Edukujmy się na temat fizyki klimatu

Powinniśmy poznać podstawy fizyki klimatu o efekcie cieplarnianym, bilansie energetycznym Ziemi, globalnych cyrkulacjach atmosferyczno-oceanicznych, obiegu węgla i wody, wymuszeniach radiacyjnych, sprzężeniach zwrotnych, czułości klimatu itp., a nie tylko o suszach, upałach, pożarach, nawalnych deszczach, powodziach czy huraganach.
Nasza wiedza jest niestety fragmentaryczna. Nie obejmuje całości. Aktywiści klimatyczni powinni się lepiej wsłuchać w prelekcje na temat zmian klimatu prowadzonych przez profesjonalnych popularyzatorów wiedzy o zmianach klimatu, a zwłaszcza przez zawodowych klimatologów.
Jednak czegoś brakuje. Panuje pewien masowy chaos wśród strajkujących, którzy kierują się w większym stopniu emocjami niż rozumem. Widać to po transparentach, w których są takie hasła jak CO2 zabija. Dobrze można byłoby powiedzieć, że tlen w nadmiarze też zabija. Politycy to wykorzystują i odbierają młodzież jako naiwną i infantylną.
Jest wiele konferencji, sympozjów, warsztatów czy online spotkań w postaci webinarów, ale nic z tego nie wynika. Dopóki ludzkość z szacunkiem i zrozumieniem nie będzie się odnosić do wyników badań naukowych NASA, NOAA, Met Office, JMA, Copernicus, Berkeley Earth, Meteorology of Bureau i wielu innych instytucji badawczych z różnych krajów, podawanych regularnie od co najmniej kilku dekad, dopóty będzie negacja zmian klimatu.
Jednak wielu ludzi w ogóle nie słyszała o tych szacownych instytucjach. Warto je znać i za każdym razem na jakimś wydarzeniu powtarzać je. Mało tego. Powinno się poznać też ich znacznie więcej, abyśmy mieli szerszy obraz nauki, a nie zakrojony tylko głównie do amerykańskich, brytyjskich, japońskich, australijskich i unijnoeuropejskich instytucji. To za mało.
Powinno się znać nie tylko poszczególne nazwy instytucji fizyki atmosfery i oceanów oraz biosfery i kriosfery, ale i znać odpowiednie strony ich serwisów, w których jest codzienny monitoring zmian klimatu oraz podawane parametry wzrostu globalnej temperatury, koncentracji gazów cieplarnianych czy też wzrostu energii termicznej w systemie klimatycznym Ziemi, w tym ostatnim przypadku, w szczególności w oceanach, w których jest aż 93 % tejże energii.
Masowe strajki bez przygotowania merytorycznego i edukacyjnego na temat zmian klimatu są skazane na porażkę. Nie zapominajmy, że jest wielu, jak nie najwięcej na Ziemi, zatwardziałych sceptyków, którzy jednak dociekają prawdy, a nie okopują się w swych ideologicznych bańkach denializmu klimatycznego. I to właśnie ta armia sceptyków jest nie tyle do pokonania przez nas, ale przekonania ich by szybko przeszli na naszą stronę abyśmy mieli silny oręż w walce z denialistami, czyli negacjonistami klimatycznymi. Sceptyków jest wielokrotnie więcej. I oni czekają na konkretne argumenty naukowe z naszej strony, a nie emocje. Jeśli będziemy się odwoływać w większym stopniu do emocji niż do rozumu, to możemy pożegnać się z tym światem, ponieważ nasza współczesna cywilizacja jest silnie zracjonalizowana i świecka, i aby dokonać tego by wiele koncernów paliw kopalnych “nawróciło się” i przeszło na naszą stronę, to my musimy tak samo racjonalnie myśleć, a nie emocjonalnie. W przeciwnym razie nasze działania są skazane na porażkę.
Rys. Okładka książki “Nauka o klimacie”.
——
Apel do wszystkich aktywistów klimatycznych, w tym też do ekologicznych. Edukujmy się na temat fizyki klimatu. Po to Szymon Malinowski, Aleksandra Kardaś i Marcin Popkiewicz napisali fenomenalną książkę “Nauka o klimacie”, która jednocześnie jest podręcznikiem akademickim i jednocześnie książką popularyzującą wiedzę naukową dla każdego kto już poznał elementarne podstawy działania systemu klimatycznego. Prawda jest jednak taka, że koniecznie potrzebna jest taka sama książka dla osób dopiero zaczynających fascynującą podróż poznania tajników procesów fizykochemicznych w systemie klimatycznym naszej Ziemi. Już czas najwyższy aby powstała taka książka o zmianach klimatu, w tym o antropogenicznym globalnym ociepleniu, dla każdego.
