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”

Rozkład koncentracji dwutlenku węgla na Ziemi

418.03 ppm, tyle wynosiła 1 maja 2020 r. rekordowa koncentracja dwutlenku węgla na Ziemi. Rok temu było to 414.88 ppm.

Czy był na początku maja 2020 r. nowy rekord dobowy czy już koncentracja CO2 zaczęła powoli spadać na półkuli północnej Ziemi? Trudno powiedzieć Zobaczymy to już może dziś albo jutro czy pojutrze albo dopiero za tydzień, dwa. Na pewno w ciągu 10-15-20 dni maja szczyt rocznej koncentracji CO2 odbędzie się. Ma to związek z wysokim ulistnieniem roślin okrytozalążkowych, tych które gubią liście na zimę (drzewa i krzewy) i tych, które je tracą gdy nadchodzi czas chłodnych pór roku jak jesień i wspomniana zima.(rośliny zielne). Szczyt koncentracji dwutlenku węgla dobiega końca, i od tej pory rośliny i glony, a także sinice na półkuli północnej będą coraz intensywniej pochłaniać ten gaz, a sezonowa wiosenno-letnia fotosynteza tychże roślin oraz całoroczna tychże glonów i sinic w oceanach będzie coraz intensywniejsza. Continue reading “Rozkład koncentracji dwutlenku węgla na Ziemi”

Susza w Europie, w tym w Polsce, w XXI wieku będzie najpoważniejszym zagrożeniem klimatycznym

