Modelowanie zjawisk atmosferycznych należy do jednej z najtrudniejszych obliczeniowo dziedzin nauki. Pogoda jest wypadkową statystyczną wielu wzajemnie powiązanych procesów fizycznych o bardzo skomplikowanym przebiegu.

Modelowanie pogody należy do tzw. zagadnień nieliniowych, które zazwyczaj charakteryzują się niezwykle skomplikowanymi rozwiązaniami, nazywanymi często chaosem deterministycznym. Mówiąc najprościej, w zjawiskach takich odpowiedź układu na pobudzenie nie jest liniowo proporcjonalna do wymuszenia. Najprostszym takim zjawiskiem jest siła oporu powietrza działająca na rękę wystawioną z okna pędzącego samochodu, która jest proporcjonalna do kwadratu prędkości.

Z jednej strony, teoretycznie, zjawiska te przebiegają wedle ustalonych prawideł natury, którymi rządzi zasadniczo termodynamika i mechanika klasyczna – teorie dobrze znane i rozumiane. Z drugiej zaś, przebieg zjawisk nieliniowych jest niezwykle czuły na warunki początkowe oraz na błędy i przybliżenia obliczeniowe. Popularnie nazywane jest to efektem motyla – znikoma różnica na jakimś etapie może po dłuższym czasie urosnąć do dowolnie dużych rozmiarów. W rezultacie nawet krótkoterminowe prognozy pogody są niepewne i często nietrafione. Zagadnienie staje się tym trudniejsze im dłuższy horyzont czasowy przewidywania mają objąć. Dlatego też właśnie wokół globalnego ocieplenia narosło wiele napięć i kontrowersji. Ciężko je precyzyjnie wykazać i staje się ono tym samym obiektem bardziej lub mniej naukowych spekulacji dodatkowo obciążonych ich wagą polityczną i finansową – ktoś na tym zyskuje, a ktoś traci. Dodatkowo atmosferę podgrzewają katastroficzne wizje snute przez fantastów, uniemożliwiające trzeźwe spojrzenie na zagadnienie.

Fizyka efektu cieplarnianego

Parametry termodynamiczne atmosfery ziemskiej zależą przede wszystkim od Słońca, które jest praktycznie jedynym dostarczycielem energii do układu. Gdyby nie atmosfera, temperatura na Ziemi wynosiłaby jedynie średnio -18°C, zamiast obecnych 14°C, uniemożliwiając zaistnienie życia. To dzięki efektowi cieplarnianemu część ciepła wypromieniowywanego przez Ziemię jest zatrzymywana przez atmosferę, podobnie jak to ma miejsce w szklarni. Dzieje się to za sprawą gazów cieplarnianych.

Trudno oszacować precyzyjnie, który z gazów i w jakim stopniu wpływa na efekt cieplarniany, bezdyskusyjnie jednak najważniejszy z nich to para wodna, czyli woda w stanie gazowym, odpowiedzialna obecnie za 36–70% (1, 2) efektu cieplarnianego. Dodatkowo, za sprawą pary wodnej, tworzą się chmury, które znakomicie odbijają dochodzące promieniowanie słoneczne, ale także zatrzymują promieniowanie Ziemi (3) (czyż bezchmurne noce nie bywają zimne). Tym samym całkowity cieplarniany efekt pary wodnej osiąga 66-85%. Niektórzy autorzy nawet podają 95-99% (4).

Drugim z kolei gazem absorbującym promieniowanie cieplne jest dwutlenek węgla, odpowiedzialny wedle różnych szacunków za 4–26% absorpcji ciepła w atmosferze. Od początku ery przemysłowej jego stężenie wzrosło o ok. 30%, co stało się powodem, lub pretekstem, do ogłoszenia w latach ’80 alarmu o globalnym ociepleniu, gdyż od lat 1970 obserwowano stały wzrost średniej temperatury razem ze wzrostem koncentracji dwutlenku węgla.

Większość emisji dwutlenku węgla ma czynniki naturalne (96%). Na przykład naturalne gnicie materiałów organicznych w obszarach zielonych to 220 miliardów ton, czyli ok. 35% emisji. Niewielka część jest spowodowana działalnością człowieka (4%) – przede wszystkim spalaniem paliw.

