ziemi a danymi satelitarnymi była niemal szokująca”,
powiedziała Clement, profesor meteorologii i oceanografii fizycznej na University
of Miami, zdobywczyni nagrody American Geophisical Union’s 2007 Macelwane Avard
za jej pracę nad zmianami klimatu. „Są to subtelne zmiany pojawiające się na
przestrzeni dziesiątek lat. Niesamowicie budujące jest fakt, że satelity
krążące mile nad ziemią dokumentują te same zjawiska co marynarze patrzący w
zachmurzone niebo z pokładu swojego statku.”
Jednak to, co nie okazało sie zbyt
zachęcające, to fakt, że większość
najnowszych modeli klimatycznych z centrów na całym świecie takiego
zachowania chmur nie odtwarza. Tylko jeden, model Hadley Centre z U.K. Met
Office, był w stanie przedstawić wiarygodne obserwacje. „ Mamy daleką drogę do
przejścia nim skorygujemy modele, jednak wyniki modelu Hadley Centre mogą
wskazać nam właściwy kierunek”, stwierdził współautor Burgman, naukowiec na
University of Miami.
Obserwacje i wyniki modelu Hadley Centre
wspólnie dowodzą, że chmury warstwowe niskiego piętra, które obecnie ochraniają
ziemię przed promieniowaniem słonecznym, mogą rozpraszać się w cieplejszych strefach
klimatycznych, umożliwiając dalsze
ogrzewanie się oceanów, które wówczas spowoduje jeszcze większe nasilenie się
procesu rozpraszania chmur.
„Jest to w pewnym stopniu błędne koło
potencjalnie pogłębiające globalne ocieplenie”, powiedziała Clement. „Odkrycia
te zmieniają jednak sposób patrzenia na zmiany w chmurach. Może to pomóc
udoskonalić symulacje chmur w modelach klimatycznych, co doprowadzi do
pojawienia się precyzyjniejszych przewidywań dotyczących przyszłych zmian
klimatycznych.”
Jednym z kluczowych wyników badań jest ujawnienie
faktu, że nie tylko ocieplanie się oceanu powoduje zmniejszanie się
zachmurzenia – znaczące wydaje się również słabnięcie pasatów. Wszystkie modele
przewidują ogrzewanie się oceanu, ale jeśli nie zawierają właściwego powiązania
pomiędzy chmurami i cyrkulacją atmosferyczną, nie przedstawią realnej reakcji
chmur.
„Optymistycznie wierzę w postęp w rozumieniu
globalnych zmian w chmurach w ciągu kolejnych siedmiu lat”, stwierdził Norris.
„Wzory chmur w modelach są udoskonalane i notatki z obserwacji są przetwarzane
by usunąć błędy związane ze zmianami satelitów czy też innymi problemami.”
Obaj, Clement i Norris, który jest profesorem
nauk o atmosferze i klimacie w Scripps, otrzymali nagrody National Science
Foundation Faculty Early Career Development za ich pracę nad zmianami klimatu. National
Oceanic and Atmospheric Administration Climate Program Office również wsparło ich badania.
Oto streszczenie badań:
Informacje zwrotne dotyczące chmur niskiego
poziomu pozostają pierwszoplanową niepewnością w projekcjach modeli globalnego
ocieplenia. Kwestia ta pojawiła się w
obserwacjach i modelach klimatycznych podczas badań zmian w chmurach poziomu
niskiego nad Północnym Pacyfikiem. Zostały zarejestrowane wielorakie dekadowe
wahania , niezależne zbiory danych dotyczące chmur i zmiany w pokrywie chmurnej
wydają się być powiązane ze zmianami zarówno lokalnej struktury temperatur jak i
cyrkulacji na dużą skalę. Te analizy obserwacyjne w dalszym etapie wykazały, że
zachowanie chmur ma pozytywny wydźwięk w tym regionie w skali dziesięcioleci.
