Wraz z nadejściem drugiej połowy roku coraz liczniej zgłaszają się kandydaci do nagrody „Klimatycznej Bzdury Roku”. Dziś w szranki staje profesor Mariusz Orion Jędrysek, Główny Geolog Kraju, który niedawno opublikował obszerny wpis "Zmiany klimatu – regionalnie i globalnie".
Wyciągnięte przez profesora Jędryska wnioski, że „brak jest jednoznacznych zależności fizycznych pomiędzy stężeniem gazów i globalnym wzrostem temperatury”, a rola człowieka w bilansie gazów cieplarnianych jest „znikoma”, są fałszywe i wynikają (najprawdopodobniej) z nieznajomości stanu badań nad klimatem i jego zmianami.
Choć pod względem merytorycznym tekst prof. Jędryska nie jest zbyt oryginalny, powtarzając mity, błędy i nieporozumienia, którymi portal „Nauka o klimacie” wielokrotnie już się zajmował, warto mu się przyjrzeć szczegółowo ze względu na osobę autora, wiceministra środowiska oraz Głównego Geologa Kraju.
Rysunek 1: Mariusz-Orion Jędrysek. Zdjęcie: Małgorzata Molenda, (źródło, Wikipedia, licencja CC BY-SA 3.0).
Profesor Jędrysek zaczyna od popularnego wśród polskich geologów stwierdzenia, że „jedyną niezmienną cechą klimatu jest to, że się on zmienia”, co ma sugerować, że i obserwowane w ostatnich dekadach globalne ocieplenie klimatu jest konsekwencją tej naturalnej zmienności klimatu [1] (wszystkie odsyłacze pod tekstem).
Nie wspomina jednak, że ta zmienność klimatu jest konsekwencją znanych nam praw fizyki, których używamy do opisu procesów zachodzących współcześnie, oraz mających miejsce tysiące czy miliony lat temu.
Prawa fizyki mówią, że podczas spalania węgla (a także innych kopalin) wytwarzany jest dwutlenek węgla;
że przy odpowiednio szybkim tempie emisji dwutlenek węgla będzie się akumulował w atmosferze; że wraz ze wzrostem zawartości CO2 ucieczka energii z powierzchni Ziemi w przestrzeń kosmiczną będzie trudniejsza;
zatem konsekwencją spalenia dużej ilości paliw kopalnych będzie ocieplenie całej planety.
Nie należy również zapominać, że z praktycznego punktu widzenia zmiany klimatu (czy też szerzej - zmiany środowiskowe) powinno się rozpatrywać w kontekście skutków, jakie dla nas niosą. To, że historia Ziemi, życia oraz naszego gatunku zawierała wiele dramatycznych zdarzeń nie powinno być powodem do bagatelizowania tego, co może mieć miejsce w niedalekiej przyszłości [2].
To że „były okresy, gdy Ziemia w całości była pokryta lodem i takie, w których lodowców nie było”, nie będzie przecież żadnym pocieszeniem dla osób zmuszonych do opuszczenia terenów zalewanych przez podnoszące się oceany.
Jako dowód tego, że obecne globalne ocieplenie nie jest niczym nadzwyczajnym, profesor Jędrysek przytacza m.in. pomiary temperatury wykonane w obserwatorium w Krakowie, wskazując na wystąpienie wyjątkowo ciepłego sierpnia w 1834 roku.
Argument ten jest chybiony z kilku powodów:
Po pierwsze, lokalnie mierzone temperatury z jednego miejsca w Polsce (a tym bardziej jednego miesiąca) zawsze charakteryzować się będą dużą zmiennością, nie jest zatem łatwo dostrzec w nich długoterminowe trendy. Dlatego mówimy o globalnym ociepleniu: jeśli uśrednimy zmiany temperatury mierzonej na dużych obszarach planety, ta zmienność ulegnie zredukowaniu (mniej więcej dziesięciokrotnie). W danych globalnych widzimy mniej szumu, a więcej sygnału.