Dwutlenek węgla w atmosferze

Większość klimatologów i glacjologów utrzymuje, że obecne stężenie CO2 (ok. 385ppm) w atmosferze jest najwyższe od 450 tys. lat, kiedy to zawierało się w przedziale 180-300ppm (12) (ppm to miara zawartości danego gazu w mieszaninie gazów mówiąca o ilości cząsteczek danego gazu na milion wszystkich). Ma to być efekt kumulacji w atmosferze emisji dwutlenku węgla wytwarzanego przez człowieka, gdyż przekracza on bilans możliwy do naturalnego zaabsorbowania.

Niektórzy naukowcy jednak podważają dokładność oszacowań CO2 opartych na analizie zawartości gazów w odwiertach lodowców (5). Co ciekawe, w artykułach naukowych opublikowanych przed 1985 rokiem publikowane stężenia były zdecydowanie wyższe. Np. na podstawie analizy lodowców Grenlandii raportowano zawartość CO2 w atmosferze w przedziale 273-436ppm w ostatnich 40 tys. lat (6). Zaobserwowano również, że różne metody ekstrakcji dwutlenku węgla z rdzenia lodowego dają różne wyniki zawartości, różniące się nawet kilkakrotnie. Jednym z pierwszych naukowców zwracających uwagę na te problemy był prof. Zbigniew Jaworowski, obecnie z Instytutu Paleobiologii PAN, taternik, jeden z pierwszych ludzi mierzących skażenia promieniotwórcze lodowców po masowych testach broni jądrowej w latach 60-70. Mimo to przez szereg lat jako dogmat podawano stężenia dwutlenku węgla na podstawie jego zawartości w lodowcach.

Okazuje się, że ilość CO2 można również oszacować na podstawie osadów z liści roślin, gdyż ilość aparatów szparkowych na liściach (odpowiedzialnych za oddychanie roślin) jest odwrotnie proporcjonalna do zawartości dwutlenku węgla w powietrzu. Ostatnie badania (7) pokazują, że już w niedalekiej przeszłości stężenia CO2 bywały zdecydowanie większe niż obliczone na podstawie analizy rdzeni lodowych. Dodatkowo badania te jednoznacznie potwierdzają, że spadek stężenia CO2 następował w okresie naturalnego ochłodzenia zaś wzrost w okresie naturalnego ocieplenia klimatu, nie rozstrzygają jednak czy to temperatury rosły na skutek rosnącego stężenia dwutlenku węgla, czy odwrotnie, gdyż precyzyjne zrekonstruowanie fazy wykresów w tego typu analizach nastręcza ciągle duże trudności (7).

Dwutlenek węgla steruje ociepleniem czy odwrotnie?

Jednym z najciekawszych pytań w relacjach między globalnym ociepleniem a ilością dwutlenku węgla w atmosferze jest co jest jajkiem a co kurą. Dawniejszą przeszłość klimatyczną Ziemi poznaje się zasadniczo z osadów roślinnych, geologicznych, lodowych, zakładając, że głębsze warstwy odpowiadają dalszej przeszłości. Precyzyjne skalibrowanie głębokości i czasu jest niezwykle trudnym zadaniem. Zakłada się przeważnie milcząco, że to stężenie dwutlenku węgla najpierw wzrasta pociągając za sobą następnie wzrost temperatury klimatu. Tak też przedstawiał to Al Gore (wiceprezydent USA, noblista za działania na rzecz klimatu, z wykształcenia psycholog) w popularnej książce „An Inconvenient Truth: The Planetary Emergency of Global Warming and What We Can Do About It”. Nie ma na to jednak wyraźnych danych geologicznych. Jedyne, co można z pewnością powiedzieć, to, że zawartość dwutlenku węgla w atmosferze i temperatura są skorelowane, to znaczy wzrost jednego jest związany ze wzrostem drugiego, ale nie można na podstawie badań geologicznych jednoznacznie rozstrzygnąć, co jest przyczyną, a co skutkiem. Być może oba te zjawiska są następstwem jakiejś innej przyczyny?