Przed nami potężny zastrzyk edukacji. Dopiero wtedy przygotowani merytorycznie do przedmiotu fizyki klimatu możemy naprawdę coś zdziałać. Za około 2 lata ukaże się nowy duży 6 Raport IPCC. Nie powinien on być już konserwatywny jak poprzednie. Wiemy coraz więcej na temat zmian klimatu. I owszem od co najmniej 3, a przynajmniej 4 Raportu IPCC mówi się, że w ponad 90 % winę za ocieplenie klimatu ponosi człowiek. W 5 Raporcie jest to już nawet 95 %. Ale to za mało. W 6 Raporcie powinna być wreszcie mowa o coraz większych i poważnie nam zagrażających emisjach gazów cieplarnianych z naturalnych źródeł jak np. zmarzlina lądowa i zmarzlina podmorska (klatraty). Wszystkie projekcje klimatyczne do 2100 czy 2300 r. powinny je uwzględniać bardzo poważnie. Tak więc, nie tylko emisje antropogeniczne gazów cieplarnianych są problemem pod względem ocieplenia klimatu, ale i też naturalne. Nad tymi pierwszymi mamy jednak jakąś kontrolę. Nad tymi drugimi nie mamy. tak samo nie mamy już kontroli nad takimi zmianami klimatu jak topnienie pokryw lodowych Grenlandii i Antarktydy oraz wzrost poziomu morza. Również jesteśmy skazani w najbliższych latach, na pojawienie się późnego lata bez ldu morskiego w Arktyce. Zdesperowani do granic możliwości, możemy jeszcze użyć ujemnych emisji w postaci geoinzynieryjnego wychwytu dwutlenku węgla z atmosfery, ale może to zaburzyć procesy fizyczne w cyrkulacjach atmosferyczno-oceanicznych na naszej planecie czy też procesy ekologiczne w biosferze.
I to jest bardzo ważne by wszyscy zainteresowani problemem zmian klimatu wiedzieli. Szczególnie dotyczy to aktywistów klimatycznych aby nie mówili tylko o antropogenicznych emisjach gazów cieplarnianych, ale i o zagrożeniu intensyfikacji emisji tychże gazów ze źródeł naturalnych. Świat musi się sprężyć, bo może nadejść pandemia, ale tym razem klimatyczna.
Często wpadamy w pułapkę taką, gdy mówimy o suszach, upałach, pożarach czy nawalnych opadach, powodziach czy też huraganach, że to są zmiany klimatu wywołane przez człowieka. Częściowo jest to prawda. Nie tylko denialiści, ale i naukowcy badający fizykę pogody mówią, że one również występują tylko naturalnie. I tak jest. Nawet zdarzają się o dość dużej intensywności, ale występowały wcześniej bardzo rzadko. Dziś też mają one miejsce i także rzadziej mają charakter naturalny. Najczęstsze są takie, na które nakładają się czynniki antropogeniczne w związku ze zmianami klimatu. To bardzo trudny dział klimatologii nazywany jest atrybucją zmian klimatu. Powinniśmy o tym wiedzieć i podkreślać, że na czynniki naturalne nakładają się czynniki antropogeniczne, które coraz częściej przynoszą z sobą ekstremalne zjawiska pogodowe.
Ten temat najczęściej przewija się w mediach, w tym w internecie i najczęściej jest mocno zniekształcany lub też aspekty zmian klimatu są bardzo często ignorowane. Dlatego też jest wielu nie tylko denialistów, ale i znacznie więcej sceptyków, którzy nie zdążyli się zapoznać z poważnymi argumentami z atrybucji zmian klimatu. Ta gałąź wiedzy jest bardzo młoda, ale już dynamicznie rozwija się na świecie. Nie tylko popularyzatorzy wiedzy o zmianach klimatu powinni o niej coś wiedzieć i mówić, ale i również sami aktywiści klimatyczni powinni znać jej podstawy. Denialiści często tę niewiedzę wykorzystują i nic dziwnego, że jest chaos informacyjny na temat merytorycznego przekazu o skutkach zmian klimatu, które stają się coraz groźniejsze nie tylko dla naszej cywilizacji, ale i również dla wielu innych gatunków. Czas to zmienić. Warto chociażby zaopatrzyć się w książkę “Wściekła pogoda” niemieckiej specjalistki atrybucji zmian klimatu Friederike Otto.
Na koniec. Apel do naukowców fizyki atmosfery, oceanów, biosfery, kriosfery aby też za każdym razem mówili o podstawach fizyki klimatu. I apel do popularyzatorów wiedzy o zmianach klimatu oraz do aktywistów klimatycznych by powtarzali to co mówią naukowcy. Aby wreszcie do armii sceptyków dotrzeć z informacją, że efekt cieplarniany istnieje od początku Ziemi, od około 4 miliardów lat, a ze składem atmosfery takim jak nasz, od około 2,5 miliarda lat. A to z czym mamy teraz do czynienia to jest wymuszenie radiacyjne Ziemi. I owszem mieliśmy i mamy też naturalne wymuszenia radiacyjne jak słoneczne czy wulkaniczne czy nawet jak 56 milionów lat temu spowodowane też przez gazy cieplarniane, ale teraz od co najmniej około 170 lat mamy do czynienia z antropogenicznym wymuszeniem radiacyjnym, dzięki któremu przez ten okres czasu temperatura naszej planety ogrzała się średnio do 1,1 stopnia Celsjusza.

