BAZA WIEDZY

Czy klimat się ociepla?

24 września 2018

Pomiary temperatury powietrza przy powierzchni Ziemi prowadzone są na wystarczająco dużym obszarze, by można było wnioskować o globalnych zmianach klimatu od połowy XIX wieku. W ostatnich 40 latach do pomiarów dokonywanych przy powierzchni, zarówno na lądach, jak i na morzach, doszły pomiary (a raczej zdalne obserwacje) satelitarne. Choć różne serie pomiarowe różnią się technikami pomiarowymi, stopniem pokrycia pomiarami powierzchni Ziemi oraz sposobami obróbki i analizy danych, to zgodnie pokazują, że od drugiej połowy XIX wieku średnia temperatura powierzchni naszej planety wzrosła o około 1°C, szczególnie szybko rosnąc w ostatnich dekadach.

Ilustracja 2. Anomalia, czyli odchylenie temperatury powierzchni Ziemi od średniej (dla pomiarów satelitarnych UAH i RSS zmiany temperatury troposfery na wysokości kilku kilometrów) względem okresu bazowego 1981–2010. Źródła: NASA GISS, HadCRUT4, NOAA, BEST, UAH, RSS.

Oprócz bezpośrednio mierzonych temperatur powietrza przy powierzchni Ziemi o postępującym ociepleniu świadczy wiele innych obserwacji, takich jak przesuwanie się stref klimatycznych, zanik lodu morskiego w Arktyce, topnienie lądolodów Grenlandii i Antarktydy oraz lodowców, wzrost poziomu oceanów, coraz częstsze fale upałów, nagrzewanie się oceanów od powierzchni w głąb, tajanie wieloletniej zmarzliny (kiedyś nazywanej „wieczną”), migracje gatunków w kierunku biegunów i na wyższe wysokości oraz wiele innych zjawisk.

W wyniku zachwiania równowagi radiacyjnej Ziemi (powstałej w wyniku wzrostu stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze) cała planeta, a więc jej atmosfera, oceany, lądy i lodowce akumulują energię. Żeby mieć pełny obraz globalnego ocieplenia, trzeba uwzględniać wszystkie zmiany energii w systemie. Możemy zbadać zmiany zawartości energii w atmosferze (znamy jej pojemność cieplną i zmiany temperatury), energię zużywaną na topnienie lodowców i lądolodów (decydująca jest tu ilość traconej przez nie masy, przekładająca się na ilość energii zużywanej na przemianę fazową lodu w wodę, zmiany temperatury lodu mają mniejsze znaczenie), energię idącą na podgrzewanie gleb oraz trafiającą do oceanów.

Ilustracja 3. Dokąd trafia nadwyżka energii z nierównowagi radiacyjnej: nagrzewanie oceanów 93%, topnienie lodu (pływający lód morski, lodowce, lądolody) 3%, ogrzewanie lądów 3%, nagrzewanie się atmosfery 1%. Źródło 5. Raport IPCC

 

Analizy pokazują, że 93% całości nadwyżki energii akumulującej się w ziemskim systemie klimatycznym trafia do oceanów, po ok. 3% idzie na podgrzewanie gruntu na lądach i topnienie lodu (morskiego, w lodowcach i lądolodach), a jedynie 1% na podgrzewanie atmosfery. Przypomnijmy: pojemność cieplna oceanów jest ponad tysiąckrotnie większa od pojemności cieplnej atmosfery. Ciepło z powierzchni oceanów jest ponadto bardzo łatwo odprowadzane w głąb, inaczej niż w przypadku gleb czy lodu, które w porównaniu z wodą są bardzo skutecznymi izolatorami.