Po drugie, nawet w przypadku Krakowa w ostatnich dekadach obserwowane jest silne ocieplenie. Dane cytowane przez profesora Jędryska tego nie wykazują... bo kończą się na roku 1990. Seria pomiarowa poprowadzona do 2016 roku pokazana jest na Rysunku 2.
Rysunek 2: Odchylenie średniej rocznej temperatury względem okresu bazowego 1961-1990. Źródła: E-OBS, GHCN, Berkeley Earth, IMGW [R1].
Po trzecie, losowy charakter zjawisk pogodowych (a średnie miesięczne z jednego miasta mówią nam więcej o pogodzie niż o klimacie) sprawia, że wystąpienie ekstremalnej wartości (miesiąca bardzo ciepłego albo bardzo zimnego) jest wysoce prawdopodobne, jeśli tylko poczekamy odpowiednio długo.
W przypadku serii temperaturowej z Krakowa jest to 200 lat, a ponieważ możemy wybrać post-factum ten miesiąc, który nam najbardziej odpowiada, nie powinno nikogo dziwić znalezienie wartości rekordowej (albo bliskiej rekordowej) na samym początku któregoś z dwunastu miesięcznych szeregów temperatur.
Po czwarte, ze względu na zmiany praktyk pomiarowych, wartości z początku XIX wieku należy traktować z dużą dozą ostrożności. Wiadomo skądinąd [3], że w 1834 roku w Obserwatorium Astronomicznym w Krakowie zmieniono oprzyrządowanie i do roku 1837 mierzone (zwłaszcza w miesiącach letnich) temperatury są (relatywnie) wyższe, niż wskazywałyby na to pomiary z innych, okolicznych stacji [4].
Lato 1834 roku było na obszarze Europy Środkowej bardzo ciepłe, ale nie aż tak ciepłe, jak wskazywałyby pomiary z Krakowa.
I tak zresztą od 1990 roku, po okresie rozpatrywanym przez profesora Jędryska, mieliśmy dwa sierpnie cieplejsze niż w 1834 roku.
Rysunek 3: Ogród botaniczny w Krakowie, na terenie którego założono jedną z pierwszych stacji meteorologicznych w Polsce. Początkowo pomiary prowadzone były za oknem widocznego w oddali Obserwatorium Astronomicznego. Zdjęcie: Patryk Bednarz (licencja CC BY-ND 2.0).
Kilka słów komentarza wymaga też przedstawiony w artykule wykres, mający obrazować „zmiany temperatury w ostatnim nieco ponad tysiącu lat”. Wykres ten zaczerpnięty został z publikacji profesora Jędryska [5]. Jak pisze autor:
"Z rekonstrukcji i własnych kalibracji proxy izotopowego w profilach torfowych i przyrostach rocznych pni drzew (drewna późnego) wynika (Ryc.2), że dziś mamy mniej więcej średnią milenijną, choć regionalnie pomiędzy np. Anglią a Polską, zmiany temperatury nie zachodziły synchronicznie".
Nawet już pomijając zastrzeżenie, że rekonstrukcje temperatur z dwóch relatywnie blisko położonych lokalizacji mogą nie być reprezentatywne dla całego globu,
teza profesora Jędryska jest nieprawdziwa z tego prostego powodu, że dane pokazane na wykresie nie zawierają „dziś”.
Krzywa pokazana na wykresie górnym to stara rekonstrukcja temperatur środkowej Anglii autorstwa brytyjskiego pioniera klimatologii, H. Lamba, i choć profesor Jędrysek cytuje ją za pracą z 1977 roku [6], w rzeczywistości jest jeszcze starsza - została opublikowana jeszcze w 1965 roku [7]. Jako taka nie mogła oczywiście uwzględniać ocieplenia obserwowanego w ostatnich dekadach, tym bardziej, że przedstawia średnie 50-letnie. Najmłodszy punkt odpowiada średniej 1901-1950. Jak zapewne się domyślacie, od tamtego czasu temperatury w środkowej Anglii wzrosły [8].