Oczywiście bardzo często korelacje nie wynikają ze wzajemnych oddziaływań przyczynowo skutkowych skorelowanych wielkości. W demografii, podobnie jak klimat rządzonej statystyką, np. liczby kobiet i mężczyzn w populacji są skorelowane w 100%, aczkolwiek nie można powiedzieć, że liczba kobiet ma bezpośredni wpływ na liczbę mężczyzn. Ich korelacja jest spowodowana mniej więcej równym prawdopodobieństwem poczęcia chłopca i dziewczynki, a wzrost populacji po prostu przejawia się w równomiernym wzroście liczebności kobiet i mężczyzn. Oczywiście rozmaite perturbacje wojenne i zbrodnicze tę korelację zaburzają, ale po jakimś czasie wszystko wraca do normy.

Podobnie być może jest z klimatem. Istnieją dowody, że przynajmniej w niektórych momentach przeszłości to wzrost temperatury wyprzedzał wzrost stężenia CO2. Choćby praca francuskich naukowców z 2003 opublikowana w Science dowodzi opóźnienia wzrostu stężenia dwutlenku węgla w stosunku do temperatury na Antarktydzie o ok. 800 lat okresie 235–250 tys. lat temu (9). To potwierdza, że CO2 nie jest czynnikiem sprawczym wzrostu temperatury przynajmniej w fazie wychodzenia z epoki lodowcowej. Wręcz przeciwnie, musi istnieć inny mechanizm napędzający ocieplenie, które dopiero powoduje wzrost zawartości dwutlenku węgla w atmosferze. Stężenie CO2 może wzrastać na skutek jego emisji z podgrzanych wód oceanicznych, które są jego naturalnym rezerwuarem, a owe opóźnienie spowodowane może być czasem potrzebnym do podgrzania wody. Jednocześnie jednak obserwuje się, że wzrost temperatury na półkuli północnej jest opóźniony w stosunku do ocieplenia na półkuli południowej.

Ostatecznie (po uwzględnieniu współczynników tworzenia efektu cieplarnianego – GWP), w najbardziej pesymistycznych wariantach, działalność człowieka jest szacowana na ułamek procenta podwyższenia temperatury. Notabene, tym samym redukcja emisji CO2 o 30% postulowana przez protokół z Kioto będzie miała wpływ na obecny klimat na poziomie promili, czyli znacznie poniżej naturalnych fluktuacji. To mniej więcej wpływ taki, jak zamontowanie spojlera do Malucha w celu poprawienia jego osiągów.

Początki globalnego strachu

J. Fourier, ojciec matematycznej transformaty umożliwiającej powstanie na globalną skalę wszystkich elektronicznych mediów audio-wizualnych, w 1824 jako pierwszy zwrócił uwagę, że atmosfera zatrzymuje ciepło powodując, niezbędny dla życia na Ziemi, efekt cieplarniany. Hipoteza ocieplania się klimatu pod wpływem emitowanego dwutlenku węgla została po raz pierwszy sformułowana przez S. Arrheniusa w roku 1896. Aż do lat 1980 uważano ją raczej jedynie za ciekawostkę, tym bardziej, że jej przewidywania nie sprawdzały się. W latach 1940-1970 obserwowano spadek temperatury mimo stale rosnącej emisji dwutlenku węgla. Jeszcze w latach 70 w pismach naukowych ukazywały się poważne publikacje ostrzegające przed nadchodzącym ochłodzeniem klimatu.

W latach 1970-2005 temperatury jednak znowu zaczęły rosnąć. Tymczasem Partia Konserwatywna Margaret Thatcher dążyła do ograniczenia wydobycia węgla w Wielkiej Brytanii i rozwoju energetyki jądrowej, także na potrzeby militarnego programu jądrowego potrzebnego w dobie zimnej wojny. Margaret Thatcher stała się niekwestionowanym liderem politycznym na rzecz popularyzacji problemu globalnego ocieplenia. W 1988 r. wygłosiła płomienne przemówienie w Towarzystwie Królewskim w Londynie, podnosząc kwestie globalnego ocieplenia, dziury ozonowej i kwaśnych deszczów. W dużej mierze za jej sprawą od lat 80 przeznaczono duże fundusze na badania wykazujące wpływ emisji dwutlenku węgla na globalne ocieplenie, a w 1988 utworzono IPCC – Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu, który dziś bezdyskusyjnie przypisuje obserwowane wzrosty temperatur działalności przemysłowej człowieka.