Ilustracja 4. Oszacowanie bilansu energetycznego oceanu względem okresu bazowego 1958–1962. Zaznaczone są trzy wielkie erupcje wulkaniczne. Nierównowaga radiacyjna, oszacowana za pomocą pomiarów satelitarnych na szczycie atmosfery (pomnożona przez czynnik 0,93 dla uwzględnienia części energii trafiającej do oceanów) i dopasowana wartością do zmian energii w oceanach w okresie 2013–2014 zaznaczona jest żółtą linią. Szare linie kreskowane pokazują 95% przedział ufności. Źródło

Obserwujemy więc, że energia termiczna w oceanach rośnie w tempie 1,1·1022 J rocznie. Jeśli niewiele ci to mówi, nie przejmuj się – to faktycznie bardzo duża liczba. Przeliczmy ją na coś bardziej namacalnego. Gdybyśmy nagrzewali oceany za pomocą detonacji bomb atomowych, takich jak ta zrzucona na Hiroszimę w 1945 roku (o mocy 15 kiloton ekwiwalentu trotylu), jak często musielibyśmy uruchamiać taką „grzałkę”? Przeliczona na dżule energia wybuchu takiej bomby atomowej to 6,3·1013 J. Musielibyśmy więc detonować 1,1·1022 / 6,3·1013 = 175 mln bomb rocznie (czyli blisko pół miliona dziennie).

Pojawia się oczywiście pytanie: czy obecne ocieplenie jest czymś nietypowym? I następne: jak ma się ono do zmian klimatu, które zachodziły wcześniej?

Tysiące i miliony lat temu nikt nie mierzył temperatur, stężeń gazów cieplarnianych, poziomu morza czy aktywności słonecznej. Nie tylko z braku odpowiednich instrumentów pomiarowych – przez większą część historii Ziemi brakowało również odpowiednio inteligentnego „kogoś”. Aby poznać odległe dzieje naszej planety, musimy więc sięgać po tzw. wskaźniki klimatyczne (ang. proxy), czyli dane, na podstawie których można pośrednio oszacować parametry opisujące klimat (np. temperaturę, skład atmosfery czy dostępność wody). Ślady dawnych zmian klimatu są dostępne w wielu miejscach, od głębin oceanicznych po lądolody – trzeba tylko wiedzieć, jak je wytropić i odczytać. Cennych informacji dostarczają pozostałości roślin i zwierząt, słoje drzew, szata naciekowa jaskiń, rdzenie lodowe, osady oceaniczne i jeziorne itp.

Sięgając dalej w przeszłość, widzimy, jak stabilny był klimat w ostatnich 11,5 tys. lat, możemy też prześledzić wyjście klimatu Ziemi ze stanu epoki lodowej (co miało miejsce wcześniej).

Ilustracja 5. Anomalie średniej temperatury powierzchni Ziemi w okresie ubiegłych 22 000 lat względem okresu referencyjnego 1961–1990. Mapa w dolnym prawym rogu przedstawia lokalizacje wraz ze wskaźnikami klimatycznymi wykorzystane w badaniu oznaczonym linią zieloną.
Źródła: Shakun Temperature Anomaly. Shakun, J.D. i in., Global warming preceded by increasing carbon dioxide concentrations during the last deglaciation, Nature, 2012; Marcott Temperature Anomaly. Marcott, S.A. i in., A Reconstruction of Regional and Global Temperature for the Past 11,300 Years, „Science”, 2013 ; BEST. Average Land + Ocean Temperature Anomaly, Berkeley Earth 

Widać, że zmiany klimatu to coś normalnego w historii naszej planety – 20 tys. lat temu mieliśmy maksimum epoki lodowej, kiedy to północną Polskę oraz znaczne obszary Ameryki i Azji pokrywała wielka czapa lądolodu. Zupełnie gdzie indziej znajdowały się strefy klimatyczne, pustynie i linia brzegowa (bo duża ilość wody znajdowała się nie w oceanach, lecz w lądolodach). Później Ziemia zaczęła wychodzić z epoki lodowej, a około 10 tys. lat temu klimat Ziemi ustabilizował się na obecnym poziomie, z temperaturą około 4°C wyższą niż w czasach maksimum epoki lodowej (różne rekonstrukcje pokazują zakres zmian temperatury od 3 do 5,5°C).

