Ochłodzenie klimatu – czy czeka nas nowa epoka lodowcowa?

Ochłodzenie klimatu mogą wywołać silne erupcje wulkanów, spadek aktywności Słońca i powolne zmiany orbity Ziemi, ale dziś żaden z tych czynników nie przeważa nad gazami cieplarnianymi. Bez udziału człowieka temperatura powoli dryfowałaby w dół, bo orbita od tysięcy lat sprzyja chłodzeniu. Spalanie paliw kopalnych odwróciło ten kierunek. Nawet rekordowo mroźna zima niczego tu nie zmienia, bo klimat to średnia z trzydziestu lat.

Co wywołuje ochłodzenie klimatu?

Ochłodzenie klimatu to spadek średniej temperatury, który utrzymuje się przez kilka lat i dłużej. Naturalne zmiany klimatyczne tego typu mają trzy główne przyczyny. Każda z nich działa w innej skali czasu: od kilku lat po dziesiątki tysięcy.

Najkrócej działają wulkany. Silna erupcja wprowadza do stratosfery dwutlenek siarki, z którego powstaje aerozol siarczanowy odbijający część promieniowania słonecznego. Według danych służby geologicznej USA erupcja Pinatubo z 1991 roku dała ochłodzenie powierzchni półkuli północnej sięgające 0,5–0,6°C. Wymuszenie wulkaniczne przeważyło wtedy nad czynnikami ocieplającymi. Efekt wygasł po opadnięciu aerozolu, w ciągu kilku lat.

Aktywność słoneczna zmienia klimat wolniej, w rytmie dziesięcioleci i stuleci. Minimum Maundera, czyli lata 1645–1715 niemal bez plam na Słońcu, przypadło na jedną z najchłodniejszych faz małej epoki lodowcowej. Sama mała epoka lodowcowa, trwająca mniej więcej od XIV do XIX wieku, była łagodnym ochłodzeniem, nierównym w czasie i w przestrzeni, podsycanym także seriami erupcji. Lodowce górskie rosły, ale lądolody nie wróciły. Ochłodzenie nastąpiło po średniowiecznym optimum klimatycznym, które również miało głównie regionalny zasięg.

Najdłuższą skalę mają cykle Milankovicia, czyli okresowe zmiany orbity i ustawienia osi Ziemi. Ekscentryczność orbity zmienia się w rytmie około 100 tys. lat, nachylenie osi – około 41 tys. lat, a precesja – około 23 tys. lat. Cykle te przesuwają nasłonecznienie między porami roku i szerokościami geograficznymi i wyznaczają okna, w których może zacząć się glacjał.

Nowa epoka lodowcowa? Nie wcześniej niż za dziesiątki tysięcy lat

W skali życia człowieka nowa epoka lodowcowa nam nie grozi. Od około 11,7 tys. lat trwa holocen, czyli interglacjał, ciepła przerwa między zlodowaceniami. Wejście w glacjał wymaga dwóch warunków naraz: słabego nasłonecznienia lata na północy i niskiego stężenia CO₂. Tę krytyczną zależność dla przeszłych i przyszłych zlodowaceń wyznacza analiza naukowców z Poczdamu. Według niej obecnie nie ma oznak nadchodzącej nowej epoki lodowcowej.

Różne horyzonty wynikają z różnych założeń o emisjach:

• Stężenie CO₂ jak sprzed epoki przemysłowej – orbita pozwoliłaby na naturalny początek glacjału za dziesiątki tysięcy lat.
• Skumulowane emisje rzędu 1000–1500 gigaton węgla, uznawane przez autorów za umiarkowane – glacjał odsuwa się o kolejne okna orbitalne. Nadmiar CO₂ usuwa przy tym głównie wietrzenie skał, trwające setki tysięcy lat.

Czy zapowiadane „wielkie minimum słoneczne” może ten termin przyspieszyć? Zapowiedzi małej epoki lodowcowej w najbliższych dekadach to tezy pojedynczych badaczy. Model klimatu z Poczdamu przeliczył skutki takiego minimum: ochłodzenie jest znacznie mniejsze niż ocieplenie od gazów cieplarnianych. Minimum mogłoby więc co najwyżej spowolnić ocieplenie. Glacjału nie przybliża, bo nie zmienia ani orbity, ani stężenia CO₂.

Dlaczego Ziemia się ociepla, choć od tysięcy lat powinna się ochładzać?

Czynniki naturalne nie tłumaczą ocieplenia obserwowanego od XIX wieku. Po cieplejszej fazie wczesnego holocenu orbita sprzyja ochładzaniu, więc bez udziału człowieka temperatura dryfowałaby w dół. Gazy cieplarniane ze spalania paliw kopalnych odwróciły ten kierunek. IPCC uznaje wpływ człowieka na ocieplenie za jednoznaczny.

Od Słońca odróżnia je profil temperatury atmosfery. Dopływ energii ze Słońca do szczytu atmosfery śledzą od 1978 roku pomiary satelitarne NASA. Gdyby to Słońce ogrzewało planetę, cieplej robiłoby się we wszystkich warstwach, od powierzchni po stratosferę. Obserwacje pokazują co innego: przy powierzchni temperatura rośnie, a stratosfera w tym czasie się ochładza. Takiego układu Słońce wytworzyć nie może.

