Emisje dwutlenku węgla w obliczu pandemii COVID-19

Dwutlenek węgla (CO2), cząsteczka składająca się z jednego atomu węgla (C) oraz dwóch atomów tlenu (O2) to podstawowy gaz cieplarniany w systemie klimatycznym Ziemi, który krąży pomiędzy atmosferą, oceanami, biosferą w szybkim cyklu węglowym od kilku do kilkuset lat oraz między oceanami i atmosferą a litosferą w wolnym cyklu węglowym od kilku tysięcy do kilku milionów lat.
Okazało się jednak, że od ponad 200 lat dwutlenek węgla w nadmiarze, pochodzący z naszych emisji, w bardzo dużym zakresie zaczął przyczyniać się do ocieplania atmosfery ziemskiej poprzez większe zatrzymywanie energii cieplnej w zakresie fal w podczerwieni niż jej przepuszczanie by mogła ujść w kosmos.

Continue reading “Emisje dwutlenku węgla w obliczu pandemii COVID-19”

Badania zmian klimatu

Naukowcy wykonują szereg badań w podsystemach Ziemi (atmosferze, hydrosferze, litosferze, kriosferze, biosferze). Obserwują, mierzą, obliczają, zapisują i monitorują zbadane zjawiska i procesy w dynamice zmian klimatu.
Od co najmniej 70 lat są przeprowadzane pomiary temperatury przy powierzchni Ziemi dzięki globalnej sieci stacji meteorologicznych. Pomiary radiosondowe, radarowe, satelitarne i balonowe temperatury i koncentracji gazów cieplarnianych w górnej i dolnej atmosferze. Pomiary grawimetryczne i altymetryczne masy lądolodów Grenlandii i Antarktydy, poziomu morza, poziomu pokrywy śniegowej również nie tylko za pomocą satelitów, ale i też za pomocą samolotów i balonów. Pomiary energii cieplnej, temperatury powierzchni oceanu i na jego różnych głębokościach za pomocą satelitów, boi, pływaków, dronów oceanograficznych.

Continue reading “Badania zmian klimatu”

Zaburzony efekt cieplarniany

Pierwszym uczonym, który użył terminu efekt cieplarniany był Francuz Joseph Fourier, który już w swoich pracach w 1824 roku “Remarques Générales Sur Les Températures Du Globe Terrestre Et Des Espaces Planétaires” [„Ogólne uwagi na temat temperatur globu i przestrzeni planetarnych”] (“Annales de chimie et de physique tome XXVII” – str. 136) i w 1827 roku  “Mémoire Sur Les Températures Du Globe Terrestre Et Des Espaces Planétaires” [„Rozprawa o temperaturach globu ziemskiego i przestrzeni planetarnych”] wyjaśnił jego działanie na naszej planecie. Odkrył, że obok konwekcji powietrza atmosferycznego i przewodnictwa cieplnego pary wodnej, ważne znaczenie ma trzeci czynnik napędzający efekt cieplarniany, którym okazało się wypromieniowywane ciepło w zakresie fal w podczerwieni zwane też ciepłem termicznym Ziemi. Continue reading “Zaburzony efekt cieplarniany”

Wzrost stężenia dwutlenku węgla w atmosferze

Na temat globalnego ocieplenia wywołanego przez człowieka jest szereg dowodów ustalonych już w latach 50 XX wieku. Są to tak zwane klimatyczne odciski palców.

W 1957 roku amerykański oceanolog Roger Revelle wraz z austriackim fizykiem jądrowym Hansem Suessem zbadali po raz pierwszy izotopy dwutlenku węgla w atmosferze i w oceanach. Zaobserwowali, że nastąpił znacznie większy stosunek izotopu węgla 12C do izotopu węgla 13C, a 14C nie odgrywał zasadniczej roli. Wyciągnęli prosty wniosek, że skoro rośliny bardziej preferują 12C niż 13C, to skoro odkryto rosnący stosunek tego pierwszego do drugiego, to oznaczało, że pochodzą one z roślin kopalnych, czyli ze spalania węgla kamiennego i brunatnego. Opisali to w swojej słynnej pracy naukowej „Carbon Dioxide Exchange Between Atmosphere and Ocean and the Question of an Increase of Atmospheric CO2 During the Past Decades” [„Wymiana dwutlenku węgla między atmosferą a oceanem oraz kwestia wzrostu atmosferycznego CO2 w ostatnich dziesięcioleciach”]. Continue reading “Wzrost stężenia dwutlenku węgla w atmosferze”

Losy zmarzliny w tundrze

Na łamach czasopisma Nature 30 kwietnia 2019 roku kierownik katedry badań kanadyjskich na Wydziale Biologii Integracyjnej Uniwersytetu Guelph w Kanadzie, Meritt R. Turetsky wraz ze swoimi współpracownikami w artykule „Permafrost collapse is accelerating carbon release” [„ Zapadanie się wiecznej zmarzliny przyspiesza uwalnianie węgla”] dokonali głębszej analizy dotyczącej rozmrażającej się zmarzliny lądowej ostrzegając świat przed grożącym nam podwojeniem ocieplenia klimatu przez coraz szybciej uwalniające się z niej gazy cieplarniane.