Zaobserwowane relacje pomiędzy pokrywą chmurną i regionalnymi warunkami
meteorologicznymi pozwalają na kompletniejsze sprawdzenie realności symulacji
chmur w najnowszej generacji modelach klimatycznych. Jedyny model, który
przeszedł test pozytywnie, symulował redukcję w pokrywie chmurnej nad większą
częścią Pacyfiku podczas wzrostu emisji gazów cieplarnianych, przedstawiając dowód na możliwość pozytywnego sprzężenia
zwrotnego chmur.
Na koniec, oto towarzyszący Science artykuł
Richarda Kerra
Chmury wydają się być groźnym graczem w grze globalnego ocieplenia
Klimatolodzy długo śledzili reakcje chmur na efekt
cieplarniany traktując je jako klucz do zrozumienia losu klimatu na świecie.
Podczas gdy podnoszące się stężenie dwutlenku węgla wzmacnia efekt
cieplarniany, powstaje pytanie czy chmury zgęstnieją i rozprzestrzenią się
osłaniając planetę i ograniczając nagrzewanie? Czy może raczej przerzedzą się i
skurczą przepuszczając więcej promieni słonecznych i zwiększając nagrzewanie?
Pierwsza wiarygodna analiza zachowania chmur na przestrzeni dziesięcioleci
sugeruje, choć nie wyjaśnia, że chmury silnie pogłębiają ocieplenie. Jeśli jest
to prawdą, to prawie wszystkie modele klimatyczne przedstawiają to źle.
Nowe badanie „potwierdzają obserwacje, że
chmury niskiego poziomu są niezmiernie ważne w reakcji systemu klimatycznego”
mówi twórca modeli klimatycznych Gerald Heehl z
National Center for Atmospheric Research w Boulder, w Kolorado. Jednak
symulowanie ich reakcji „jest dużym wyzwaniem dla modeli” dodaje. Naukowcy ostrzegają, że jeżeli chmury w
rzeczywistości zachowują w sposób w jaki przedstawiają to badania, globalne
ocieplenie może okazać się gorsze niż przewidują to typowe modele.
Chmury stanowią zagadkę częściowo dlatego, że
nikt nie interesował się nimi przez ponad wiek tak jak np. temperaturą. Na
stronie 460 klimatolog Amy Clement z University of Miami na Florydzie i jej
współpracownicy rozważają dwa najdokładniejsze zapisy zachowania chmur nad
oceanicznym prostokątem rozciągającym się w kierunku stref zwrotnikowych
pomiędzy Hawajami i Meksykiem. Inni badacze opracowali jedne z zapisków
wzrokowej oceny pokrywy chmurnej
przeprowadzonych przez żeglarzy przepływających przez ten region w
latach 1952 – 2006. Inne zapiski z lat 1984 – 2005 pochodzą z pomiarów
satelitarnych, które Clement i jej współpracownicy dostosowali tak, by brały pod uwagę zmiany
skalowania pomiędzy satelitami. Pokazują one, że kiedy temperatura
powierzchni morza wzrasta, pokrywa
chmurna – zwłaszcza niskiego poziomu – zmniejsza się przepuszczając więcej
światła słonecznego.
Zapisano obserwacje dwóch głównych zmian
klimatu, odnotowanych nad Północnym Pacyfikiem w czasie okresu ich
występowania. Dane pochodzące z obserwacji dokonanych na statkach w okresie
ocieplenia, który rozpoczął się około 1976 roku, pokazały, że pokrywa chmurna –
szczególnie pokrywa chmur niskiego poziomu – zmniejsza się wraz ze wzrostem
temperatury oceanu i spadkiem ciśnienia atmosferycznego. Jedna z interpretacji
badaczy mówi, że ogrzewający się ocean przekazywał ciepło do atmosfery zmniejszając
gęstość nisko leżących chmur i umożliwiając
w ten sposób dopływ większej ilości światła słonecznego, które następnie
ocieplało ocean. Jest to zjawisko pozytywnego sprzężenia zwrotnego. Podczas ochłodzenia w końcu lat 90-tych oba
zbiory danych zarejestrowały wprost przeciwne zmiany, czyli to co dokładnie
zdarzyłoby się jeśli ten sam proces zadziałałby przeciwnie. „Wszystkie
elementy pozytywnego sprzężenia
zwrotnego mają tu zastosowanie”, mówi Clement.