Tak działa wzmocniony efekt cieplarniany: ciepło zostaje w dolnej atmosferze, a do stratosfery dociera go mniej. Obecne ocieplenie nie jest więc powrotem do normy po małej epoce lodowcowej, lecz przykrywa naturalną skłonność klimatu do ochładzania.

Zatrzymanie AMOC może ochłodzić Europę mimo globalnego ocieplenia

Jedyny realny scenariusz ochłodzenia w perspektywie stuleci dotyczy regionu, a nie całej planety: zatrzymanie AMOC mogłoby wyziębić część Europy, choć globalne ocieplenie trwałoby dalej. AMOC, czyli atlantycka południkowa cyrkulacja wymienna, to fragment cyrkulacji termohalinowej, napędzanej różnicami temperatury i zasolenia. Niesie ciepłą, słoną wodę na północ, gdzie ta oddaje ciepło, gęstnieje i opada w głąb oceanu.

Paradoks bierze się z wody słodkiej. Topniejący lód Grenlandii i większe opady wysładzają powierzchnię Północnego Atlantyku, więc lżejsza woda słabiej opada i cała cyrkulacja zwalnia. Mniej ciepła trafia wtedy na północ, choć reszta globu się nagrzewa.

Czy razem z AMOC zniknie Golfsztrom? Według raportu IPCC o oceanach Prąd Zatokowy należy do dwóch układów cyrkulacji Północnego Atlantyku. Są to AMOC i subtropikalny wir. Ten drugi napędzają głównie wiatry, więc Prąd Zatokowy raczej nie zniknie. Osłabnąć może przede wszystkim ta część przepływu, która należy do AMOC.

Historycznym precedensem jest Młodszy Dryas, nawrót chłodu sprzed około 12,9–11,7 tys. lat, wiązany z osłabieniem cyrkulacji po dopływie wód roztopowych. Ziemia dopiero wtedy wychodziła z glacjału. Na kontynentach półkuli północnej zalegały jeszcze wielkie lądolody. Dziś tło jest inne: poza Grenlandią lądolodów na północy nie ma, a średnia temperatura globu rośnie.

Stan wiedzy IPCC ujmuje w dwóch ocenach z jednym zastrzeżeniem:

• Osłabienie AMOC – bardzo prawdopodobne w XXI wieku przy każdym scenariuszu emisji SSP.
• Gwałtowne załamanie – ze średnim poziomem pewności nie nastąpi przed 2100 rokiem; żaden model klimatu CMIP6 go w tym stuleciu nie pokazuje.
• Ograniczenie modeli – CMIP6 pomija dopływ wody z topnienia lądolodu grenlandzkiego, co obniża pewność tej oceny.

Symulacje CMIP6 wydłużone do lat 2300–2500 pokazują po 2100 roku zatrzymanie głębokiej cyrkulacji AMOC we wszystkich 9 modelach przy wysokich emisjach. Przy scenariuszu zgodnym z porozumieniem paryskim dochodzi do niego w 2 z 9 symulacji. Skala ryzyka zależy więc od emisji. Według modelu CESM silnie osłabiona AMOC przy ociepleniu globalnym nieprzekraczającym 2°C wywołałaby głębokie ochłodzenie Europy Północno-Zachodniej.

W 2025 roku Islandia uznała możliwe zatrzymanie AMOC za zagrożenie dla bezpieczeństwa narodowego. Według klimatologa Rahmstorfa kraj leży blisko centrum możliwego ochłodzenia, więc jego adaptacja do zmian klimatu musi uwzględniać także scenariusz chłodu.

Mroźna zima nie oznacza ochłodzenia klimatu – jak odróżnić pogodę od trendu?

Klimat to średnia z wielu lat – standardowy okres klimatologiczny Światowej Organizacji Meteorologicznej obejmuje 30 lat – a pojedynczy sezon to pogoda. Mroźna zima albo zimny maj mówią o warunkach z kilku tygodni. Kierunek zmian widać dopiero przy porównaniu kolejnych trzydziestoleci.

Polska dobrze ilustruje taki trend. W danych IMGW o temperaturze średnia dla kraju wynosiła 7,55°C w trzydziestoleciu 1951–1980. W ostatnim okresie 30-letnim wzrosła do 8,73°C, czyli o ponad stopień.

Zimne epizody przy ocieplającym się klimacie mają dwa główne źródła. Pierwszym jest napływ masy powietrza arktycznego: gdy wir polarny słabnie, prąd strumieniowy zaczyna silnie falować i mroźne powietrze spływa daleko na południe. Arktyka jako całość bywa wtedy cieplejsza niż zwykle, bo chłód zostaje jedynie przemieszczony. Mróz w Polsce i odwilż nad biegunem to często dwie strony tego samego układu.

Drugim źródłem jest La Niña, czyli faza ochłodzenia wód powierzchniowych środkowego i wschodniego Pacyfiku równikowego. Po jej wystąpieniu średnia temperatura na Ziemi spada na kilka miesięcy, po czym wraca na ścieżkę wieloletniego trendu.

Czy rekordowo mroźny styczeń oznacza więc, że ochłodzenie się zaczęło? Rozstrzyga porównanie z normą i trendem: pojedyncza chłodna zima na tle trendu wieloletniego nie przeczy ociepleniu.