Profesor Jędrysek wyciął więc dane temperaturowe z prawie całego ostatniego stulecia, co pozwoliło mu na „niezauważenie” ostatnio zachodzącego ocieplenia.
Sam pomysł opierania się na rekonstrukcji paleoklimatycznej opublikowanej pół wieku temu wydaje się dość osobliwy również z tego prostego powodu, że praca Lamba się zwyczajnie (metodologicznie) zestarzała, i dzisiaj jest już traktowana przez paleoklimatologów jako historyczna ciekawostka [9]. Jej przytaczanie mogło być od biedy usprawiedliwione 15 lat temu, kiedy profesor Jędrysek publikował swój artykuł o rekonstrukcji temperatur z Karkonoszy, jednak dzisiaj dostępnych jest wiele innych, nowszych badań, dotyczących klimatu regionów bliższych nam geograficznie niż środkowa Anglia [10].
Omówiony przez profesora Jędryska mechanizm działania wymuszeń radiacyjnych, choć uproszczony, jest na samym początku poprawny, jednak dalsza część jego wywodu zawiera już wnioski albo nieuzasadnione, albo po prostu błędne.
Przykładowo, straszy on odnawialnymi źródłami energii, ponieważ elektrownie wodne „zamieniają mniej radiacyjny CO2 na bardzo radiacyjny CH4”. Faktycznie, zbiorniki słodkowodne są znaczącym źródłem emisji metanu, jednak wciąż szacowanej na zaledwie kilka-kilkadziesiąt milionów ton globalnie [16].
Jest to więc około 1/10 naturalnych emisji metanu i tysiąc razy mniej, niż wynosi emisja dwutlenku węgla.
Nie ma zatem podstaw, aby obawiać się, jak sugeruje profesor Jędrysek, że zwiększenie udziału OZE spowoduje „wzrost efektu cieplarnianego”.
Profesor Jędrysek narzeka, że
przy tworzeniu tych modeli [klimatu] i obliczaniu wymuszania radiacyjnego podaje się tzw. składnik antropogeniczny netto, co zdaniem autora jest sugestią wprowadzającą w błąd, że tylko i wyłącznie ludzie są odpowiedzialni za wzrost stężenia ditlenku węgla, metanu i tlenku diazotu w atmosferze.
Nie jest to prawdą - wymuszenia radiacyjne można definiować dla dowolnych zaburzeń bilansu energetycznego planety, powodowanych czynnikami zarówno naturalnymi, jak i antropogenicznymi. Klasycznym przykładem wymuszeń należących do tej pierwszej kategorii są przecież erupcje wulkaniczne, wprowadzające do stratosfery związki siarki, które powodują zmniejszenie ilości promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni planety.
Natomiast w kontekście globalnego ocieplenia sugerowanie, że tylko i wyłącznie ludzie są odpowiedzialni za obserwowany od XVIII wieku wzrost stężenia CO2, CH4 i N2O nie jest „sugestią wprowadzającą w błąd”, tylko po prostu faktem. Wiemy, w jaki sposób działalność człowieka spowodowała wzrost koncentracji tych gazów, i mamy wszelkie powody by przypuszczać, że
gdyby Homo Sapiens na Ziemi nie było, poziom gazów cieplarnianych w atmosferze kształtowałby się na podobnych poziomach, co podczas poprzednich interglacjałów [17].
Rysunek 5: Zmiany koncentracji atmosferycznych CO2, CH4 i N2O. Górny panel: ostatnie 800 tys. lat. Dolny panel: ostatnie 2000 lat. Meinshausen i in., 2017
Niezrozumienia przez profesora Jędryska zastosowań pojęcia wymuszenia radiacyjnego dowodzi dalsza część jego wywodu, w której pokazuje „udział w stężeniach gazów cieplarnianych w atmosferze Ziemi” i wskazuje, że „zdecydowanie dominujące znaczenie dla podgrzewania atmosfery ma para wodna”. Zasadniczo jest to prawdą, choć akurat pokazane przez profesora Jędryska wykresy zawierają błędne wartości – udział pary wodnej w efekcie cieplarnianym wynosi około 67% zatrzymywanego promieniowania dla bezchmurnego nieba [18], a nie 95%, jak sugeruje profesor Jędrysek (nie wiadomo, na jakiej podstawie).
