Adaptacja na podstawie artykułu Nauki o Klimacie “Mit: Wzrost średnich temperatur na świecie wynika z przyczyn naturalnych”.
Duża część badań klimatu, w których zostały przedstawione parametry szacujące wpływ ocieplenia klimatu od 1890 do 2010 roku w niniejszym artykule, skupia się na dominujących czynnikach, takich jak:
1. Antropogeniczne emisje gazów cieplarnianych
2. Zmiany aktywności Słońca
3. Aktywność wulkaniczna
4. Ludzkie emisje aerozoli
5. ENSO (oscylacja południowopacyficzna) – La Niña i El Niño
6. Zmiana albedo powierzchni ( np. zmiana użytkowania terenu)
Zobaczmy, co na temat współzależności pomiędzy różnymi wpływami mówią najważniejsi autorzy artykułów naukowych.
Czynniki wpływające na temperatury globalne wykorzystane w badaniach Simona F. B. Tetta i in. oraz Geralda A. Meehla i in. to są oczywiście:
– gazy cieplarniane
– aktywność Słońca
– aerozole wulkaniczne
– aerozole antropogeniczne
– ozon
Pierwsi badacze wykonali badania w ciągu 100 lat. Stwierdzili, że od 1897 do 1947 r. czynniki naturalne przeważały, a od 1947 do 1997 r. czynniki antropogeniczne (emisje gazów cieplarnianych).
Drudzy badacze wykonali badania w okresie czasu od 1890 do 2000 r. gdzie zauważyli, że w latach 1910-1940 czynniki naturalne miały charakter ocieplający, a od 1950 do 2000 ochładzający, jednak kompensowany, co najmniej od lat 80 wpływem gazów cieplarnianych antropogenicznego pochodzenia.
Meehl i in. dodatkowo oszacowali, że około 80% globalnego ocieplenia w latach 1890-2000 było wynikiem działalności ludzkiej, podczas gdy Tett i in. w latach 1897-1947 podali ponad 100 % ocieplenia wywołanego przez ludzi.
Dáithí A. Stone i in. w swoim artykule z 2007 r. przeanalizowali przedział czasowy 1901-2005, a więc 104 lata. W którym uznali, że czynniki naturalne i antropogeniczne przyczyniły się po połowie do ocieplenia.
Naukowcy ci wykorzystali podobne parametry jak wyżej, oprócz ozonu. Stwierdzili, że gazy cieplarniane miały wpływ na ogrzanie planety o 100 %, ale aerozole około 50 % zneutralizowały to. Zwłaszcza było to widoczne w latach 1950-80. Wpływ na ocieplenie aktywności słonecznej wyniósł odpowiednio 37 %, a aktywności wulkanicznej – 13 %.
Rys.1. Przyczynki antropogenicznych i naturalnych procesów do obserwowanego ocieplenia powierzchni Ziemi w ciągu ostatnich 50-65 lat, według: Tett i in. 2000 (T00, ciemny niebieski), Meehl i in. 2004 (M04, czerwony), Stone i in. 2007 (S07, zielony), Lean i Rind 2008(LR08, fiolet), Huber i Knutti 2011 (HK11, błękitny), i Gillett i in. 2012 (G12, pomarańczowy). Podane w tym podsumowaniu liczby to najlepsze oszacowania z każdej pracy. Dla uproszczenia na wykresie nie podano zakresów niepewności, można znaleźć je w artykułach.
Judith Lean i David H. Rind (2008) posłużyli się metodą statystyczną – regresją liniową wielu zmiennych, w której wykorzystane zostały następujące parametry:
– aktywność słoneczna
– aktywność wulkanów
– zmiana koncentracji gazów cieplarnianych
– wpływ ENSO
Dopasowali dane tych parametrów do obserwacji temperatur. Dokonali tzw. analizy wielkości rezydualnej (różnicy przebiegu temperatury i krzywej uzyskanej na podstawie najlepszego dopasowania do niej czynników wymuszających), pokazującej, czy właściwie dobrano te najistotniejsze czynniki.
Naukowcy ci ostatecznie stwierdzili, że od 1889 do 2006 r. za występujące globalne ocieplenie w 80 % odpowiada nasza cywilizacja. Tylko 12 % wynoszą czynniki naturalne i 8 % wspomniana wielkość rezydualna. Dla lat 1955 i 1979 wpływ ludzkości na ocieplenie wynosi już 100 %.
Peter A. Stott i in. (2010) podjęli się tak samo jak Lean i Rind regresji regresji liniowej wielu zmiennych, ale zastosowali ją do zapoczątkowania pięciu różnych symulacji modelami klimatu. Naukowcy ci obliczyli współczynniki regresji dla gazów cieplarnianych, dla aerozoli i innych czynników innych antropogenicznych oraz dla parametrów naturalnych (słonecznych i wulkanicznych). Następnie dokonali estymacji, jak duże ocieplenie każdy z nich wywołał w XX wieku. Według badaczy średnia z 5 modeli wskazuje że, wpływ ludzkości w zmianę temperatury wynosi 86%.
Matthew Huber i Reto Knutti (2011) dokonali oszacowań globalnego przyrost energii termicznej w systemie klimatycznym, od 1850 r. Obliczyli oni, jaka część jest winna za wymuszenia radiacyjne, jaka za przyrost energii cieplnej w oceanach, a jaka za zmiany w wypromieniowywanej w kosmos energii podczerwonego promieniowania (długofalowego). Jak wiadomo, ponad 85% przyrostu energii termicznej zgromadziło się w oceanach, co jest zgodne z danymi pomiarowymi.
