Temperatury wzrosną o 2 czy 5 stopni do końca stulecia?

Odpowiedzi na pytania o szybkość wzrostu temperatury na Ziemi mają udzielać modele klimatyczne, opracowywane przez naukowców w kilkunastu ośrodkach na całym świecie. Podawane przez nich wyniki często jednak się od siebie różnią. Sprawdzamy dlaczego i czy można im wierzyć.

Przewidzieć zmiany klimatu

Czym są modele klimatyczne? Najprościej mówiąc – są to programy komputerowe, które obliczają równania opisujące zachowanie atmosfery, oceanów, lądów, lodowców. Łączą dane, żeby móc przewidzieć, jak nasz klimat będzie się zmieniał z roku na rok.

W zależności od tego, jak modele zostały skonstruowane, mogą brać pod uwagę różne zachodzące na Ziemi procesy – np. opady atmosferyczne, tworzenie się smogu czy cykle geochemiczne, takie jak obieg węgla czy azotu.

Dzięki temu naukowcy mogą przewidzieć, jakie skutki będzie miało topnienie lodowców. Mogą sprawdzić, jak zmienią się pory roku i towarzyszące im temperatury. Wyniki uzyskane dzięki modelom pozwalają im dowiedzieć się jak planeta będzie reagowała na zmiany klimatu i w jakim środowisku będą żyć przyszłe pokolenia.

Takie modele mogą nam przypominać dobrze znane prognozowanie pogody. I nie bez przyczyny – oba te mechanizmy działają na podobnych zasadach. Z tym że w scenariuszach klimatycznych bierze się pod uwagę znacznie więcej danych – jak na przykład zmiany pokrywy roślinnej albo reakcje chemiczne zachodzące w oceanach.

„Jednym z koronnych argumentów sceptyków klimatycznych jest stwierdzenie, że «naukowcy nie potrafią nawet przewidzieć pogody w przyszłym tygodniu - jak więc mogą przewidzieć klimat za wiele lat»” – pisze Marcin Popkiewicz w „Nauce o klimacie”.

„Ten argument ilustruje elementarny brak zrozumienia dla różnic pomiędzy pogodą, która jest chaotyczna i trudna do przewidzenia, a klimatem, czyli pogodą uśrednioną w czasie. O ile nie można przewidzieć rezultatu pojedynczego rzutu kostką, to przewidzenie statystycznego rezultatu dużej liczby rzutów jest proste. I choć nie można przewidzieć dokładnie rozwoju atmosferycznych wirów – wyży i niżów, to średnie temperatury i opady w długim okresie w danym regionie można podać całkiem dokładnie” – dodaje.

Modele opracowują zespoły w różnych ośrodkach na całym świecie – na przykład amerykańskie Narodowe Centrum Badań Atmosferycznych (NCAR), The Met Office Hadley Center z Wielkiej Brytanii, Szwedzki Instytut Meteorologiczny i Hydrologiczny. Każdy z nich ma własne równania i parametry wybrane do obliczeń.

A to z kolei powoduje różnicę w wynikach.

Pomimo różnic w wynikach przyjęło się, że najbardziej prawdopodobne jest ocieplenie klimatu o 3°C w stosunku do ery przedindustrialnej. To oznaczałyby bardzo częste fale ekstremalnych upałów, suszę, stopnienie lodów niemal całej Grenlandii i części Antarktydy, co z kolei spowodowałoby wzrost poziomu mórz i zalanie części lądów.

„Modele pokazują, że jeśli radykalnie zaczniemy zmniejszać emisje w tej dekadzie i obniżymy je do 2030, a do 2050 roku osiągniemy neutralność, to jest szansa, że wzrost ocieplenia zatrzyma się na 1,5°C” – mówi prof. Zbigniew Karaczun, sozolog ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego (SGGW) w Warszawie, ekspert Koalicji Klimatycznej. - „IPCC* przedstawia scenariusze, które mówią o tym, jak trzeba redukować emisję, w zależności od tego, kiedy będzie jej pik. Im później, tym ostrzejsza będzie musiała być redukcja. Niektóre z tych scenariuszy przewidują nawet, że po 2050 roku pochłanianie CO2 będzie musiało być większe niż jego emisje” – dodaje.

