Mało się mówi o zmiennościach klimatycznych (climate variability), które różnią się tym od zmian klimatu (climate change), że są tylko naturalne. Do nich zaliczamy wpływ na wzrost lub spadek temperatury globalnej oscylacji południowopacyficznej ENSO (El Nino – wpływ ocieplenia; La Nina – wpływ ochłodzenia). W pierwszym przypadku najsilniejsze El Nino było w latach 2015-16 (nadal jest to rekordowo ciepły rok), a najsilniejsza La Nina była w 2011 r. (rok chłodniejszy od 1998 roku z bardzo silnym El Nino). Ponadto do zmienności klimatycznych zaliczamy bardzo silne erupcje wulkaniczne (gdy aerozole siarczanowe trafiają do stratosfery i rozprzestrzeniają się po całej kuli ziemskiej od roku do kilku lat), jak: Mt Agung w 1963 roku w Indonezji, El Chicon w 1982 roku w Meksyku i Mt Pinatubo w 1991 roku na Filipinach.
Energia cieplna, polarny jet stream, ENSO, prądy morskie, ekstrema pogodowe
Energia cieplna w systemie klimatycznym cały czas od co najmniej 170 lat rośnie. To, że może być akurat zimno w atmosferze, znaczy, że ogrzały się bardziej oceany w ich głębinach, a ich powierzchnia jest bardziej chłodna jak w tym roku. Tak jest chociażby w przypadku występowania oscylacji oceanicznej La Nina (ENSO – teraz była od października do kwietnia). A gdy głębiny mniej się nagrzewają, powierzchnia jest ich cieplejsza, co powoduje parowanie z nich i większe nagrzewanie się atmosfery, podczas występowania El Nino (też ENSO – ostatnio bardzo silne i długie było od jesieni 2014 do jesieni 2016). To właśnie 2016 r. jest nadal uważany przez większość stacji meteorologicznych nadal za najcieplejszy w historii pomiarów od 1880 roku.
Continue reading “Energia cieplna, polarny jet stream, ENSO, prądy morskie, ekstrema pogodowe”
Szybko rosnące emisje metanu i podtlenku azotu
Metan
Metan (CH4) to cząsteczka składająca się z atomu węgla (C) i czterech atomów wodoru (H4)
Według danych z NOAA, emisje tego gazu od początku rewolucji przemysłowej do dziś wzrosły od około 772,2 ppb (parts per bilion – cząsteczki metanu na miliard cząsteczek powietrza atmosferycznego) do 1892,3 ppb, czyli o o około 160 %.
Chociaż potencjał cieplarniany (GWP – Global Warming Potential) cząsteczki metanu jest 28 razy silniejszy w stuletnim horyzoncie czasowym niż cząsteczki dwutlenku węgla, to trzeba pamiętać, że żywot takiej molekuły CH4 w atmosferze wynosi średnio najwyżej 12 lat. Potem w reakcjach chemicznych z rodnikami hydroksylowymi OH jest przekształcana w molekułę dwutlenku węgla, który ma bardzo ważne znaczenie w cyklu węglowym.
Continue reading “Szybko rosnące emisje metanu i podtlenku azotu”
Emisje dwutlenku węgla
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.
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.
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.
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.
Wiejskie łąki i murawy
Niektóre łąki, jak na przykład wiejskie, trzeba regularnie kosić by zachować bioróżnorodność ekosystemów otwartych, złożonych tutaj że zbiorowisk trawiastych. Gdybyśmy zaprzestali nagle koszenia czy wypasu zwierząt gospodarskich, to wiele siedlisk półnaturalnych zaczęło by dążyć w procesie sukcesji ekologicznych w kierunku siedlisk naturalnych, wpierw zakrzewieniowych, a potem zadrzewieniowych i w końcu w pełni leśnych klimaksowych. To doprowadziłoby do zanikania wielu populacji gatunków światłolubnych i sucholubnych, zarówno zwierząt, jak i roślin, kosztem przybywania gatunków cieniolubnych i wilgociolubnych, i to nie jakichś cennych rzadkich, ale wszędobylskich, a nawet ekspansywnych i inwazyjnych.