Ta epoka niezmieniających się znacząco temperatur to holocen – okres rozkwitu naszej cywilizacji. Stabilny klimat bardzo nam odpowiadał – nie przesuwały się strefy klimatyczne, rozmieszczenie pustyń czy terenów nadających się pod rolnictwo. Osiedliliśmy się więc: założyliśmy wsie, a następnie miasta. Ustabilizowała się też linia brzegowa, więc mogliśmy pobudować wzdłuż niej miasta portowe.

Ostatni wzrost temperatury, zaznaczony na ilustracji 5. czerwonym kolorem, wyraźnie odbiega charakterem od pozostałej części wykresu. Średnia globalna temperatura w dekadzie 2007–2016 przekraczała średnią z holocenu o ok. 1,2°C, a średnią temperaturę najcieplejszego stulecia holocenu o ponad 0,3°C. Oznacza to, że jest ona obecnie największa co najmniej od interglacjału eemskiego 125 tys. lat temu (źródło).

Artykuł powstał dzięki pomocy Marcina Popkiewicza

Najnowsze artykuły

Sadzimy drzewa podczas 40 edycji Festiwalu Ale Kino!

Sadzimy drzewa podczas 40 edycji Festiwalu Ale Kino!

Przed nami jubileuszowa 40. edycja Ale Kino! Festiwal odbędzie się między 1 a 7 października w Poznaniu oraz między 30 listopada a 4 grudnia na platformie www.alekino.com. Wspólnie z twórcami Festiwalu posadzimy 40 drzew w Poznaniu! Ale Kino! to...

czytaj dalej
III Festiwal Czango w Polsce

III Festiwal Czango w Polsce

Festiwal Czango w Polsce podtrzymuje i ożywia tradycje Polski i Węgier na drodze wymiany kulturalnej. Tworzymy relacje, przyjaźnie pomiędzy sympatykami tradycyjnych kultur wielu narodów, dzięki wspólnemu doświadczeniu jej wspaniałości, zabawy,...

czytaj dalej
Ekologiczne warsztaty w Krakowie z Aeris Futuro

Ekologiczne warsztaty w Krakowie z Aeris Futuro

Festiwal Przyszłości Bomba Megabitowa odbywa się w tym roku po raz drugi, łącząc ze sobą naukę, technologię oraz kulturę. Jego patronem jest Stanisław Lem, genialny polski autor. Tegoroczna edycja poświęcona jest klimatowi, a nasza fundacja...

czytaj dalej
Dom tańców czango – zapraszamy do Krakowa

Dom tańców czango – zapraszamy do Krakowa

Festiwal Czango w Polsce, Stowarzyszenie Rozstaje oraz grupa Balfolks zapraszają na taneczny wieczór z muzyką na żywo z węgierską kapelą Szépszerével. Jeśli nigdy wcześniej nie tańczyłeś tańców Czangów – nie obawiaj się do nas dołączyć! Wszystkie...

czytaj dalej

BAZA WIEDZY

Co to jest kompost i kompostowanie?

Co to jest kompost i kompostowanie?

Zatrzymaj wodę w miastach – sposoby retencji wody

Zatrzymaj wodę w miastach – sposoby retencji wody

Woda, a urzędy – lepiej okiełznać, czy pielęgnować?

Woda, a urzędy – lepiej okiełznać, czy pielęgnować?