Groźny wyciek metanu w McMurdo na Wschodniej Antarktydzie

Kontynent Antarktyda doświadczył bezprecedensowego upału latem ubiegłego roku, a w lutym tego roku odnotowano temperaturę 20,75 ° C , najwyższą temperaturę Antarktydy w historii. Zaostrzyło to gwałtowne topnienie lodowca Thwaites, niezwykle dużej i rozległej pokrywy lodowej na Zachodniej Antarktydzie, nazywanej „Lodowcem Zagłady” ze względu na niszczycielskie konsekwencje, jakie może mieć dla wzrostu poziomu mórz na świecie.

Niedawne badania, które przeprowadził Kyle R. Clem ze swym zespołem badawczym, wykazały, że w ciągu ostatnich 30 lat biegun południowy ocieplił się w tempie trzykrotnie większym niż wynosi średnia globalna . I to naukowcom dało do myślenia, że właśnie dlatego metan może być uwalniany w większych ilościach w miarę ocieplania się oceanów w regionie. Continue reading “Groźny wyciek metanu w McMurdo na Wschodniej Antarktydzie”

Zmiany klimatu i zagrożona bioróżnorodność

Wpływ zmian klimatu na bioróżnorodność

Tak jak na wyższych szerokościach geograficznych, wokółpolarnych i polarnych , na obu półkulach Ziemi, a północnej i południowej (jeszcze dekadę temu tylko na północnej) zmiany klimatu zachodzą najszybciej, tak na niższych szerokościach geograficznych, w tropikach obu półkul najbardziej zagrożona jest bioróżnorodność z powodu wzrostu temperatury globalnej.