Natomiast przyczyną, dla której para wodna nie jest uwzględniana jako wymuszenie radiacyjne, jest jej krótki czas życia w atmosferze, oraz zależność jej zawartości w atmosferze od temperatury, wynosząca około 7%/1°C [19].
Zależność od temperatury powoduje, że para wodna pełni w systemie klimatycznym rolę dodatniego sprzężenia zwrotnego, natomiast sama z siebie nie może być wymuszeniem radiacyjnym.
Dalsza część referatu zawiera jeszcze więcej błędów. Profesor Jędrysek pisze:
"W okresie od ok. 1750 do 2014 roku stężenie ditlenku węgla i metanu w atmosferze wzrosło z 278 do 400 ppm (ang. parts per milion czyli 10-6), metanu w z 722 do 1803 ppb (ang. parts per billion czyli 10-9) a tlenku diazotu z 271 do 324,4 ppb. Stężenia te rekonstruowano głównie z pęcherzyków powietrza z rdzeni lodowych, parametrów roślin, minerałów i skał (czyli proxy). Wzrosty te zdecydowanie można to przypisać w znaczącej części działalności człowieka, ale pamiętajmy, że proxy dla tych gazów w atmosferze Ziemi, wskazują, że także w ostatnich ok. 10 000 lat był niemal niezmienny wzrost stężenia CO2. W tej skali, rola człowieka jest w zasadzie żadna. Stąd pojawiające się wątpliwości czy korelacje zmian temperatury i stężenia gazów cieplarnianych nie mają raczej wspólnej przyczyny, albo to ocieplenie nie zwiększyło stężeń niektórych gazów w atmosferze Ziemi, albo wręcz czy czynniki astronomiczne nie zmieniły czynników ziemskich kontrolujących temperaturę i stężenia gazów w atmosferze. Wielu badaczy widzi bowiem przyczyny tych zmian w procesach geologicznych (emisje endogeniczne) i/lub astronomicznych (aktywność Słońca, zmiany konfiguracji cykli orbitalnych - cykle Milankovicia).”
Trudno poważnie traktować naukowca, który utrzymuje że istnieją jakieś „wątpliwości” co do antropogenicznego pochodzenia wzrostu zawartości gazów cieplarnianych po 1750 roku, oraz sugeruje że za wzrost ten, oraz wzrost temperatury, odpowiada jakaś nierozpoznana „wspólna przyczyna”.
Jest to tym dziwniejsze, że w publikacjach, w których profesor Jędrysek jest podpisany jako współautor, takie wątpliwości nie są wyrażane. Wręcz przeciwnie, akceptowana jest w nich teza, iż spalanie paliw kopalnych spowodowało wzrost koncentracji oraz zmianę składu izotopowego dwutlenku węgla w atmosferze.
Rysunek 6: Pracownicy Ice Core Lab w Kolorado zdejmują z półki rdzeń lodowy do analizy.Zdjęcie autorstwa Richarda Nunna zamieszczamy dzięki uprzejmości USGS.
Jeśli w ostatnim czasie profesor Jędrysek nabrał jednak jakichś wątpliwości, to powinny je rozwiać następujące fakty:
Podkreślmy w tym miejscu, że nie są to ustalenia nowe – przyczyny wzrostu obserwowanej koncentracji dwutlenku węgla zostały rozstrzygnięte przez naukę już 60 lat temu [20], a powyższe fakty znaleźć można opisane w chyba każdym współczesnym podręczniku do geochemii czy paleoklimatologii (np. [21]).