Continue reading “Losy zmarzliny w tundrze”

Arktyka – kluczowy sygnał alarmowy

Jest już chyba raczej pewne, że 1,5 stopnia Celsjusza (pierwszy próg krytyczny ustalony pomiędzy 197 państwami na Porozumieniu Paryskim w grudniu 2015 r.) przekroczymy na pewno już najprawdopodobniej w tej dekadzie 2021-2030. Jest to punkt odniesienia 1850-1900 gdy zaczęła rosnąć koncentracja dwutlenku węgla w atmosferze, a potem metanu, podtlenku azotu i w końcu freonów i innych gazów przemysłowych.
Jednak my musimy znaleźć się w widełkach 1,8-2,2 st.C, najlepiej przy pełnej neutralności klimatycznej w widełkach 1,8-2,0 st.C. Nie wiemy naprawdę jak zareaguje mocno system klimatyczny Ziemi. Kluczowym wskaźnikiem budzącym niepokój może być tąpnięcie w Arktyce, gdy wreszcie załamie się względna stabilność pokrywy zasięgu lodu morskiego w Arktyce, która istnieje od 9 lat. Jednak, nawet jeśli znowu będzie to drugi albo trzeci czy czwarty czy piąty rekordowy zasięg lodu tego roku, to zmniejsza się jego grubość i objętość.

Continue reading “Arktyka – kluczowy sygnał alarmowy”

Zatrzymanie się ochładzającego kenozoiku

Aby dokładniej oszacować prawdopodobieństwo przyszłego ocieplenia klimatu gdybyśmy nie podjęli żadnych działań dekarbonizacyjnych, badamy nie tylko rzeczywisty stan systemu klimatycznego Ziemi, ale również uważniej przyglądamy się jak w przeszłości geologicznej przebiegał klimat, a zwłaszcza jego znacznie większe ocieplenie od współczesnego.

Po 50 latach żmudnych badań proxies (pośrednich) naukowcy coraz lepiej poznają przeszłość geologiczną pod względem zmian klimatu. Miały na to wpływ różnorodne czynniki, jak geologiczne (tektonika płyt) czy typowo fizyczne atmosferyczne i hydrologiczne (cyrkulacje atmosferyczne i oceaniczne). Na zmienność i zmiany klimatu miał także chociaż jeden czynnik pozaziemski (asteroida). Ten najlepiej opisany znamy właśnie z końca mezozoicznego okresu kredy i początku kenozoicznego paleogenu. Continue reading “Zatrzymanie się ochładzającego kenozoiku”

Polarny prąd strumieniowy a arktyczna amplifikacja a wir polarny

O wielu rzeczach, które dzieją się w przyrodzie: w ekosystemach czy w klimacie dowiadujemy się dopiero po jakimś czasie. Często trwa to nawet kilka lat, gdyż tyle czasu często zajmują dokładne analizy obliczeniowe. Tak jest chociażby z obecną sytuacją pogodową i klimatyczną, która rozpoczęła się w grudniu i w dużym stopniu wpłynęła na poważne perturbacje w systemie klimatycznym Ziemi przynosząc nam po trzech latach znowu dość mroźną i śnieżną zimę na wielu średnich szerokościach, w tym w Europie. Sprawcą tego zamieszania był rozbity wir polarny, który swoimi jęzorami lodowatego powietrza prosto ze stratosfery naprzemiennie zakłócał i nie zakłócał przebiegu polarnego prądu strumieniowego (polarnego jet streamu), którego z kolei dynamika jest bardzo ważna w zakresie powiązań ze wzmacnianiem lub osłabianiem arktycznego wzmocnienia (amplifikacji), a więc miało i ma to też związek z kondycją lodu morskiego w Arktyce.