Od roku 2002, mimo ciągle wzrastającej emisji dwutlenku węgla do atmosfery, obserwujemy jednak zahamowanie wzrostu temperatur. Przypadek? Może jednak za wahaniami temperatury kryją się czynniki naturalne?

Naturalne zmiany klimatu

O pogodzie w zasadzie można tylko jedno powiedzieć na pewno – że jest zmienna i że jest cykliczna. Nasze temperatury są wypadkową wielu cykli o podłożu astronomicznym. Te najbardziej oczywiste to dzień i noc oraz pory roku. Okazuje się jednak, że w skalach tysięcy lat cykle są również doskonale widoczne. Jak już widzieliśmy, ostatnie pół miliona lat jest zdominowane cyklem zlodowaceń o długości ok. 100 tys. lat. Okresy między zlodowaceniami trwają tylko ok. 10 tys. lat, pozostałe zaś 90% czasu Ziemia jest pokryta lodem. Przełączenia między zlodowaceniem i interglacjałem są bardzo szybkie, bo trwają tylko kilka tys. lat. Obecnie, już od 12 tys. lat, jesteśmy w fazie ciepłej, która z pewnością się zakończy epoką lodowcową, jak to bywało w przeszłości. Trudno jednak dokładnie przewidzieć, kiedy to nastąpi, gdyż bywały w przeszłości interglacjały krótsze i dłuższe. Niektórzy naukowcy uważają, że relatywnie niskie obecnie temperatury interglacjału w porównaniu do tych sprzed 130, 240 i 320 tys. lat temu, niższe o ponad 1°C, mogą wróżyć dłuższy interglacjał, który dodatkowo może być przedłużony emisją dwutlenku węgla przez człowieka. A być może ciągle jeszcze przed nami wzrost temperatury, tak by temperatura naszego interglacjału była podobna do poprzednich?

Nie znamy dokładnych powodów, dla których zlodowacenia następują, ani nie potrafimy precyzyjnie podać czynników, które je warunkują. Dominującym czynnikiem wydają się być cykle Milankovicia, które opisują perturbacje orbity ziemskiej przez inne planety i związane z nimi zmiany klimatyczne. Ekscentryczność (czyli niekołowość orbity Ziemi), nachylenie orbity ziemskiej i jej precesja (zmiany kierunku osi) orbity Ziemi zmieniają się i pokrywają się z oscylacjami temperatur na Ziemi. Szczególnie oscylacje ekscentryczności, o okresie ok. 100 tys. lat, spowodowane oddziaływaniami z Jowiszem i Saturnem, są skorelowane z występowaniem epok lodowych. Nie wiadomo jednak, dlaczego cykl najsłabiej wpływający na nasłonecznienie Ziemi odgrywa rolę dominującą.

Cykle Milankovicia, z których najkrótszy ma okres 19 tys. lat, nie tłumaczą jednak oscylacji temperatury na przestrzeni tysiąclecia. Tymczasem mamy genialnie udokumentowany okres ostatnich 2000 lat z jego ociepleniem średniowiecznym i następującą po nim małą epoką lodowcową, będącymi według niektórych naukowców częścią 1500-letniego cyklu (17).

Ostatnie 1000 lat historii

Średniowieczne optimum klimatyczne miało miejsce w okresie 800-1200 lat po Chr. Wzrost panującej wtedy temperatury można oszacować np. na podstawie przyrostów pni drzew (9). Cieplejsze okresy charakteryzują się wzmożoną wegetacją i tym samym większymi rocznymi przyrostami pni. Na podstawie szerokiego spektrum danych wolno-zmiennych (jak osady denne, przyrosty stalagmitów) i szybko zmiennych informacji biologicznych (przyrostów pni drzew) naukowcy odtworzyli, za pomocą transformacji falkowej, temperatury ostatnich dwóch mileniów (18). Ostatnie niemal 200 lat pomiarów temperatur dokładnie pokrywa się z wartościami zrekonstruowanymi.