Można byłoby więc oczekiwać od profesora Jędryska, że swoje wątpliwości najpierw skonfrontuje z literaturą przedmiotu, zamiast dzielić się nimi publicznie, i sugerować w ten sposób, że są to wciąż nierozwiązane problemy.
Profesor Jędrysek utrzymuje, że „istnieje także spory rozdźwięk pomiędzy klimatologami a paleoklimatologami (gł. geolodzy) w ocenie przyczyn zmian klimatu”.
Nie podaje przy tym żadnych przykładów, więc trudno zrozumieć, co miał na myśli – przykładowo, paleoklimatolodzy biorą udział w pracach IPCC - Intergovernmental Panel of Climate Change - którego raporty cytuje sam profesor Jędrysek), a tak szacowne stowarzyszenia i organizacje geologów, jak Geological Society of London [20], czy Geological Society of America [23], w pełni zgadzają się z ustaleniami klimatologów co do przyczyn globalnego ocieplenia.
Nawet propozycja wydzielenia nowej epoki geologicznej nazwanej „antropocenem”, zgłoszona do Międzynarodowej Komisji Stratygrafii, potwierdza akceptację przez środowisko geologów roli człowieka w kształtowaniu środowiska naturalnego, w tym klimatu.
Osobliwa jest też sugestia, że „proxy geochemiczne zdają się nas uspokajać – wszystko to już było i przyroda reagowała sekwestracją naturalną”.
Oczywiście, „wszystko” to również epizody Ziemi-śnieżki, wielkie wymierania gatunków, zakwaszanie oceanów czy epizody anoksyczne (beztlenowe), a chyba nikt przy zdrowych zmysłach nie chciałby doświadczyć takich zjawisk za własnego życia.
Jeśli już, to proxy geochemiczne prowadzą do alarmujących wniosków: przykładowo, podczas najlepiej zbadanego epizodu hipertermicznego (gwałtownego wzrostu temperatury) u schyłku eocenu (PETM) sekwestracja uwolnionego do atmosfery węgla trwała dziesiątki tysięcy lat, a skutki klimatyczne około 150 tysięcy lat [24][25].
Tymczasem, podczas PETM tempo emisji dwutlenku węgla do atmosfery było co najmniej dziesięciokrotnie mniejsze od współczesnej emisji antropogenicznej - co ustalili właśnie specjaliści od proxy geochemicznych, Richard Zeebe, Andy Ridgwell i James Zachos [26]. Naukowcy ci nie uznają tych wniosków za uspokajające, wręcz przeciwnie, w podsumowaniu swojego artykułu napisali:
"Biorąc pod uwagę wpływ na ekosystemy, obecne/przyszłe tempo zmiany klimatu i zakwaszania oceanów jest dla wielu gatunków zbyt szybkie, by mogły się zaadaptować, co prawdopodobnie spowoduje masowe wymieranie w środowiskach morskich i lądowych, znacząco przekraczające to z PETM."
Oczekiwanie, że przyroda sama – w geologicznej skali czasu – za nas posprząta, wydaje się więc nieco na wyrost.
Profesor Jędrysek w wielu miejscach podkreśla, jak wiele rzeczy jeszcze nie wiemy o mechanizmach odpowiedzialnych za zmiany klimatu oraz ich skutkach. Faktycznie, wiele obszarów klimatologii wciąż wymaga badań. Niepewności związane z funkcjonowaniem systemu klimatycznego nie powinny być jednak, jak sugeruje profesor Jędrysek, powodem do lekceważenia ryzyka związanego ze zmianą składu atmosfery, jakiej dokonuje obecnie ludzkość.
Gmeranie przy słabo poznanym, acz skomplikowanym urządzeniu o krytycznym znaczeniu jest przecież bardziej niebezpieczne, niż eksperymenty poprzedzone dogłębną lekturą podręcznika obsługi. Tym bardziej, że przecież niektóre nieprzyjemne skutki destabilizacji klimatu naszej planety znamy z zapisu geologicznego.