Polska jest krajem, który według wielu projekcji klimatycznych będzie jednym z narażonych na wystąpienie długotrwałej suszy. W ogóle wszystkie modele klimatyczne wskazują, że jednym z regionów na Ziemi obok południowej części Afryki oraz północnej części Ameryki Południowej i Meksyku oraz USA, to bogata ekonomicznie Europa będzie narażona na rosnącą liczbę dni bezdeszczowych i coraz bardziej suchych w ciągu całego roku. Z tym trendem mamy już do czynienia chociażby na południu kontynentu.
Masowe pożary z powodu równie masowych fal upałów na zachodzie w Portugalii i na wschodzie w Grecji latem 2018 roku powinny dać do myślenia wielu decydentom, że takie scenariusze będą powtarzać się w większej skali i coraz częściej. Fale upałów w Szwecji w tym samym roku o porze letniej, również powinny dać wiele do myślenia. Nic dziwnego, że właśnie w tym kraju dała o sobie znać młoda szwedzka aktywistka klimatyczna Greta Thunberg, dzięki ktorej narodził się ruch klimatyczny, w tym Extinction Rebellion.
Uciążliwe susze w Europie jednak powtarzają się z roku na rok w wielu regionach. Ostatnia zima na kontynencie, poza górami i może wyłączając jej północną część, praktycznie była zupełnie bez śniegu. A jeśli już wystąpiły jakieś opady, to nie sprawiły one by pokrywa śnieżna utrzymała się długotrwale.
Świat się ogrzał o ponad 1 stopień Celsjusza względem okresu 1850-1900. A Europa ogrzała się o ponad 2 stopnie Celsjusza, podobnie Polska. Emisje gazów cieplarnianych dalej rosną. PKB wielu krajów wprawdzie spowolniło z powodu pandemii koronawirusa, ale system klimatyczny jest termicznie bezwładny. Ogrzewają się lądy, ogrzewają się oceany i ogrzewa się atmosfera z powodu nieustannie rosnącej średniej temperatury powierzchni Ziemi. Po zaniechaniu emisji gazów cieplarnianych i zatrzymaniu koncentracji na 410 ppm, dopiero ustabilizowałaby się na około 2 st.C po kilkudziesięciu latach lub nawet pod koniec wieku, czyli na takim naturalnym poziomie jaki był w środkowym pliocenie 3,5 mln lat temu.
Omawiając nasilania się takich zjawisk ekstremalnych jak susza w Europie. Głównymi winowajcami są z jednej strony polarny prąd strumieniowy (jet stream), a z drugiej strony komórka cyrkulacyjna Hadleya.
Pierwsze zjawisko fizyczne blokuje dopływ wilgotnej zachodniej cyrkulacji atlantyckiej, która jeszcze 10-20 lat temu przynosiła względnie stabilne opady deszczu. Wówczas na północnym Atlantyku powstają często wyże zamiast niżów. Ponadto jet stream wolniej płynie. Specyficznie tworząc głębokie zakola (meandry), gdzie polarne masy powietrza mogą spłynąć nawet na zwrotnikowe szerokości geograficzne, a subtropikalne masy powietrza mogą spłynąć nawet na okołobiegunowe szerokości geograficzne. Ogólnie rzecz biorąc głównym sprawcą tego zjawiska jest wzmocnienie arktyczne (amplifikacja arktyczna), gdzie w skali planetarnej z powodu najszybszego na Ziemi ocieplania się Arktyki, amplituda temperatur regionalnych pomiędzy biegunami a równikiem staje się coraz mniejsza.
——–
Rys. Regiony Ziemi, gdzie według scenariusza RCP8.5 wzrosną susze.
——–
Drugie zjawisko fizyczne najprawdopodobniej tworzy się przez to, że Międzytropikalna Strefa Konwergencji (ITCZ) coraz silniej przemieszcza się wraz z cyklonami oceanicznymi z szerokości równikowych na szerokości podzwrotnikowe. Dlatego też naukowcy coraz mocniej zaobserwowują, że Sahel w Afryce się zazielenia, a komórka cyrkulacyjna Hadleya rozszerza się i w kierunku południowym Afryki, i w kierunku północnym przynosząc do Europy coraz więcej mas gorącego i suchego powietrza saharyjskiego, których wyże coraz silniej wypierają niże z basenu Morza Śródziemnego. Wszystkie modele klimatyczne wskazują, że najmocniej na tym ucierpi głównie południowa część kontynentu. Jest to też tym spowodowane, że już starożytne cywilizacje rozpoczęły, a nowożytne kontynuowały masowe wylesianie wybrzeży basenu Morza Śródziemnego, co też przyspieszyło przez kilka tysięcy lat zamianę Sahary z sawanny w pustynię.
Susza jest bardziej uciążliwa podczas dni upalnych. Wówczas przy większym wzroście temperatury następuje większe parowanie wody z gleb (ewaporacja) i z samej roślinności poprzez liście roślin (transpiracja). W ten sposób obniżają się poziomy wód gruntowych i powierzchniowych, a nawet coraz dłuższe już bezpowrotne wysychania koryt rzek i jezior (w tym ostatnim przypadku dotyczy to raczej mniejszych cieków i zbiorników).
Wysuszone i wyjałowione gleby z szatą roślinną, zadrzewioną czy zakrzewioną, coraz częściej są narażone na powstanie pożarów. I owszem w wielu regionach Ziemi, jak np. w buszu australijskim czy w tajdze rosyjskiej czy kanadyjskiej, pożary mają charakter naturalne, ale, po pierwsze, są coraz częstsze i, po drugie, są znacznie silniejsze, z powodu coraz większego wzrostu temperatury globalnej. Podobnie jest w siedliskach suchorośli w basenie Morza Śródziemnego czy na stepach Ukrainy.
Zarówno dalsza redukcja szaty roślinnej, jak i coraz bardziej rosnący wzrost temperatur globalnej i regionalnej w Europie tylko będzie nasilać na naszym kontynencie liczbę dni bardzo suchych, bezdeszczowych i upalnych z obecnością długotrwałych pożarów. Brak śnieżnej zimy 2019-20 to jedna z przyczyn powstania masowego pożaru na rozległym terenie Biebrzańskiego Parku Narodowego w Polsce. Główną przyczyną było wypalanie traw, które dawniej z zimami śnieżnymi nie miało takich incydentów. A jednak tej wiosny wymknęło się spod kontroli. Polska mająca bardzo niskie zasoby wód gruntowych po prostu stepowieje coraz bardziej.
Jedną z przyczyn obok wzrostu globalnej temperatury i regionalnej w Europie jest regulacja zbiorników i cieków wodnych oraz lekceważący stosunek do naturalnej retencji wraz z utrzymaniem szaty roślinnej, zwłaszcza formacji leśnych jak łęgi i olsy oraz formacji nadwodnych jak szuwary, żródliska, mokradła czy nawet łąk zalewowych, no i torfowisk.
Susza w Europie i w Polsce niestety wpisze się w nasz krajobraz. Naukowcy rozważają w skali globalnej wdrożenie emisji ujemnych, czyli wychwytywanie dwutlenku węgla z atmosfery. Ale to jest poważne ryzyko. Wiąże się to z poważnym zaburzeniem cyrkulacji atmosferyczno-oceanicznych, które z kolei uderzyłoby w wiele wrażliwych i stabilnych ekosystemów lądowych i oceanicznych i morskich.
Naprawdę tu trzeba wiele ostrożnych podjąć decyzji. Na pewno potrzebna jest i to najlepiej już w ciągu 10 lat, całkowita dekarbonizacja gospodarek świata. Jednak susza będzie się pogłębiać, ale wówczas znacznie wolniej niż przy dalszym masowym spalaniu paliw kopalnych i wylesianiu Ziemi.

 

Wpływ pętli zwrotnych na środowisko naturalne i na naszą cywilizację

Spalanie paliw kopalnych głównie z sektorów energetyki, przemysłu, transportu i rolnictwa, intensywne rolnictwo przemysłowe, deforestacja oraz osuszanie mokradeł są zasadniczymi przyczynami emisji gazów gazów cieplarnianych, zwłaszcza dwutlenku węgla, do atmosfery i oceanów, w tym ich zakwaszenia przez CO2.
Emisje gazów cieplarnianych do atmosfery i oceanów są skutkiem powstania od około 250 lat globalnego ocieplenia Ziemi oraz zachodzących zmian klimatu w systemie klimatycznym Ziemi. Procesy te prowadzą od ponad dwóch stuleci do szeregu dodatkowych czynników klimatycznych. Do tak zwanych sprzężeń zwrotnych wywołujących skutki środowiskowe i cywilizacyjne.