Średniowieczne optimum klimatyczne szczególnie zaznaczyło się w Skandynawii i rejonach polarnych, dlatego na ten okres przypada rozkwit cywilizacji wikingów. Także w tym czasie w Anglii i w Polsce uprawiano winorośl. Na podstawie badań nacieków jaskiń alpejskich stwierdzono, iż podczas średniowiecznego optimum średnia temperatura roczna była porównywalna z XX-wiecznym ociepleniem (14).

Od XIII wieku temperatury na półkuli północnej zaczęły spadać i klimat Europy osiągnął minimum w połowie XVII w. Lodowce szwajcarskich Alp zaczęły grzebać całe wioski, a Tamiza zamarzała zimą. W 1622 zamarzł Złoty Róg (wąska, głęboko wcięta zatoka Bosforu ograniczająca od północy starożytny Konstantynopol) i południowy Bosfor. W 1658 armia szwedzka wtargnęła do Kopenhagi maszerując po zamarzniętym Wielkim Bełcie. Zamarzło Morze Bałtyckie umożliwiając kuligi z Polski do Szwecji z możliwością postoju w sezonowo budowanych karczmach. Generalnie warunki życia w tym czasie były raczej bardzo trudne. Krótszy okres wegetacji roślin i wilgotne lata bywały przyczyną głodu, jak choćby wielki głód 1315-1317 czy głód w późnej fazie XVII w. w rejonach alpejskich. Wedle prof. B. Fagana, antropologa z Uniwersytetu Kalifornijskiego, dochodziło nawet do zamieszek na tle żywnościowym (20). Co ciekawe, w wieku XVI Polska przeżywała Złoty Wiek handlując zbożem, którego ceny w Europie były wysokie. Być może mieliśmy lokalnie lepszy klimat?

Na szczęście, mała epoka lodowcowa skończyła się z końcem XIX w. i od roku 1850 nastąpił praktycznie nieprzerwany definitywny wzrost temperatur, który trwa do dziś. Być może ma w tym udział dwutlenek węgla emitowany przez człowieka, ale widać, że podstawowe przyczyny muszą mieć źródła naturalne, gdyż emisja CO2 w 1850 była dwudziestokrotnie niższa niż obecnie. Pomocne w rozwiązaniu zagadki okazuje się Słońce.

Cykle Słońca skorelowane z klimatem

Wygląda na to, że zarówno globalne ocieplenie jak i wspomniane zatrzymanie wzrostu temperatur od 2002 r. są związane z cyklami słonecznymi.

Cykle słoneczne uzewnętrzniają się w postaci plam na powierzchni naszej gwiazdy. Co ok. 11 lat następuje wzmożenie aktywności magnetosfery Słońca i związana z tym pokaźna ilość plam na jego powierzchni. W ramach tego cyklu zmienia się również ilość energii emitowanej przez Słońce z amplitudą ok. 0.1% amplitudy średniej. Długość cyklu słonecznego, która podlega niedużym wahaniom oczywiście niezależnym od człowieka, okazuje się być skorelowana z temperaturami w ostatnim milenium. W szczególności długość cyklu była niezwykle zgodna z obserwowanymi temperaturami w latach 1860-1980 (11). Naukowcy utrzymują, że zwiększona aktywność magnetyczna Słońca, objawiająca się dużą liczbą plam i skróceniem cyklu poniżej 11 lat, powoduje ocieplenie, podczas gdy niska liczba plam i wydłużony cykl wieszczą ochłodzenie. W szczególności wszystkie cykle w latach 1913-1996 były krótsze niż 11 lat. Cykl 22 między wrześniem 1986 a majem 1996 trwał tylko 9.7 roku, czyli najkrócej od 200 lat. Jedynie ostatni cykl 23 (maj 1996 – grudzień 2008) zasadniczo odbiegał od pozostałych. Trwał najdłużej od 1798 roku, bo aż 12.6 roku. Charakteryzował się największą liczbą dni bez plam słonecznych licząc od 1913 roku. Jemu to naukowcy z Japońskiej Agencji Nauki i Technologii Morza i Ziemi (JAMSTEC) przypisują zawieszenie w ostatnich latach postępującego ocieplania się klimatu (15). Dr Sakasofu, będący dwukrotnie w grupie tysiąca najbardziej cytowanych naukowców, były dyrektor Międzynarodowego Centrum Badań Arktyki na Uniwersytecie Alaski (UAF), na bazie obserwacji cykli słonecznych, neguje dogmat o powodowanym przez człowieka ociepleniu klimatu, propagowany przez ONZ-owski Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC).W szczególności zwraca uwagę, że nie przez przypadek właśnie na czas małej epoki lodowcowej przypada okres zupełnie bez obecności plam słonecznych (1645-1715) zwany minimum Maundera. Podobnie jak minimum Daltona i Spörera, minimum Maundera pokrywa się z okresem obniżonej temperatury.