Naukowcy ci obliczyli, że wzrost temperatury powierzchni globu spowodowany ludzką działalnością, od 1850 odpowiada za około 75 % ocieplenia, a od 1950 za 100%.
Grant Foster i Stefan Rahmstorf (2011) podobnie jak Lean i Rind (2008) zastosowali metodę statystyczną – regresję wieloliniową w pracy. Jest jednak zasadnicza różnica. Badacze ci wykorzystali 5 różnych serii pomiarów temperatur, w tym satelitarnych, w okresie lat 1979-2010 (a więc, wtedy gdy rozpoczęły się pomiary satelitarne).
Wzięli pod uwagę tylko trzy naturalne parametry:
– aktywność Słońca
– aktywność wulkanów
– wpływ ENSO
Wartość rezydualna, która pozostaje po odsianiu tych czynników, to w dominującej mierze (chociaż nie wyłącznie) wpływ człowieka.
Na podstawie danych o temperaturze z brytyjskiego Centrum Hadleya (z których korzystali też Lean i Rind), naukowcy ci stwierdzili, że sumarycznie biorąc pod uwagę wspomniane czynniki naturalne analizowane w latach 1979-2010, to miały one wpływ ochładzający na Ziemię. Pozostałe czynniki to działalność ludzka, która w 100 % przyczyniła się do globalnego wzrostu temperatury.
I najistotniejsze, zarówno Lean i Rind, jak i Foster i Rahmstorf, stwierdzili, że aktywność słoneczna odgrywała w ociepleniu bardzo małą rolę. W szczególności miała ona duży wpływ w pierwszej połowie XX w.
Nathan P. Gillett i in. (2012), tak jak Stott i in. (2010) zastosowali do swych badań modelu klimatu (CanESM2) regresję liniową wielu zmiennych. Skorzystali oni z następujących danych:
– antropogeniczne emisje gazów cieplarnianych
– antropogeniczne emisje aerozoli
– zmiany w użytkowaniu ziemi,
– aktywność Słońca,
– koncentracja ozonu
– emisje aerozoli wulkanicznych.
Autorzy poklasyfikowali trzy tzw. efekty w kategorie:
“naturalne”; “gazy cieplarniane”; “inne”
Zrobili podział na trzy okresy:
1851-2010; 1951-2000 i 1961-2010
Analiza badań Gilletta i in. wyraźnie ukazuje, że w dwóch ostatnich okresach ludzie odpowiadają za ponad 100% obserwowanego wzrostu temperatury.
Jak stwierdza Marcin Popkiewicz:
“Zgodność między wynikami analiz korzystających z różnorodnych metod badań jest godna uwagi. Każda z prac wykazała, że na przestrzeni ostatnich 100-150 lat ludzie odpowiadają za co najmniej połowę obserwowanego ocieplenia, a większość oszacowań wskazuje na wartość w przedziale 75-90% (Rysunek 2). W ciągu ostatnich 25-65 lat, według każdego z artykułów, wkład człowieka to nie mniej niż 98%, a większość mówi o wkładzie zdecydowanie ponad 100%, ponieważ łącznie czynniki naturalne w ostatnich dziesięcioleciach według wyników badań powodują ochłodzenie (Rys. 3,4).”
Rys.2. Procentowy udział wpływu różnych zjawisk na wzrost temperatury powierzchni Ziemi obserwowany w ostatnich 100-150 lat, według: Tett i in. 2000 (T00, ciemny niebieski), Meehl i in. 2004 (M04, czerwony), Stone i in. 2007 (S07, zielony), Lean i Rind 2008 (LR08, fioletowy), Stott i in. 2010 (S10, szary), Huber i Knutti 2011 (HR11, jasny niebieski), Gillett i in. 2012 (G12, pomarańczowy).
Rys.3. Procentowy udział wpływu różnych zjawisk na wzrost temperatury powierzchni Ziemi obserwowany w ostatnich 50-65 latach, według: Tett i in. 2000 (T00, ciemny niebieski), Meehl i in. 2004 (M04, czerwony), Stone i in. 2007 (S07, zielony), Lean i Rind 2008 (LR08, fioletowy), Stott i in. 2010 (S10, szary), Huber i Knutti 2011 (HR11, jasny niebieski), Gillett i in. 2012 (G12, pomarańczowy).
Rys.4. Procentowy udział wpływu różnych zjawisk na wzrost temperatury powierzchni Ziemi obserwowany w ostatnich 25-30 latach, według: Meehl i in. 2004 (M04, czerwony), Lean i Rind 2008 (LR08, fioletowy), Foster i Rahmstorf 2011 (FR11, zielony).
Powyżej przedstawione wyniki badań wyraźnie wskazują, że w pierwszej połowie XX wieku aktywność słoneczna miała nieznacznie większy wpływ na ocieplenie klimatu niż antropogeniczne emisje gazów cieplarnianych, a w drugiej połowie XX wieku i w obecnych dwóch dekadach XXI wieku ma dość znacznie większy wpływ na ocieplenie klimatu antropogeniczne emisje gazów cieplarnianych niż aktywność słoneczna. Tak się składa, że w pierwszej połowie XX w. aktywność słoneczna wzrastała, a od lat 60 spada aż do dziś.