Rysunek 7: Naukowcy opuszczają do wody jedną z boi programu Argo. Zdjęcie zamieszczamy dzięki uprzejmości NOAA.
Tym niemniej, wiele przykładów niepewności wymienionych przez profesora Jędryska jest nieuzasadnione, i wynikają one raczej z jego niewiedzy (?), a nie rzeczywistych ograniczeń klimatologii. Przykładowo, pisze on, że „nie są znane dobrze rozkłady temperatur dla całej kolumny wodnej oceanów, a jedynie dla powierzchni tj. dla do głębokości od 0 do 75 m”.
W rzeczywistości, dzięki tysiącom pływaków sieci ARGO, od kilkunastu lat monitorujemy z dużą dokładnością zmiany temperatury oceanów do głębokości aż 2 kilometrów; starsze pomiary oceanograficzne umożliwiają nie tak dokładne, ale wciąż użyteczne szacunki tempa ocieplania się głębin oceanicznych dla ostatniego półwiecza [27].
Nieprawdziwa jest też teza, że błędy systematyczne satelitarnych rekonstrukcji temperatury troposfery (najniższej warstwy atmosfery) podważają rolę człowieka w ociepleniu.
Powód tego jest prosty: zmiany temperatury powierzchni Ziemi znamy z innych pomiarów, dokładniejszych niż satelitarne [28]. Nie było to takie oczywiste 27 lat temu, kiedy John Christy i Roy Spencer opracowali pierwszą wersję satelitarnej analizy UAH, obwieszczając, że udało im się osiągnąć precyzję 0,01°C dla średniej temperatury globalnej, nieosiągalną innymi tradycyjnymi metodami [29]. Jak wykazały późniejsze badania, ich optymizm był przedwczesny, a dzisiaj różnice w wartości trendów dekadowych różnych analiz, wyliczanych teoretycznie w oparciu o te same dane, wynosi około 50% [30].
Sugestia profesora Jędryska, że błąd oszacowania emisji metanu może wynosić dziesiątki miliardów ton, jest kompletnym nonsensem, którego nie uzasadniają żadne (niewymienione zresztą) „wątpliwości metodyczne”.
Również naturalna emisja CO2 z działalności wulkanicznej, ryftów śródoceanicznych i smokersów (kominów hydrotermalnych) jest poznana wystarczająco dobrze, by określić jej wpływ na obserwowane obecne zmiany w atmosferze jako zaniedbywalny [31], tym bardziej, że musi ona w dłuższych skalach czasowych być kompensowana przez procesy wietrzenia [32].
Nie ma też wątpliwości co do tego, że ubywa lodu na Grenlandii i Antarktydzie [33][34][35]. Jednym z potwierdzających ten fakt dowodów są satelitarne pomiary grawimetryczne, mierzące zaburzenia pola grawitacyjnego Ziemi spowodowane zmianą masy lądolodów, i w przypadku których wzmiankowana przez profesora Jędryska kwestia (modelowania miąższości lodu) jest bez znaczenia. Niezależnym potwierdzeniem kurczenia się lądolodów są także pomiary wzrostu poziomu oceanów, którego topniejący lód jest mierzalną składową [36].
Podsumowując, wyciągnięte przez profesora Jędryska wnioski, że „brak jest jednoznacznych zależności fizycznych pomiędzy stężeniem gazów i globalnym wzrostem temperatury”, a rola człowieka w bilansie gazów cieplarnianych jest „znikoma”, są fałszywe, i wynikają (najprawdopodobniej) z nieznajomości stanu badań nad klimatem i jego zmianami.
Autorzy: Doskonale Szare, Piotr Djaków, Szymon Malinowski i Marcin Popkiewicz. Tekst ukazał się 2 sierpnia na portalu naukaoklimacie.pl. Przedrukowujemy go w nieco zmienionej formie dzięki uprzejmości autorów.
Komentarze