Klimat ociepla się najwolniej w tropikach za Ziemi, zarówno wzdłuż strefy okołorównikowej, jak i w strefach okołozwrotnikowych na obu półkulach. Nawet wolniej niż na średnich szerokościach geograficznych. Ale bioróżnorodność najmniej ucierpi na średnich szerokościach geograficznych, gdzie są najczęstsze zmienne warunki pogodowe, zarówno pod względem opadów, jak i temperatury. Continue reading “Zmiany klimatu i zagrożona bioróżnorodność”

Permafrost

Adaptacja artykułów podanych pod artykułem autora:

Permafrost, czyli zmarzlina wieloletnia, to zamrożona gleba na lądzie, w lodzie gruntowym czy też w nieporowatym podłożu skalnym lub pod oceanem utrzymująca się poniżej zera stopnia Celsjusza przez dwa lub więcej lat. Powstaje z lodu utrzymującego razem różne rodzaje gleby, piasku i skał. Wiele z nich leży u podstaw ekosystemów torfowych.

Prawie jedna czwarta półkuli północnej jest nią pokryta, z czego 85 % jest umiejscowione na Alasce , Kanadzie, Grenlandii , Islandii, Skandynawii i Rosji. Również lokalizacja zmarzliny występuje w Górach Skalistych Kanady i Alaski, w Alpach, w Himalajach oraz na półkuli południowej, ale tylko na szczytach górskich, w Ameryce Południowej w Patagonii i na obszarach Nowej Zelandii. Continue reading “Permafrost”

Arktyczny lód i jego trend spadkowy

Wstęp

Ludzie zaczęli spalać paliwa kopalne od 1769 r. Jednak to jeszcze nie miało wpływu na zmianę budżetu energetycznego i własności cieplnych atmosfery. Dopiero ok. 1850 r. wystąpił taki wpływ, który wprawdzie spowodował wycofywanie się lodowców górskich, ale jeszcze nie oddziaływał on na topnienie lodu morskiego, topnienie lądolodów Grenlandii i Antarktydy oraz na wzrost poziomu morza. Continue reading “Arktyczny lód i jego trend spadkowy”

Nieunikniony wzrost poziomu morza

1. Rozszerzalność termiczna, spływ słodkiej wody gruntowej i powierzchniowej, topnienie lodowców górskich i destabilizacja pokryw lodowych Grenlandii i Antarktydy

Według NOAA, średni globalny poziom morza od 1880 r. wzrósł o około 8–9 cali (21–24 centymetrów). Z czego około jedna trzecia tego poziomu przypada na ostatnie dwie i pół dekady. W 201 8 r. średni globalny poziom morza był też o 3,2 cala (8,1 cm) powyżej średniej z 1993 r. – najwyższej rocznej średniej w zapisie satelitarnym (od 1993 r.).

Według V Raportu IPCC z 2014 r. największy wpływ na podnoszenie się światowego poziomu morza ma rozszerzalność termiczna (1,1 mm/rok). W następnej kolejności lodowce górskie (0,76 mm/rok) i spływ słodkiej wody gruntowej i powierzchniowej rzekami do mórz i oceanów (0,38 mm/rok). I dopiero na samym końcu przyczyniają
się do tego lądolody Grenlandii (0,33 mm/rok) i Antarktydy (0,28 mm/rok). Continue reading “Nieunikniony wzrost poziomu morza”

Antarktyda i jej lodowce szelfowe

1. Antarktyda jako kontynent

a) kopuła lodowa

Antarktyda w części środkowej to jest masywna kopuła lodowa. Im dalej i niżej od centrum tejże kopuły, tym bardziej lód nabiera plastyczności i coraz szybciej wskutek zmiany ciśnienia spływa grawitacyjnie w dół w kierunku lodowców szelfowych. Gdy panowała ustabilizowana temperatura w okresie przedindustrialnym, spływał on w sposób nie zaburzający rytmiki i dynamiki procesów glacjalnych na
Antarktydzie. Jednak gdy od co najmniej drugiej połowy XIX wieku spalamy masowo paliwa kopalne i wylesiamy planetę, to te procesy glacjalne bardzo gwałtownie przyspieszają z każdym wzrostem temperatury. Continue reading “Antarktyda i jej lodowce szelfowe”