Niestety tak wpłynęliśmy silnie w Europie na uszczuplenie bioróżnorodności, w tym na załamanie się wielu ekosystemów naturalnych, pośród których miały swoje nisze ekologiczne gatunki ekosystemów otwartych, głównie na obszarach mokradłowych, gdzie spontanicznie lasy nie mogły się odrodzić, dzięki czemu mogło zachować się przed rozwojem cywilizacyjnym Homo sapiens wiele refugiów z ekosystemów otwartych przypominających łąki, od żyznych do wilgotnych, czy murawy kserotermiczne w dolinach rzek czy też murawy zalewowe.
Ekspansja Homo sapiens wpłynęła na silną radiację gatunków, które umiały dostosować się do krajobrazu rolniczego tworzonego przez człowieka. Był to okres wielu tysięcy lat, dzięki czemu wiele gatunków zwierząt i roślin potrafiło zaadaptować się do zmiennych warunków ekologicznych. I tak powstało wiele gatunków synantropijnych roślin i zwierząt, które zaczęły wszędzie towarzyszyć ludziom, w tym w tworzeniu się siedlisk półnaturalnych, które w dużej mierze zaczęły też być zależne od wpływu działalności człowieka. Taką rolę w Europie odgrywały przez tysiące lat synantropijne gatunki Starego Świata (Europa, Azja Zachodnia, zwłaszcza Eurazja), a dziś pełnią coraz większą rolę gatunki synantropijne Starego Świata (Azja Wschodnia, Afryka) oraz Nowego Świata (Ameryka Północna, Ameryka Południowa i Australia i Oceania), które kilkaset lat temu rozprzestrzeniły się na cały glob ziemski.
Jednak łąki i murawy zamieszkują gatunki generalnie rodzime, choć czasem trafiają się obce (ale raczej nieinwazyjne), które tysiące lat temu towarzyszyły w uprawach rolnych naszych odległych przodków. I to one w sumie przez ten długi okres czasu w skali życia człowieka, coraz bardziej przystosowywały się do takich warunków, które ukształtował nasz gatunek. Po prostu uzależniły się od nisz ekologicznych wytworzonych w tradycyjnym rolnictwie.
Ekstensywna gospodarka rolna sprzyjała powstawaniu bogatej bioróżnorodności ekosystemów otwartych, ale wymagających naszej ingerencji, czyli zrównoważonego, intuicyjnego koszenia oraz wypasu zwierząt gospodarskich. I tak było mniej więcej do końca drugiej wojny światowej. Potem kraje kapitalistyczne, ale i też w pewnym stopniu socjalistyczne, zaczęły wprowadzać model gospodarki intensywnej, który sprawia, że wiele gatunków zwierząt i roślin z łąk i muraw w Europie po prostu zaczęło zanikać. Najszybciej to się stało w krajach zachodniej Europy.
Dziś kraje wschodniej Europy, z byłego bloku komunistycznego, w tym Polska, naśladują dawne praktyki Zachodu, które niestety doprowadziły tam do poważnego skurczenia się bioróżnorodności. Dziś Zachód chce naprawiać te błędy, renaturalizować ekosystemy, ale były komunistyczny Wschód, włącznie z Rosją dalej brnie w rozwój gospodarki intensywnej odbywającej się kosztem bioróżnorodności, która ewoluowała przez tysiące lat, dzięki właśnie tradycyjnemu ekstensywnemu rolnictwu. Bez nawozów sztucznych. Bez pestycydów i innych środków chemicznych. Bez jakiejkolwiek przemysłowej ingerencji w ekosystemy siedlisk półnaturalnych.
Podsumowując temat, dlatego aby zachować wiele gatunków z ekosystemów otwartych, które w naturze nie mogą być otwartymi, musimy dokonywać tak zwanej ochrony czynnej poprzez zrównoważone koszenie i zrównoważony wypas zwierząt gospodarskich.