01 lipca 2020

Ziemia cieplejsza aż o 5°C do końca wieku? Gorący spór naukowców o tempo kryzysu klimatycznego

Od kilkudziesięciu lat w środowisku naukowców zajmujących się globalnym ociepleniem toczy się – nomen omen – gorący spór. Spór ten nie ma nic wspólnego z sabatem negacjonistów od „głosy naukowców są bardzo różne!” (cytat z prezydenta Andrzeja Dudy). Jest o wiele ciekawszy i poważniejszy - chodzi o tzw. czułość klimatu. Wyjaśniamy dokładnie, o co w nim chodzi

Wpływ człowieka na wzrost temperatury Ziemi jest bezdyskusyjny. Nie aktywność Słońca i nie wybuchy wulkanów, jak często głoszą internetowi „znawcy”, tylko spalanie węgla i gazu powoduje, że Ziemię otula coraz grubsza warstwa termoizolacji, czyli coraz szybciej zwiększa się stężenie dwutlenku węgla (CO2) w atmosferze.

Beztroska emisja tego gazu już doprowadziła do ocieplenia klimatu o nieco powyżej 1°C względem epoki sprzed rewolucji przemysłowej.

Tempo wzrostu koncentracji CO2 w atmosferze jest bezprecedensowe. Na progu holocenu, gdy kończyła się ostatnia epoka lodowa, koncentracja CO2 w atmosferze wzrosła z ok. 180 do 270 cząsteczek na milion cząsteczek powietrza (ppm) przez 10 tys. lat – a więc ok. 1 ppm na 100 lat. W drugiej dekadzie XXI wieku tempo wzrostu przyspieszyło 200-krotnie do 2 ppm rocznie!

Chronocyklem do roku 2100

Klimatolodzy spierają się, o ile – choćby w przybliżeniu - ociepli się Ziemia na koniec wieku. Chodzi o tzw. czułość klimatu. By ją oszacować, naukowcy budują tzw. modele klimatu, czyli stopniowo coraz bardziej złożone programy komputerowe symulujące klimat i procesy na niego oddziaływające.

To najlepsza znana nauce metoda prognozowania zmian klimatycznych. Z prostego powodu: nie da się przeprowadzać eksperymentów na realnym klimacie. Tym bardziej nie da się – niczym w projekcie inżynierii temporalnej jak z opowiadań Stanisława Lema - wysłać chronocyklem satelitów meteorologicznych do roku 2100, by sprawdzić, jak bardzo popsuliśmy klimat naszej planety.

„Czułość klimatu jest parametrem, który mówi nam, jak wrażliwy jest klimat np. na wzmocnienie efektu cieplarnianego wywołane emisją gazów cieplarnianych przez człowieka. Jeśli wyemitujemy określoną ilość tych gazów, a wartość czułości klimatu jest niska, to ocieplenie klimatu będzie mniejsze niż w przypadku, gdy czułość klimatu byłaby wysoka”

– tłumaczy OKO Press Piotr Florek, polski naukowiec pracujący w brytyjskim Met Office Hadley Centre, czyli odpowiedniku naszego Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej.

„Określenie wartości czułości klimatu ma krytyczne znaczenie dla określenia ryzyka związanego z emisją antropogeniczną, oraz tego jak szybko powinniśmy redukować tę emisję” – mówi Florek.

Zagubiony jak komputer w chmurze

Od 25 lat istnieje projekt naukowy, który zajmuje się koordynowaniem badań wykonywanych przy pomocy modeli klimatu oraz przeprowadzanych w nich symulacji. Ów projekt to Coupled Model Intercomparison Project (CMIP), czyli Projekt Porównywania Modeli Sprzężonych. „Modele sprzężone" to historyczna nazwa modeli klimatu złożonych z więcej niż jednego komponentu.

Obecnie dobiega końca szósta faza projektu, określana skrótem CMIP6. Symulacje przeprowadzane w ramach tego projektu, wraz z ich analizą i opartymi o nie wnioskami, są omawiane w kolejnych raportach ONZ-owskiego Międzyrządowego Panelu ds. Zmian Klimatu (IPCC). Wyniki CMIP6 będą omawiane w szóstym raporcie IPCC, który ukaże się w przyszłym roku.

Większość symulacji w ramach CMIP6 przewiduje ocieplenie o ok. 3°C - plus minus 1,5°C - do 2100 roku, czyli w zakresie od uznawanego za stosunkowo bezpieczne 1,5°C do zdecydowanie niebezpiecznych 4,5°C.

Niepewność wynika z faktu, że nawet najdoskonalsze modele wciąż nie potrafią dobrze poradzić sobie z pozornie banalnym zjawiskiem, od tysięcy lat towarzyszącym nam i inspirującym rozmaite marzenia. Kto, siedząc nad rzeką w ciepły dzień, nie patrzył na chmury?

„Gdy emitujemy gazy cieplarniane albo zmienia się dopływ energii ze słońca, zmieniają się chmury. Chmury podnoszą lub obniżają średnią temperaturę globu. Dostarczają wodę w postaci ulewy lub drobnego deszczu. Chmury są sercem systemu klimatycznego” – mówił niedawno w wywiadzie dla OKO Press Szymon Malinowski, fizyk atmosfery z Uniwersytetu Warszawskiego.