Paleowskaźniki (proxies)

W okresach czasu gdy nie było ani pomiarów satelitarnych, ani pomiarów instrumentalnych, ani zapisków historycznych, dzięki szerokiej znajomości fizyki i chemii, od połowy XX wieku zastosowanie mają badania pośrednie paleowskaźnikowe, tzw. proxies (liczba mnoga) czy proxy (liczba pojedyncza),
w których im dalszą przeszłość klimatu analizujemy, tym mniej dokładna jest rozdzielczość czasowa i kalibracja wiekowa.

W dużym zakresie znajomość izotopów wielu podstawowych pierwiastków chemicznych zapewniła nam porównania opisowe paleoklimatów z poszczególnych okresów i epok czy też er geologicznych Ziemi. Najlepiej oczywiście znamy przeszłość najbliższą dzięki krótko żyjącym izotopom promieniotwórczym jak
choćby najsłynniejszy z nich – izotop węgla 14C z czasem połowicznego rozpadu 5740 lat. Jest to tzw. datowanie radiowęglowe, które jest w dużym zakresie stosowane w archeologii. W klimatologii dokładność pomiaru kończy się na rozdzielczości czasowej 50 tysięcy lat. Dalej wstecz, izotopy węgla 14C już się nie nadają niestety. Continue reading “Paleowskaźniki (proxies)”

Topnienie Grenlandii

Grenlandia podczas eemianu i MIS-11

Lądolód Grenlandii istnieje 3 miliony lat i od tamtej pory wcale do końca nie roztopił się nigdy. Pokrywa lodowa pojawiła się wówczas gdy atmosferyczne stężenie dwutlenku węgla spadło poniżej 400 ppm [400 cząsteczek dwutlenku węgla na milion cząsteczek powietrza atmosferycznego (Lunt i in. 2008). A lód w czapie lodowej dopiero powstał ponad 100 tysięcy lat temu i  (Meese i in. 1997). Dzięki wydobyciu rdzeni lodowych takich jak GRIP, GISP2, NGRIP, Renland, Dye 3, naukowcy nie tylko odczytali historię przyrody i klimatu Grenlandii sięgającą interglacjału eemianu 130-115 tysięcy temu, ale i nawet interglacjału MIS-11 425-375 tysięcy lat temu. Analizując ostatni interglacjał eemian, naukowcy dostrzegli, że lądolód Grenlandii nie był dużo mniejszy niż dziś. I to, że topniał wtedy zarówno lądolód Grenlandii, jak i lodowce arktyczne podnosząc poziom morza o 2,2-3,4 m n.p.m. (Vernal & Hillaire-Marcel, 2008). Continue reading “Topnienie Grenlandii”

Wulkany – ujemne wymuszenie radiacyjne

(w dużym zakresie adaptacja artykułów Aleksandra Kardaś i Marcin Popkiewicz)
Wulkany. To fascynujący temat, ale jednak mało uwzględniany w klimatologii. A odpowiadają one za jedyne naturalne obecnie ujemne wymuszenie radiacyjne. Jeśli chodzi o badania emisji dwutlenku węgla z wulkanów, bada się nie tylko ich erupcje, ale i podziemną magmę. Gdyż na te dwa sposoby wydobywa się ten gaz do atmosfery. I w tym drugim przypadku jest on uwalniany przez otwory wentylacyjne, porowate skały i gleby oraz wodę pochodzącą z jezior wulkanicznych i gorących źródeł.

Continue reading “Wulkany – ujemne wymuszenie radiacyjne”