Continue reading “Wpływ pętli zwrotnych na środowisko naturalne i na naszą cywilizację”

Aerozole, chmury, albedo a opady deszczu

Jaki będzie efekt chłodzący czy ogrzewający klimat to zależy od rodzaju chmury i jej wysokości od powierzchni Ziemi oraz od ilości i jakości aerozolu w atmosferze jako jąder kondensacji inicjujących powstawanie nie tylko wspomnianych chmur, ale różnej wielkości kropelek wody i kryształków lodu, z których są opady deszczu oraz śniegu i gradu.

Continue reading “Aerozole, chmury, albedo a opady deszczu”

Wymieranie gatunków już trwa

1/3 gatunków roślin, zwierząt i grzybów zniknie w ciągu 50 lat jeśli dalej będziemy kontynuować scenariusz emisji biznes jak zwykle. Dotyczy to też tych gatunków, które spożywamy. Szacuje się, że w połowie XXI w. liczba mieszkańców Ziemi przekroczy 10 miliardów, a żywności zacznie ubywać. Zacznie ubywać przede wszystkim gatunków dzikich, które nie będą mogły się nie tylko zaadaptować do przekształconych krajobrazów przez rosnącą populację naszego gatunku, ale i też nie będą mogły się dostosować do coraz wyższego wzrostu średniej temperatury powierzchni Ziemi. Również ujemny wpływ na nie będą miały nasilające się ekstremalne zjawiska pogodowe i bardzo silne wahania temperatur.  Continue reading “Wymieranie gatunków już trwa”

Tlenowa biosfera Ziemi jako samoregulujący się system planetarny

Dwutlenek węgla jest obok tlenu jednym z najważniejszych gazów, który naturalnie uczestniczy od co najmniej 2,5 miliarda lat w obiegu węgla. Głównie występuje w atmosferze (wysoko w troposferze), w hydrosferze (w oceanach), w biosferze (w procesie oddychania (początkowo) bakterii, w tym fotosyntetyzujących glonów, (a później) roślin, zwierząt i grzybów) oraz występuje w litosferze (tu procesy zachodzą w skali geologicznej trwającej miliony lat).

Continue reading “Tlenowa biosfera Ziemi jako samoregulujący się system planetarny”

Jak się ociepla świat

Działalność eksploatacyjna ekosystemów taka jak wylesianie, osuszanie mokradeł oraz inne zmiany użytkowania gruntów mają bardzo duży wpływ na przyspieszony wzrost średniej temperatury powierzchni Ziemi, nad lądami i oceanami. Jest to w tej chwili ponad 11 % emisji gazów cieplarnianych.
Najważniejszym problemem dla ludzkości i destrukcyjnym wpływem na biosferę jest jednak spalanie paliw kopalnych jak węgiel kamienny i brunatny, ropa naftową, lupki bitumiczne, piaski roponośne czy gaz ziemny. Emisje gazów cieplarnianych z tej destruktywnej działalności człowieka wynoszą około 89 %.

Continue reading “Jak się ociepla świat”

Minimum 24 cyklu słonecznego a obecna najcieplejsza dekada w historii pomiarów od 1880 roku

Obecny 24 cykl słoneczny, którego koniec minimum przypadnie za rok pokazuje jeszcze jeden ważny aspekt antropogenicznego ocieplenia klimatu, że od ponad 100 lat najmniejszy ten cykl słoneczny z najmniejszą jak do tej pory aktywnością słoneczną wskazuje wyraźnie, że średnia temperatura powierzchni Ziemi w ciągu kończącej się tej dekady bezprecedensowo wywindowała w górę i niestety nadal rośnie wraz z z coraz wyższą koncentracją gazów cieplarnianych.

Continue reading “Minimum 24 cyklu słonecznego a obecna najcieplejsza dekada w historii pomiarów od 1880 roku”

Zaburzony cykl węglowy

Dziś w atmosferze jest aż 21 % tlenu (dla porównania najwięcej jest azotu, bo aż 78 %). Dwutlenku węgla jest tylko 0,04 %. A jednak to dzięki niemu jest zbawienny dla nas efekt cieplarniany. Oczywiście pomijając nasz antropogeniczny CO2, który staje się niebezpieczny dla naszej planety, czyli dla nas i dla innych organizmów. A niebezpieczny dlatego, że jego koncentracja systematycznie wzrasta z roku na rok w wykładniczym tempie.

Continue reading “Zaburzony cykl węglowy”