Podobnego zdania jest ponad 700 naukowców związanych z badaniami klimatu i atmosfery – sygnatariuszy niezależnego raportu Senatu USA dotyczącego globalnego ocieplenia (21), który ukazał się po raz kolejny w marcu 2009. Jednym z podpisanych jest noblista z fizyki (1973), Ivar Giaever, odkrywca tunelowania w nadprzewodnikach. W raporcie stwierdza: „Globalne ocieplenie stało się nową religią. Jestem Norwegiem, czy powinienem się rzeczywiście obawiać niedużego ocieplenia? Niestety staję się już starym człowiekiem. Słyszeliśmy wiele podobnych alarmów: 30 lat temu o kwaśnych deszczach, 10 lat temu o dziurze ozonowej, czy o zmniejszaniu obszarów leśnych. Ludzkość jednak przetrwała. Często słyszymy o dużej liczbie naukowców popierających ideę spowodowanego przez człowieka globalnego ocieplenia. Liczba jednak nie ma znaczenia: liczy się czy oni mają rację. Tak naprawdę nie wiemy, co właściwie steruje globalną temperaturą. Są lepsze sposoby wydawania pieniędzy.”

Jak Słońce oddziałuje na klimat?

Jedną z hipotez wyjaśniających oddziaływanie Słońca na klimat jest wpływ magnetosfery słonecznej i wiatru słonecznego na tworzenie się chmur poprzez modyfikację strumienia galaktycznego promieniowania kosmicznego wchodzącego w ziemską atmosferę.

Promieniowanie kosmiczne dociera do Ziemi z otaczającej ją przestrzeni kosmicznej. Składa się ono głównie z protonów (90% cząstek), cząstek alfa (9%), elektronów (ok. 1%) i nielicznych cięższych jąder. Większość promieniowania kosmicznego pochodzi z wybuchów gwiazd nowych i supernowych. Źródłem promieniowania kosmicznego mogą być również gwałtowne procesy mające miejsce w centrum naszej Galaktyki, jak również w centrum Grupy Lokalnej Galaktyk.

Svensmark postuluje (16), że docierające do atmosfery promieniowanie kosmiczne powoduje jonizację gazów i przyczynia się do kondensacji pary wodnej – powstawania deszczowych kropli wody, a tym samym wpływa na powstawanie chmur. Także obserwacje satelitarne opracowane przed duńskich naukowców z Narodowego Centrum Przestrzeni Kosmicznej w Kopenhadze potwierdzają wpływ zmian natężenia promieniowania kosmicznego na parametry chmur w dolnych warstwach atmosfery. W szczególności zaobserwowano, że zawartość ciekłej wody w chmurach spada nawet o 7% po zmniejszeniu natężenia promieniowania kosmicznego docierającego do Ziemi na skutek wyrzutu plazmy z korony słonecznej (19).

Badania zawartości węgla 14C w ciągu ostatniego milenium (10) także wykazują, że intensywność promieniowania kosmicznego docierającego do Ziemi jest modulowana intensywnością Słońca. Wzrost aktywności magnetycznej Słońca, mierzony liczbą plam, powoduje spadek intensywności promieniowania kosmicznego docierającego do Ziemi. Tym samym powstaje mniej chmur i do powierzchni dociera więcej energii słonecznej podgrzewającej klimat. Ponieważ ze wzrostem średniej liczby plam skraca się długość cyklu, krótsze cykle charakteryzują się zwiększoną intensywnością promieniowania kosmicznego, tym samym bardziej bezchmurnym niebem i wzrostem temperatury.