Coraz bardziej pesymistyczne scenariusze. Ocieplenie o 5 stopni?

Jak informuje telewizja BNN Bloomberg, naukowcy z instytutów zajmujących się opracowywaniem i analizą modeli klimatycznych, zauważają coraz większe różnice między swoimi wynikami. Widzą też, że system komputerowy wylicza coraz mniej optymistyczne scenariusze dla naszej planety.

Kanadyjski system wyliczył ocieplenie o aż 5,64°C w porównaniu do czasów sprzed rewolucji przemysłowej. UK Earth System Model podaje 5,36 °C. Norweskie Centrum Badań podaje z kolei 2,56°C. Średnia z 27 modeli to 3,86°C. Amerykański NCAR przewiduje 5,3 °C

„Obawiamy się, że w modelu może być coś nie tak, ale jeszcze bardziej martwimy się, że model może mieć rację. Taki wzrost zwiększa ryzyko ekstremalnych skutków zmian klimatu” –mówi Andrew Gettelman, który prowadził badanie w NCAR.

Z tym, że taki scenariusz jest prawdopodobny, nie zgadza się część naukowców. W najnowszym wydaniu prestiżowego magazynu naukowego „Nature” klimatolodzy Zeke Hausfather i Glen Peters piszą, że aby temperatura wzrosła o 5°C, musielibyśmy do końca stulecia zwiększyć użycie węgla pięciokrotnie.

Co w takim razie zaburza obliczenia?

NCAR przewiduje, że może chodzić o reakcje chmur z emitowanymi przez ludzi aerozolami. Te interakcje mają powodować, że chmury odbijają więcej światła słonecznego, co pomaga w chłodzeniu planety. W jakim stopniu? Tego naukowcy wciąż nie ustalili. Pracują jednak nad modelem, który bardziej wiernie odtworzy zmiany w chmurach.

„Rozbieżność wyników bierze się z tego, jakie dane początkowe przyjmujemy i co dokładnie badamy. Pominięcie jednego elementu może spowodować, że wyniki końcowe wychodzą skrajnie różne i nie pokrywają się z wcześniejszymi” – mówi prof. Karaczun.

„System przyrodniczy zmienia się skokowo, a my modelujemy liniowo. Nie jesteśmy w stanie wszystkiego przewidzieć. Nie wiedzieliśmy, że pożary w Australii będą miały taką skalę – a wyemitowały bardzo dużo CO2, co mogło przecież wpłynąć na modele klimatyczne. Niemożliwa do przewidzenia erupcja wulkanu może zaburzać predykcje. Obecnie możemy przewidzieć, co przyniesie każde 0,1°C podniesienia się temperatury globalnej. Ale po przekroczeniu ładunku krytycznego, przyroda może reagować zupełnie inaczej niż dotychczas. Jak wtedy zareagują modele?” – dodaje.

Zmiany klimatu są realne

Naukowcy, pomimo rozbieżności, pracują nad ulepszaniem procesów – tak, żeby przewidywania były jak najbardziej realne. Jednak, zdaniem Marcina Popkiewicza z „Nauki o klimacie”, nie potrzebujemy doskonałych pod każdym względem modeli, żeby pokazać trendy w zmianach klimatu.

Brak jednolitych wyników dotyczących wzrostu temperatur nie oznacza, że globalnego ocieplenia nie ma. Już teraz światowe temperatury są wyższe o 1°C względem epoki przedindustrialnej.

„Sceptycy argumentują, że zanim zaczniemy angażować się w obniżanie emisji CO2, powinniśmy zaczekać, aż modele klimatycznie staną się zupełnie pewne” – mówi Marcin Popkiewicz. „Cóż - jeśli będziemy czekać na stuprocentową pewność, to nigdy nie zrobimy nic.”

*IPCC - Międzyrządowy Panel ds. Zmian Klimatu