Continue reading “Polarny prąd strumieniowy a arktyczna amplifikacja a wir polarny”

Wulkany, Słońce, cykle i dawniej bywało cieplej – odwieczna mantra negacjonistów klimatycznych

Nie wiem czy ktoś zauważył, że negacjoniści klimatyczni nie mówią wprost, że wulkany przyczyniają się do ocieplenia klimatu, tylko, że rzekomo emitują większe ilości CO2 niż nasza działalność. Natomiast mówią, że to Słońce nasza gwiazda jest przyczyną globalnego ocieplenia. I jeszcze mają obsesję na temat cykli. to, że skoro w latach 0-450 mieliśmy okres cieplejszy, w latach 450-950 chłodniejszy, w latach 950-1350 podczas Średniowiecznego Optimum Klimatycznego znowu cieplejszy, w latach 1350-1850 podczas Małej Epoki Lodowej znowu chłodniejszy, no to tak to rozumują, że od 1850, akurat od początku wybuchu rewolucji przemysłowej i spalania paliw kopalnych oraz znacznie większych zmian użytkowania terenu, też mamy cieplejszy niby okres tylko naturalny.

Continue reading “Wulkany, Słońce, cykle i dawniej bywało cieplej – odwieczna mantra negacjonistów klimatycznych”

Czas na szybkie działania przeciw zmianie klimatu bo koncentracje gazów cieplarnianych i temperatura globalna nieubłaganie rosną powodując szereg zaburzeń meteorologicznych na Ziemi