Do dokładnego zbadania tego związku został powołany w CERNie eksperyment CLOUD. Eksperyment CLOUD jako źródła promieniowania będzie używał akceleratora PS, tak by w kontrolowany sposób poznać wpływ szybkich cząstek na kondensacje pary wodnej i powstawanie chmur.

Jaka zatem przed nami przyszłość?

Temperatura na Ziemi zależy przede wszystkim od Słońca, od perturbacji orbity ziemskiej i od skomplikowanych procesów w atmosferze, których dokładnie nie rozumiemy. Można jednak założyć z dużą dozą prawdopodobieństwa, że klimat w przyszłości będzie się zachowywał podobnie jak w ostatnich tysiącach lat. W takim układzie w najbliższej przyszłości temperatury być może jeszcze wzrosną – zależy to od 24. cyklu słonecznego, w który teraz wchodzimy. Z pewnością jednak w perspektywie tysięcy lat czeka nas epoka lodowcowa, tak jak się to cyklicznie działo co najmniej od miliona lat czwartorzędu. Można przewrotnie zapytać: czy emisja dwutlenku węgla może ją zatrzymać? Czy ludzkość w ogóle ma wpływ na tego typu globalne zjawiska? Z drugiej strony czy ocieplenie klimatu musi być koniecznie złe? Generalnie cywilizacje rozwijały się zdecydowanie lepiej w cieplejszych rejonach: w basenie Morza Śródziemnego, Czarnego czy Zatoki Perskiej.

Jedno jest jednak pewne. Trzeba racjonalnie gospodarować dostępnymi surowcami kopalnymi, w tym paliwami, by nam ich na długo wystarczyło. Ropa i węgiel są potrzebne choćby do produkcji tworzyw sztucznych i szkoda je tak po prostu spalić dla pozyskania energii. To trochę tak jak palić meblami w stylu Ludwika XVI. Można z nich zrobić zdecydowanie lepszy użytek. W najbliższej perspektywie na pewno warto rozwijać energetykę jądrową, zwłaszcza opartą na wydajniejszych reaktorach powielających, a także głęboką i płytką geotermię – wszak pod nami znajduje się płynna lawa. Nie zanosi się wszak na to, by, w dającej się przewidzieć przyszłości, źródła odnawialne: hydroelektrownie, elektrownie wiatrowe, panele słoneczne, jakkolwiek gdzieniegdzie opłacalne, zaspokoiły nasze rosnące potrzeby energetyczne. Naiwnością jest też sądzić, że nasze potrzeby energetyczne istotnie zahamujemy.

W 1972 roku raport Klubu Rzymskiego zapowiadał globalną katastrofę ekologiczną, przewidując, że ok. 1995 roku wyczerpią się wszystkie istotne surowce naturalne. Katastrofa nie nadeszła. W XIX wieku popularna była teoria Malthusa twierdząca, że z powodu naturalnego wykładniczego wzrostu populacji ludzkiej i co najwyżej arytmetycznego wzrostu dostępnej żywności, musi w końcu nastąpić masowy głód, wymieranie i choroby. Nie sprawdziła się. Mieliśmy już etapy w historii, kiedy próbowaliśmy odwracać bieg rzek w celu nawadniania pustyń. Przegraliśmy. Czy możemy wygrać z klimatem? Prawdopodobnie nie, ale za to możemy się nieźle namęczyć.

Hubert Niewiadomski

Autor pracuje w eksperymencie TOTEM w CERN zajmującym się badaniem zderzeń elastycznych i nieelastycznych protonów rozpędzanych przez akcelerator LHC. Badania prowadzone przez eksperyment mogą mieć kluczowe znaczenie dla rozumienia oddziaływania protonów promieniowania kosmicznego z górnymi warstwami atmosfery. Dodatkowo jest doradcą ds. badań i rozwoju spółki CLEDAR. Studiował na Wydziale Fizyki Uniwersytetu w Manchesterze (doktorat z fizyki cząstek elementarnych) i na Wydziale Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej (elektronika i informatyka).

