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