Zjawisko pozytywnego sprzężenia zwrotnego chmur poziomu niskiego było tylko
przypuszczeniem dopóki nie przyjrzano się pomiarom satelitarnym z okresu
drugiej, naturalnej zmiany klimatycznej. To pokazało, że zmniejszająca się
pokrywa chmurna pozwoliła przeniknąć słońcu , dodatkowe ciepło słoneczne było
wystarczająco duże by wytłumaczyć ocieplenie oceanu. To zjawisko pozytywnego
sprzężenia zwrotnego w długofalowych
zmianach klimatu „jest prawdziwe” konkluduje Clement. Inne badania łączą zmiany
w chmurach nad północno-wschodnim tropikalnym Pacyfikiem ze zmianami
atmosferycznymi w jego obrębie.
Ale czy owe zjawisko sprzężenia zwrotnego
zwiększy problem globalnego ocieplenia? Aby zebrać informacje Clement i jej
koledzy sprawdzili archiwa badań, gdzie w ramach międzynarodowego projektu Coupled
Model Intercomparison Project porównano
rezultaty 18 globalnych modeli klimatycznych tworzonych na podstawie jednolitych zasad. Clement i jej
koledzy badali czy każdy z modeli
właściwie naśladował poszczególne elementy zjawiska pozytywnego
sprzężenia zwrotnego chmur jakie odnotowano na południowowschodnim Pacyfiku.
Kiedy
zgromadzono wyniki, okazało się, ze tylko dwa modele pokazały zjawisko
pozytywnego sprzężenia zwrotnego chmur jakie wcześniej zaobserwowano. Jeden z
modeli odbiegał od zasad. Najlepszy z modeli, model HadGEM1 z Brytyjskiego U.K.
Met Office’s Hadley Centre w Exeter stworzył wzorce zmian zachodzących podczas
zjawiska efektu cieplarnianego, które przypominały połączone wzorce wszystkich
18 modeli . Badacze skonkludowali także, że symulacja procesów meteorologicznych zachodzących na
niskiej wysokości- kilometra lub dwóch w atmosferze- gdzie znajdują się głównie
nisko leżące chmury-przeprowadzona w tym modelu, jest szczególnie realistyczna.
Faktycznie, model HadGEM1 jest wśród 18 modeli
najbardziej podatny na wzrost emisji gazów cieplarnianych. Kiedy podwajamy
ilość dwutlenku węgla, temperatura modelu wzrasta o 4,4C; średnia wszystkich modeli przy podwojeniu ilości
dwutlenku węgla wynosi 3.1C. Ta różnica zapaliła czerwoną lampkę u Clement.”
Mamy skłonności do koncentrowania się na wynikach uśrednionych i ignorowania
wyników ekstremalnych” mówi. „Myślę, ze powinnyśmy poważnie brać pod uwagę
wysokie wyniki na skali”.
Badacze
klimatu przyznają, ze Clement i jej koledzy mogą być blisko ważnych wniosków.”Stopniowo
przyznajemy, że te raczej nudne niskie chmury są ważne dla systemu
klimatycznego”, mówi badacz David
Randall z Colorado State University w Fort Collins.” Są one dobrym przykładem że
w zmienności dekadowej zjawisko pozytywnego sprzężenia zwrotnego ma
miejsce. I tak może się dziać także w
przypadku globalnych zmian klimatu”.