(1) S. M. Freidenreich and V. Ramaswamy, Solar Radiation Absorption by Carbon Dioxide, Overlap with Water, and a Parameterization for General Circulation Models, Journal of Geophysical Research 98 (1993): 7255-7264.

(2) J. T. Kiehl, K. E. Trenberth, Earth’s Annual Global Mean Energy Budget, Bulletin of the American Meteorological Society 78 (2): 197–208.

(3) Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC First Assessment Report, 1990, UK, Cambridge University Press.

(4) Z. Jaworowski, The Ice Age is Coming, 21th Century Science & Technology, Winter 2003-2004.

(5) Z. Jaworowski, Ancient Atmosphere—Validity of Ice Records, Environ. Sci. & Pollut. Res., Vol. 1, No. 3, 1994, pp. 161-171.

(6) A. Neftel et al., Ice core sample measurements give atmospheric CO2 content during the 40.000 years, Nature 295, 1982, 220-223.

(7) F. Wagner, B. Aaby, H. Visscher, Rapid atmospheric CO2 changes associated with the 8,200-years-B.P. cooling event, Proc. of the National Academy of Sciences of the USA, 2002.

(8) J. Esper, E. R. Cook, F. H. Schweingruber, Low-Frequency Signals in Long Tree-Ring Chronologies for Reconstructing Past Temperature Variability, Science, 295(5563): 2250-2253. (rdzenie drzew)

(9) N. Caillon et al., Timing of Atmospheric CO2 and Antarctic Temperature Changes Across Termination III, Science, Vol. 299. no. 5613, 2003,  pp. 1728 – 1731.

(10) I. G. Usoskin, S. K. Solanki, M. Schussler, K. Mursula, K. Alanko, Millennium-Scale Sunspot Number Reconstruction: Evidence for an Unusually Active Sun since the 1940s, Phys. Rev. Lett. Vol. 91, no. 21, 2003, 211101.

(11) E. Friis-Christensen, K. Lassen, Length of the solar cycle: an indicator of solar activity closely associated with climate, Science 254 (1991) 698.

(12) J.R. Petit, J. Jouzel et al., Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica, 1999, Nature, 399, 429-436.

(13) M. Milankovitch, Canon of Insolation and the Ice Age Problem, Belgrade, (1998) [1941].

(14) A. Mangini, C. Spötl, P. Verdes, Reconstruction of temperature in the Central Alps during the past 2000 yr from a d18O stalagmite record, Earth and Planetary Science Letters, Vol. 235, Issues 3-4, Pages 741-751, 15 July 2005.

(15) S. Akasofu, JAMSTEC, 20 points of context on global warming, politics, and the economy of the world, tłumaczenie ang.: http://wattsupwiththat.com/.

(16) N. Marsh, H. Svensmark. Cosmic Rays, Clouds, and Climate, Space Science Reviews, Vol.  94, 2000, no 1-2, 215-230.

(17) S. F. Singer, D. T. Avery, The Physical Evidence of Earth's Unstoppable 1,500-Year Climate Cycle, 2005, No. 279, National Center for Policy Analysis (NCPA), USA, ISBN 1-56808-149-9.

(18) A. Moberg, D.M. Sonechkin, K. Holmgren, N. M. Datsenko and W. Karlén, Highly variable Northern Hemisphere temperatures reconstructed from low- and high-resolution proxy data. Nature 443, 2005, 613-617.

(19) H. Svensmark, T. Bondo, J. Svensmark, Cosmic ray decreases affect atmospheric aerosols and clouds, Geophys. Res. Lett., 36, 2009, L15101.

(20) B. Fagan, The Little Ice Age: How Climate Made History, 1300-1850, New York: Basic Books, 2000; The Long Summer: How Climate Changed Civilization, New York: Basic Books, 2003, The Complete Ice Age: How Climate Change Shaped the World, Thames & Hudson 2009.

(21) U.S. Senate Environment and Public Works Committee Minority Staff Report, U. S. Senate Minority Report, More Than 700 International Scientists Dissent Over Man-Made Global Warming Claims Scientists Continue to Debunk “Consensus” in 2008 & 2009, 2009.

Źródło: Fronda.pl