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 %.

Rys.1. Źródło: IPCC (2014) na podstawie globalnych emisji z 2010 r. Szczegółowe informacje na temat źródeł zawartych w tych szacunkach można znaleźć w wkładzie grupy roboczej III do piątego sprawozdania oceniającego międzyrządowego panelu ds. Zmian klimatu.
Oprócz antropogenicznych zmian klimatu i środowiska naturalnego, mamy do czynienia coraz częściej z emisjami ze źródeł naturalnych jak np. rozpadanie się wieloletniej zmarzliny powodujące ulatnianie się coraz większych ilości dwutlenku węgla, metanu i podtlenku azotu z rozkładającej się materii organicznej czy też nawet ulatnianie się metanu z podmorskiej zmarzliny na szelfach kontynentalnych mórz syberyjskich.
Obok emisji gazów cieplarnianych, mamy też emisje aerozoli, ze źródeł naturalnych, jak np. wybuchy wulkanów, oraz ze źródeł antropogenicznych jak zanieczyszczenia przemysłowe takie jak sadza o właściwościach cieplarnianych czy też siarczany o właściwościach chłodzących. Z obu źródeł sadza powoduje wzrost ocieplenia klimatu a siarczany czy nawet azotany powodują ochłodzenie klimatu.
W systemie klimatycznym Ziemi mamy właśnie dodatnie sprzężenia zwrotne takie jak topnienie zmarzliny i lodu morskiego, górskich lodowców i lodowych pokryw Antarktydy i Grenlandii z powodu wzrastającej koncentracji gazów cieplarnianych wzmacniających wzrost temperatury, wspomniane zmiany użytkowania gruntów przyspieszające emisje gazów cieplarnianych z coraz cieplejszych i osuszających się gleb oraz z zaburzonej wegetacji roślinności, np. w tropikach gdzie są coraz większe emisje dwutlenku węgla. Powoli zaczyna występować większy przyrost emisji tego gazu w oceanach w stosunku do jeszcze większych w nich absorpcji, co też w coraz cieplejszym świecie wpłynie na zmniejszenie zakwaszenia w nich. 170 lat temu pH, czyli stężenie wody oceanicznej wynosiło 8,2. A teraz wynosi 8,1. Największe zbiorniki wodne świata zakwasiły się o 30 %.
Rys.2. Klimatyczne sprzężenia zwrotne
Mamy też ujemne sprzężenia zwrotne jak zwiększenie albedo chmur nisko położonych, czyli zwiększone odbijanie się od aerozoli siarczanowych będących jadrami kondensacji dla mniejszych czy większych kropelek chmur. W tym drugim przypadku życie chmur jest krótsze, ponieważ cięższe i większe krople szybciej opadają w postaci deszczu a kryształki lodu w postaci śniegu lub gradu. Z kolei siarczany i inne aerozole są też wymywane z deszczami (mokra depozycja) albo usuwane z atmosfery grawitacyjnie po kilku dniach (sucha depozycja). Jednak im mniejsze jest zachmurzenie w dolnych warstwach atmosfery, tym mniejsze są opady deszczu. W szczególności jest to widoczne w strefach zwrotnikowych i w głębi kontynentów, co obserwują z niepokojem klimatolodzy na całym świecie.
Wzrost emisji gazów cieplarnianych powoduje wzrost globalnej temperatury. Wzrost temperatury globalnej powoduje topnienie lądolodów Grenlandii i Antarktydy, lodowców górskich, lodu morskiego i wieloletniej zmarzliny. Wzrost topnienia lodu i zmarzliny powoduje wzrost poziomu mórz i oceanów.
Wzrost temperatury atmosfery Ziemi ok. 170 lat temu przyczynił się do wzrostu temperatury oceanów ok. 45 lat temu. Wzrost temperatury oceanów z powodu wspomnianego lodu i rozszerzalności termicznej (objętości wody) wzmacnia ekstremalne zjawiska pogodowe jak huragany i nawalne opady, a także powodzie.
Wzrost temperatury w głębi kontynentów i wysp z mniejszą ilością mokradeł, cieków i zbiorników wodnych oraz poziomem wód gruntowych są z kolei coraz bardziej narażone na susze i pożary, zwłaszcza podczas ekstremalnych i długotrwałych fal upałów i coraz dłuższych okresów bez opadów deszczu i śniegu.
Ekwiwalent CO2, czyli koncentracja gazów cieplarnianych wynosi 485 ppm (samego CO2 – 410 ppm). A emisje ujemne aerozoli wynoszą -60 ppm. Czyli gdybyśmy dziś wyzerowali emisje gazów cieplarnianych, czyli zatrzymali na 485 ppm ekwiwalent CO2, to w znaczącym stopniu zatrzymalibyśmy ujemne antropogeniczne emisje aerozoli. I wzrost tegoż ekwiwalentu CO2 mógłby wynieść ok. 530 ppm. Oczywiście naturalne emisje ujemne by dalej były.
Rys.3. Radiacyjne wymuszenie klimatu między 1750-2011. Źródło obrazu: IPCC AR5 (2013)
Dodatnie wymuszenie radiacyjne od 1850 r. z powodu samych emisji gazów cieplarnianych tylko z samych źródeł antropogenicznych wynosi 3,2 W/m2. Natomiast ujemne wymuszenie radiacyjne emisji aerozoli z tych samych źródeł wynosi -1 W/m2. Czyli w sumie przez 170 lat wymuszenie radiacyjne teraz wynosi 2,2 W/m2.
Rys.4. Rozkład częstotliwości równowagowej czułości klimatu na podstawie symulacji podwojenia CO2 .
Czułość klimatu wynosi 3 stopnie Celsjusza przy wymuszeniu radiacyjnym 4 W/m2, czyli podwojenie koncentracji CO2 od 1850 r. tyle mniej więcej wyniesie w latach 2070-2100 przy dalszej kontynuacji scenariusza biznes jak zwykle, RCP8.5 (czyli 8.5 W/m2 w 2100 r.).
—————-

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *