Sprzężenia zwrotne – droga do zaburzenia czy do stabilizacji?

Znaczenie sprzężeń zwrotnych w systemie klimatycznym współczesnego świata

Sprzężeniami zwrotnymi zwykło się nazywać takie procesy dynamiczne, które albo dążą do równowagi systemu (ujemne) albo dążą do zaburzeń systemu (dodatnie). W tym przypadku chodzi oczywiście o system klimatyczny. Można zadać dociekliwe pytanie, a jak nazwalibyśmy sprzężenia zwrotne 115 tysięcy lat temu, gdy kończył się eem (interglacjał) i zaczynał się wurm (ostatni glacjał)? Zapewne, sprzężenia zwrotne byśmy rozpatrywali wówczas na odwrót. A więc także (znając naturę ludzką) negatywnie patrzylibyśmy na wzmocnienia ochłodzenia, jak dziś na wzmocnienia ocieplenia. Dziś jednak przywykliśmy do zdarzeń nam współczesnych. Więc zasadniczo ujemną rolę w przyrodzie dla nas odgrywają sprzężenia dodatnie (wzmacniające), a nie ujemne (stabilizujące). Tak więc i my przyjrzymy się współczesnym zagrożeniom i próbom przeciwdziałań tymże zagrożeniom (Sandrine Bony i in., 2006).

Rysunek: Wybrane sprzężenia zwrotne (źródło)

Dodatnie sprzężenia zwrotne

Najistotniejszym dodatnim sprzężeniem zwrotnym jest wzmocnienie pary wodnej, która reaguje na większy przyrost temperatury w powietrzu. Najczęściej intensyfikuje się ona w synergii z koncentracją dwutlenku węgla. Jest coraz cieplej, a więc to sprzężenie akurat wzrasta bez ograniczeń.

Następnym istotnym sprzężeniem zwrotnym jest obniżanie się albedo lodu w Arktyce i w Antarktyce. Właściwie, coraz więcej gromadzącej się energii cieplnej ze Słońca w troposferze Ziemi, dzięki blokadzie rosnącej liczby gazów cieplarnianych antropogenicznego pochodzenia, sprzyja coraz intensywniejszemu topnieniu pokryw lodowych i śniegowych na całym świecie, także wysoko w górach na wszystkich kontynentach naszej planety.

Kolejnym sprzężeniem zwrotnym prowadzącym do zakłóceń klimatycznych jest dynamiczna anomalia oceaniczna El Niño. Gdy pojawia się ten prąd oceaniczny, wydziela się mnóstwo ciepła do atmosfery, wpływając zaburzająco na dużą część obszarów kuli ziemskiej.

Jeszcze jednym istotnym dodatnim sprzężeniem zwrotnym są chmury wysokie, zwłaszcza cirrusy. Po przepuszczeniu światła słonecznego, w odpowiedzi promieniowanie podczerwone jest tak samo blokowane przez te chmury, jak przez dwutlenek węgla i inne gazy cieplarniane. Dodatkowo chmury niskie też wyłapują promieniowanie w podczerwieni, ale tylko w nocy. To właśnie dlatego noce są coraz cieplejsze. O wiele cieplejsze niż kilka dekad temu (Pierre Friedlingstein i in. 2001).

Ujemne sprzężenia zwrotne

Najbardziej istotnym sprzężeniem zwrotnym ujemnym, czyli stabilizującym ocieplający się klimat, są aerozole. Zarówno naturalne, jak i antropogeniczne. Tutaj zasadniczą rolę odgrywa efekt albedo, czyli odbijanie promieni słonecznych widzialnych od jasnego koloru aerozoli, takich jak siarczany, pyły mineralne czy sól morska.

Następnym takim sprzężeniem zwrotnym są właśnie chmury niskie, ale tylko w porze dziennej. Podobnie jak aerozole w efekcie albedo odbijają one promienie słoneczne, na tyle skutecznie, że na powierzchni Ziemi potrafi się mocno ochłodzić. Najbardziej spektakularnymi chmurami są stratusy i cumulusy.

Kolejne takie sprzężenie występuje obecnie dość często w równikowym Pacyfiku i jest nim antagonistyczna do El Niño anomalia klimatyczna – La Niña. Gdy tylko ona się pojawia w tamtej części świata następuje na globie ziemskim dość znaczne ochłodzenie.

Nieco rzadziej w postaci tego sprzężenia sporadycznie pojawiają się wybuchy wulkanów, które podobnie jak aerozole antropogeniczne wydzielają przede wszystkim do atmosfery duże ilości dwutlenku siarki, który ma właściwości silnie odbijające promienie słoneczne (James C. G. Walker i in., 1981).

Dominacja sprzężeń zwrotnych dodatnich nad sprzężeniami zwrotnymi ujemnymi – tak być nie musi

Nasza Ziemia jest zdominowana przez sprzężenia zwrotne dodatnie. Gdyby jednak nie było ujemnych sprzężeń zwrotnych świat, pod względem klimatycznym, byłby bardzo niebezpiecznie rozregulowany. Obecnie żyjemy w świecie, któremu grozi globalne ocieplenie, a nie globalne ochłodzenie. „Żelaznym” dowodem na to są rosnące z roku na rok emisje antropogeniczne dwutlenku węgla. I to właśnie sprzężenia zwrotne dodatnie stanowią dla nas potencjalne zagrożenie. Im więcej przewagi ocieplania się klimatu nad jego ochładzaniem się, tym gorzej dla nas.

Już w tej chwili powinniśmy zastanawiać się nad adaptacją do cieplejszego świata w niedalekiej przyszłości. Dopóki będziemy inwestować i popierać rozwój przemysłu paliw kopalnych, dopóki będzie rosła przewaga sprzężeń zwrotnych dodatnich (zaburzających system klimatyczny Ziemi) nad sprzężeniami zwrotnymi ujemnymi (stabilizującymi system klimatyczny Ziemi).

Decyzja należy do nas. Jeśli naprawdę myślimy racjonalnie, to jak najszybciej przeorganizujmy świat gospodarczy tak, żeby jak najszybciej zrezygnować z paliw kopalnych na rzecz odnawialnych źródeł energii.

http://ziemianarozdrozu.pl/artykul/1734/przewodnik-naukowy-do-sceptycyzmu-globalnego-ocieplenia-23

Dodaj komentarz

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