Rola lasów w procesie łagodzenia skutków suszy i przeciwdziałania suszy

Rola lasów w procesie łagodzenia skutków suszy i przeciwdziałania suszy

Nasadzenia śródpolne, miedze – techniki, dobór gatunków – skuteczność w zatrzymaniu wody

Nasadzenia śródpolne, miedze – techniki, dobór gatunków – skuteczność w zatrzymaniu wody

Poprawa stosunków wodnych w rolnictwie

Poprawa stosunków wodnych w rolnictwie

Co to jest „szara woda”? Instalacje do odzysku

Co to jest „szara woda”? Instalacje do odzysku

Łąki kwietne – sposób na wodę

Łąki kwietne – sposób na wodę

Przydomowe instalacje magazynowania i odzysku wody deszczowej

Przydomowe instalacje magazynowania i odzysku wody deszczowej

Mikroretencja wody – oczka wodne, kałuże ekologiczne

Mikroretencja wody – oczka wodne, kałuże ekologiczne

Zrównoważone zarządzanie wodą opadową za pomocą ogrodów deszczowych

Zrównoważone zarządzanie wodą opadową za pomocą ogrodów deszczowych

Duża retencja nie jest sposobem na suszę

Duża retencja nie jest sposobem na suszę

Mikroretencja – działanie dla każdego, lecz diabeł tkwi w szczegółach

Mikroretencja – działanie dla każdego, lecz diabeł tkwi w szczegółach

O retencji i melioracji, czyli gdzie jest nasza woda?

O retencji i melioracji, czyli gdzie jest nasza woda?

Zmienność Natury to zaleta – uwagi o sytuacji hydrologicznej kraju

Zmienność Natury to zaleta – uwagi o sytuacji hydrologicznej kraju

Dzieci i ryby głosu nie mają, czyli dlaczego z polskich rzek znikają ryby?

Dzieci i ryby głosu nie mają, czyli dlaczego z polskich rzek znikają ryby?

Organizacja wydarzeń w zielonym standardzie

Organizacja wydarzeń w zielonym standardzie

Jak organizować wydarzenia w Zielonym Standardzie?

Jak organizować wydarzenia w Zielonym Standardzie?

Co to jest Zero Waste?

Co to jest Zero Waste?

EKOMAŁOPOLSKA – odpowiedzialna konsumpcja

EKOMAŁOPOLSKA – odpowiedzialna konsumpcja

EKOMAŁOPOLSKA – stop marnowaniu żywności

EKOMAŁOPOLSKA – stop marnowaniu żywności

EKOMAŁOPOLSKA – gdzie lądują moje śmieci?

EKOMAŁOPOLSKA – gdzie lądują moje śmieci?

EKOMAŁOPOLSKA – oszczędzajmy wodę

EKOMAŁOPOLSKA – oszczędzajmy wodę

Ślad wodny – co to jest?

Ślad wodny – co to jest?

Stan środowiska i zmiany klimatu – komunikat z badań CBOS

Stan środowiska i zmiany klimatu – komunikat z badań CBOS

Zielone Festiwale – poradnik dla organizatorów

Zielone Festiwale – poradnik dla organizatorów

Urban Climates

Urban Climates

Polityka klimatyczna – fakty i mity

Polityka klimatyczna – fakty i mity

Jak chronić klimat? – poradnik dla aktywistów

Jak chronić klimat? – poradnik dla aktywistów

Energia odnawialna i efektywność energetyczna

Energia odnawialna i efektywność energetyczna

Najważniejsze fakty i mity klimatyczne

Najważniejsze fakty i mity klimatyczne

Klimat, a bioróżnorodność – część II

Klimat, a bioróżnorodność – część II

Czy klimat się ociepla?

Czy klimat się ociepla?

Pogoda, a klimat

Pogoda, a klimat

EDUKACJA Z KLIMATEM – podręcznik dla nauczycieli

EDUKACJA Z KLIMATEM – podręcznik dla nauczycieli

Klimat, a bioróżnorodność – część I

Klimat, a bioróżnorodność – część I

Energia odnawialna

Energia odnawialna

Zmiana klimatu

Zmiana klimatu

CO2 – najważniejszy gaz cieplarniany

CO2 – najważniejszy gaz cieplarniany

Czym jest klimat?

Czym jest klimat?

Globalne ocieplenie i efekt cieplarniany

Globalne ocieplenie i efekt cieplarniany