„Główną przeszkodą w oszacowaniu zmian klimatycznych są tzw. sprzężenia zwrotne związane z chmurami, wynikające z tego, jak zmieniają ilość przepuszczanego, pochłanianego i odbijanego promieniowania słonecznego i podczerwonego”

– mówi Florek.

„Najlepsze, co można zrobić, to budować coraz doskonalsze modele klimatu i sprawdzać, jak zachowują się symulowane chmury w wirtualnym świecie, a następnie ocenić, na ile ich zachowanie i symulowane procesy są realistyczne i wiernie odzwierciedlają fizykę świata, który mamy tu i teraz” – dodaje naukowiec.

Bez paniki!

W 2017 roku niektóre modele uczestniczące w projekcie CMIP6 pokazały alarmujące wyniki. Według symulacji przeprowadzonych wówczas przez kilka europejskich i amerykańskich grup badawczych, czułość klimatu może wynieść od 4,5°C do 5,5°C w roku 2100. Biorąc pod uwagę półtorastopniowy zakres niepewności, górna granica ocieplenia mogłaby osiągnąć 6°-7°C! Oznaczałoby to totalną katastrofę cywilizacji ludzkiej już za kilkadziesiąt lat, za życia naszych dzieci i wnuków.

Co prawda nadal większość symulacji wskazywała na ocieplenie o 3°C plus minus 1,5°C, ale „modelarze” zaczęli zastanawiać się, dlaczego niektóre modele przewidują dużo większe ocieplenie? Rozwiązanie zagadki komplikował fakt, że większą czułość klimatu przewidywały modele nowej generacji, bardziej zaawansowane, a więc – zdałoby się – lepsze.

Badacze sięgnęli więc po metodę zaproponowaną w 2007 roku przez Tima Palmera i Marka Rodwella, wtedy pracowników Europejskiego Centrum Średnioterminowych Prognoz Pogody ECMWF.

Palmer i Rodwell zaproponowali następującą prostą hipotezę badawczą: jeśli model klimatu zawiera poważne błędy w odwzorowaniu "szybkiej" fizyki – czyli procesów rządzących np. zachowaniem chmur – to będzie mniej lub bardziej czuły, niż powinien na zmiany ilości dwutlenku węgla. A jeśli tak - to będzie też gorzej przewidywał pogodę. A ponieważ prognozy pogody można łatwo zweryfikować, więc w ten sposób można będzie oddzielić lepsze modele klimatu od gorszych.

W 2020 roku klimatolodzy z Met Office zastosowali metodę Palmera i Rodwella, żeby sprawdzić, czy da się w ten sposób wytłumaczyć wysoką czułość ich własnego modelu. Jak się okazało, model przewidywał pogodę równie dobrze, co odzwierciedlał długoterminowe ocieplenie klimatu. Co za tym idzie – dawał pewne podstawy do twierdzenia, że czułość klimatu jest w istocie wyższa, niż uważali naukowcy.

O wynikach napisał mainstreamowy „The Guardian”. Jednoznaczny ton artykułu – w wolnym tłumaczeniu zatytułowanego „Najgorsze scenariusze globalnego ocieplenia mogą być zbyt łagodne” - rozpętał na nowo dyskusję o czułości klimatu.

Jednak sam Palmer w artykule w „Nature” z końca maja stwierdził, że testowanie trafności modeli klimatycznych poprzez prognozowanie pogody wymaga dalszej pracy. Jednym z istotnych zastrzeżeń poczynionych przez Palmera jest fakt, że Met Office jest jednym z niewielu ośrodków naukowych dysponującym podobnymi modelami pogodowymi i klimatycznymi. „Ogólnie rzecz biorąc, modele pogodowe nie korespondują z klimatycznymi” – napisał Palmer.

„Nie możemy wykluczyć czułości 5°C, ale zarówno najnowsze trendy ocieplenia, jak i paleodata sugerują, że jest to mało prawdopodobne”

- napisał na Twitterze Reto Knutti, profesor fizyki klimatu na Politechnice Federalnej w Zurychu.

Nie oznacza to, że mamy nie przejmować się przewidywaną przez większość modeli istotnie mniejszą czułością klimatu na poziomie ok. 3°C, ostrzega Florek.

“Warto podkreślić - bo niewątpliwie stanie się to przedmiotem niezrozumienia i celowych przeinaczeń, że czułość klimatu o wartości 3°C wystarczyłaby do spowodowania katastrofalnego ocieplenia w pod koniec XXI wieku, jeśli nie podejmiemy szybkiej redukcji emisji” – mówi polski naukowiec.

Udostępnij:

Wojciech Kość

W OKO.press pisze głównie o kryzysie klimatycznym i ochronie środowiska. Publikuje także relacje z Polski w mediach anglojęzycznych: Politico Europe, IntelliNews, czy Notes from Poland. Twitter: <a href="https://twitter.com/WojciechKosc"> https://twitter.com/WojciechKosc</a>

Komentarze

Komentarze będą wkrótce dostępne