Dzięki temu, że prezydentem USA został polityk podchodzący poważnie do zmiany klimatu, wpłynie więcej środków finansowych dla wielu krajowych i o charakterze międzynarodowym ośrodków badawczych jak np. NASA czy NOAA.
Przed nami bardzo ważny 2022 rok, w którym zostanie wydany po 9 latach obszerny VI Raport Międzyrządowego Panelu ds. Zmian Klimatu. Będzie on środkiem napędowym do szeroko zakrojonych badań systemu klimatycznego, w którego zakres również wchodzi globalna biosfera.
Interdyscyplinarne badania obejmują już również nie tylko zagadnienia związane z klimatem czy biosferą, ale i również szeroko zakrojone sprawy związane z ochroną powietrza, wód i gleb oraz skał. Również ważnym elementem badań jest powiązanie wszystkich nauk przyrodniczych ze światową ekonomią w ramach polityki zrównoważonego rozwoju.
Bez wątpienia. Jesteśmy w punkcie zwrotnym. Czas aby podchodzić do wielu praktyk środowiskowych i ekonomicznych w sposób holistyczny, a nie redukcjonistyczny. To jest właśnie czas najwyższy aby odchodzić nie tylko od spalania paliw kopalnych w całości, ale i też od strategii wzrostu gospodarczego, który stał się z biegiem dekad piętą achillesową kapitalizmu.
Żyjemy w świecie napędzanym giełdami towarowymi i pieniężnymi, który do tej pory pochłaniał ogromne ilości zasobów przyrody oraz energii pochodzącej ze wspomnianych paliw kopalnych. Czas z tym skończyć. Dobrobyt teraz trzeba budować na bazie zrównoważonej gospodarki światowej przyjaznej dla ekosystemów i różnorodności biologicznej.
Mamy coraz mniej czasu by nie przekroczyć pierwszego niebezpiecznego progu klimatycznego 1,5 stopnia Celsjusza względem okresu bazowego 1850-1900. Jesteśmy na rozdrożu naszej cywilizacji.
Musimy podjąć wiele radykalnych kroków ekonomicznych skorelowanych z ochroną przyrody i ochroną klimatu. Społeczeństwa na całym świecie muszą bardzo poważnie podejść do tych zagadnień i wymusić na politykach aby podeszli poważnie do tego by zmieniać paradygmat w naszej cywilizacji, który wcale nie musi oznaczać końca kapitalizmu, ale musi oznaczać koniec kapitalizmu oparty na koncepcji powszechnego wzrostu gospodarczego.
3 lata temu zapoczątkowane strajki klimatyczne młodzieży i dzieci przerwane brutalnie rok temu przez wybuch pandemii koronawirusa SARS CoV2 powinny być wystarczającym sygnałem alarmowym dla ludzkości, że sprawa jest bardzo poważna. Pomimo występowania w niektórych latach ekstremalnie mroźnych zim na niektórych regionach Ziemi, ludzie powinni być świadomi, że są one wpisane w postępujące ocieplenie klimatu z powodu powstawania wielu zaburzeń meteorologicznych przynoszonych przez prądy strumieniowe i oceaniczne, wiry polarne i oceaniczne, fronty atmosferyczne, cyrkulacje oceaniczne i atmosferyczne, niże i wyże baryczne.
Pogoda jest z roku na rok coraz bardziej ekstremalna. Ekstremalne zjawiska pogodowe jak fale upałów, susze, pożary, powodzie, nawalne opady deszczu i śniegu czy huragany, tajfuny, cyklony i sztormy oraz tornada, burze piaskowe zdarzały się niejednokrotnie w sposób naturalny, ale nie pod względem tak dużej intensywności i częstotliwości jak to się dzieje od co najmniej dwóch dekad. A w świecie cieplejszym o kolejne 1,2 stopnia Celsjusza względem okresu 1850-1900 większość z nich podwoi się albo nawet potroi.
Musimy sobie zdawać sprawę, że nawet wyzerowanie emisji wszystkich gazów cieplarnianych gdyby od jutra nastąpiło, to w nieznaczny sposób atmosfera Ziemi będzie ocieplać przez co najmniej kilka dekad, a oceany przez setki, tysiące lat, gdyż gdyby ustała koncentracja gazów cieplarnianych, głównie dwutlenku węgla, to temperatura planety musiałaby się dostosować do niej taka jaka była przed 3,5 miliona lat temu. Podobnie przez setki, tysiące lat topniałyby jeszcze pokrywy lodowe Grenlandii i Antarktydy oraz podnosił się poziom Wszechoceanu.
Im szybciej byśmy wyzerowali emisje gazów cieplarnianych, tym szybciej klimat dążyłby do stabilizacji, a po tysiącach, dziesiątkach tysięcy lat do usuwania nadmiaru dwutlenku węgla z atmosfery. A molekuły metanu pomimo znacznie większego potencjału cieplarnianego (GWP) podczas tej bezwładności klimatycznej nie stanowiłyby poważnego zagrożenia, gdyż przy obfitej ilości rodników hydroksylowych w atmosferze średnio co 10-12 lat molekuły te utleniałyby się do molekuł dwutlenku węgla, którego koncentracja była zawsze większa w atmosferze niż metanu. Ponadto pochłaniany z atmosfery dwutlenek węgla w cyklu węglowym krąży też na różnych głębokościach oceanów oraz jest pochłaniany podczas fotosyntezy przez rośliny oraz przez żyzne gleby oraz odsłonięte skały.
Wbrew temu co twierdzi wielu negacjonistów klimatycznych, pomimo, że nawet dziesięciokrotnie jest mniejsza koncentracja dwutlenku węgla niż pary wodnej, zwłaszcza przypowierzchniowej, to CO2 jest kluczowym gazem atmosferycznym w kontekście geologicznym. Podczas ekspresji wulkanicznej jest wydzielany do atmosfery, a podczas intensywnego wietrzenia skał krzemianowych jest z niej masowo usuwany, a także jest usuwany po śmierci wielu organizmów morskich zagrzebywanych w skałach osadowych, które mieszają się z krzemianowymi w procesach geologicznych. Krąży więc, w litosferze i w górnej astenosferze, gdzie zachodzi szereg reakcji metamorficznych.
—–
Rysunek przedstawia uśrednione dzienne wartości CO 2 z czterech obserwatoriów GML Baseline; Barrow, Alaska (na niebiesko ), Mauna Loa, Hawaje (na czerwono ), Samoa Amerykańskie (na zielono ) i Biegun Południowy, Antarktyda (na żółto ). Grube czarne linie przedstawiają średnią wygładzonych krzywych sezonowych i wygładzonych, pozbawionych sezonowości krzywych dla każdego z rekordów. Linie te są bardzo dobrym oszacowaniem światowych średnich poziomów CO 2 . Szczegółowe informacje na temat sposobu obliczania wygładzonego cyklu sezonowego i trendu na podstawie danych dziennych są dostępne tutaj.
——
Wiele mitów klimatycznych pomniejsza cały czas rolę dwutlenku węgla, wywyższając nawet znaczenie metanu. Niestety, mija się to z prawdami naukowymi, co udowadniają właśnie takie instytucje jak NASA, NOAA i wiele innych, które codziennie za pomocą satelitów i stacji naziemnych, min. na Hawajach, Alasce, Samoa amerykańskie czy na Biegunie Południowym, mierzą zawartość tego gazu w atmosferze. Obecnie globalnie koncentracja CO2 wynosi ponad 413 ppm (parts per million). A w 1958 r. podczas pierwszych pomiarów instrumentalnych było to 315 ppm. A więc, powinno to dać dużo do myślenia.
Mamy jednak nadzieję, że środowiska polityków wywodzących się z konserwatywnych ugrupowań poważnie potraktują ostrzeżenia naukowców nagłaśniane już od co najmniej 40 lat. To nie są żarty. Ludzkość musi stanąć na wysokości zadania w walce ze zmianą klimatu, jak teraz stoi w walce pandemią koronawirusa. Nie ma już czasu na zastanawianie się czy by na pewno zmiana klimatu stanowi aż takie poważne zagrożenie dla ludzkości, tylko powinno być podjęte szybkie i skuteczne działanie zapobiegawcze aby nie rozwinęła się ona na tyle by naprawdę zagrozić istnieniu naszej cywilizacji.
——