Mam dla Ciebie dwie wiadomości – dobrą i złą. Aby przedstawić działanie kluczowych mechanizmów zmian klimatu, użyję matematyki. To zła wiadomość. A dobra? Będzie to matematyka na poziomie szkoły podstawowej – nie wyjdziemy poza cztery działania podstawowe.
Kiedy wstajesz rano, zadajesz sobie pytanie, jaka jest pogoda za oknem. Pada czy jest słonecznie? Jest zimno czy też ciepło? A może zapowiadają na dzisiaj burzę? To są pytania o pogodę. Pogoda to stan atmosfery w danej chwili i może się zmieniać z godziny na godzinę. Czy można powiedzieć, jaka pogoda będzie za rok? Może będzie zimny, deszczowy dzień? A może ciepły i słoneczny? Tego nie możemy być pewni – przewidywanie pogody na więcej niż kilka dni do przodu jest praktycznie niemożliwe.
A czym jest klimat? Czym się różni pogoda w danym miejscu od klimatu tego miejsca? Klimat to stan pogody uśredniony po kilkudziesięciu latach. Klimat danego miejsca mówi, jakiej np. temperatury i opadów można oczekiwać w konkretnym miesiącu, w jakich miesiącach występują burze itp. W odróżnieniu od pogody, klimat jest przewidywalny. Gdyby pozostawić moc Słońca na niezmienionym poziomie, ustabilizować aktywność wulkaniczną, położenie kontynentów, prądy oceaniczne, wysokość terenu, ilość aerozoli i gazów cieplarnianych obecnych w atmosferze i inne wpływające na klimat czynnik, to klimat wybranego miejsca pozostałby na zawsze niezmieniony. Oczywiście, żaden z tych czynników nie jest niezmieniony.
Poznajmy te mechanizmy bliżej. Każdy z nich cechuje się pewną siłą i skalą czasową działania.
Słońce zmienia swoją jasność w 11-letnim cyklu słonecznym. Od lat ’70 mierzymy energię otrzymywaną przez Ziemię od Słońca z pomocą satelitów.
Wcześniejsze informacje o zmianach energii Słońca znamy z pomiarów pośrednich. Aktywność słoneczną można mierzyć zarówno liczbą plam na Słońcu, jak i zawartością izotopu 10Be w odwiertach lądolodów Grenlandii i Antarktydy. 10Be jest izotopem produkowanym w atmosferze przez promieniowanie kosmiczne pochodzenia pozasłonecznego. Im aktywniejsze jest Słońce, tym skuteczniej jego magnetosfera ochrania układ planetarny przed tym promieniowaniem. W konsekwencji, im większa jest aktywność słoneczna, tym mniej tego promieniowania dociera do Ziemi i tym mniej powstaje 10Be. Ponieważ czas istnienia atomów berylu w atmosferze nie przekracza kilku lat, na podstawie zawartości 10Be można określić okresy wzmożonej aktywności słonecznej.
Wykres: Aktywność słoneczna w ciągu ostatnich 600 lat, mierzona liczbą plam i zawartością 10Be (ta skala jest na wykresie odwrócona). Źródło: www.globalwarmingart.com
Zmiany aktywności Słońca bardzo dobrze korespondują ze zmianami temperatury na Ziemi. Zarówno średniowieczne ocieplenie klimatu w IX-XIII wieku, jak i mała epoka lodowa w XV – XVIII wieku oraz ocieplenie w XX wieku są skorelowane z aktywnością Słońca. Jest bardzo możliwe, że aktywność Słońca w XX wieku była najwyższa w ciągu ostatnich 10 tysięcy lat. Na budowanie karczm na środku Bałtyku czy straganów na Tamizie w związku z tym w XX wieku było po prostu za ciepło. Jakie były zmiany średniej temperatury Ziemi pomiędzy małą epoką lodową a XX wiekiem? Różnica, uśredniona po całej planecie i porach roku, wynosiła około 0,5°C.
Wzrost temperatury do końca lat 50-tych XX wieku można wyjaśnić wzrostem aktywności Słońca. Szczególnie elegancko korelację pomiędzy aktywnością słoneczną a temperaturą pokazuje zbierający najbardziej przekonujące argumenty sceptyków profesjonalnie wykonany film „Wielkie Oszustwo Globalnego Ocieplenia” (The Great Global Warming Swindle). Możemy w nim zobaczyć taki oto wykres porównujący zmiany aktywności słonecznej i temperatury Ziemi.
Imponująca korelacja, czyż nie? Tylko dlaczego wykresy kończą się na przełomie lat ’70 i ’80? Ponieważ od tego czasu aktywność słoneczna maleje, a temperatura Ziemi mimo to coraz szybciej wzrasta. Tak wyglądałby ten wykres, gdyby go przedłużyć w czasie.
Tak więc aktywność Słońca przez wieki sterowała klimatem Ziemi, ale od około 50 lat klimat zaczęły kształtować również inne czynniki, w szczególności wyższa koncentracja gazów cieplarnianych w atmosferze. Wszelkie podkreślenia wcześniejszej korelacji pomiędzy aktywnością słoneczną, a temperaturą Ziemi jedynie uwypuklają fakt, że korelacja ta znikła w latach ‘60 XX wieku. Osoby zainteresowane przykładami fabrykowania faktów i manipulacji zawartych w filmie znajdą w materiałach dodatkowych krótki film pokazujący kilka co bardziej soczystych przykładów.
Zmiany klimatu pomiędzy ostatnią epoką lodowcową 20 tysięcy lat temu, a XX wiekiem były o rząd wielkości większe. Liczący sobie nawet 2 km grubości lądolód przykrywał obecną Kanadę, północne Stany Zjednoczone, znaczne obszary Europy i Azji. Średnia globalna temperatura była o 5°C niższa niż dziś. Epoki lodowcowe i dzielące je ciepłe okresy interglacjalne były również wywoływane przez Słońce, a konkretnie przez zmiany orbity Ziemi. Skala czasowa tych zmian orbity jest liczona w tysiącach do dziesiątek tysięcy lat. Tempo tych zmian jest zbyt powolne, żeby miały jakiś wpływ na obecne zmiany klimatu, szczególnie, że – jak zobaczymy – obecne zmiany orbity Ziemi powinny powodować spadek temperatury, a nie jej wzrost.
Słońce jest średnich rozmiarów typową gwiazdą tzw. ciągu głównego, za pomocą mechanizmów syntezy termojądrowej spalającej powoli wodór w hel. Słońce liczy sobie około 4,6 mld lat, a jego temperatura i promień powoli rosną, przez co rośnie też jasność Słońca – w ciągu miliarda lat około 10%. Dziś Słońce świeci o kilkadziesiąt procent mocniej, niż u swojego zarania. Za około miliard lat będzie świecić na tyle mocno, że oceany na Ziemi wyparują, co zakończy życie na Ziemi. Są to jednak procesy, których skala jest liczona w dziesiątkach milionów lat, nie mogą mieć więc wpływu na obecne ocieplanie się klimatu.
Następna część: Wulkany
