Przyczyny zmian klimatu

›en español

Naukowcy przypisują trend globalnego ocieplenia obserwowany od połowy XX wieku ludzka ekspansja „efektu cieplarnianego” 1 – ocieplenie, które występuje, gdy atmosfera zatrzymuje ciepło promieniujące z Ziemi w kierunku kosmosu.

Niektóre gazy w atmosferze blokują ucieczkę ciepła. Długożyciowe gazy, które pozostają w atmosferze na wpół trwale i nie reagują fizycznie ani chemicznie na zmiany temperatury, są określane jako „wymuszające” zmiany klimatyczne. Gazy, takie jak para wodna, które reagują fizycznie lub chemicznie na zmiany temperatury, są postrzegane jako „sprzężenia zwrotne”.

Gazy, które przyczyniają się do efektu cieplarnianego, obejmują:

• Para wodna. Najbardziej rozpowszechniony gaz cieplarniany, ale co ważne, działa jako sprzężenie zwrotne dla klimatu. Wraz z ocieplaniem się atmosfery ziemskiej wzrasta ilość pary wodnej, ale rośnie też możliwość wystąpienia chmur i opadów, co czyni te jednymi z najważniejszych mechanizmów sprzężenia zwrotnego efektu cieplarnianego.

• Węgiel dwutlenek węgla (CO2). Mniejszy, ale bardzo ważny składnik atmosfery, dwutlenek węgla, jest uwalniany w wyniku naturalnych procesów, takich jak oddychanie i erupcje wulkanów oraz w wyniku działalności człowieka, takiej jak wylesianie, zmiany użytkowania gruntów i spalanie paliw kopalnych. Ludzie zwiększyli poziom CO2 w atmosferze o 47% od początku rewolucji przemysłowej. Jest to najważniejsza z długotrwałych „wymuszeń” zmian klimatycznych.

• Metan. Gaz węglowodorowy wytwarzany zarówno ze źródeł naturalnych, jak i działalność człowieka, w tym rozkład odpadów na wysypiskach, rolnictwo, a zwłaszcza uprawa ryżu, a także trawienie przeżuwaczy i gospodarowanie odchodami związane z hodowlą zwierząt gospodarskich. Metan jest działaniem o wiele bardziej skomplikowanym Jest to gaz cieplarniany niż dwutlenek węgla, ale także taki, który występuje w znacznie mniejszych ilościach w atmosferze.

• Podtlenek azotu. Potężny gaz cieplarniany wytwarzany przez praktyki uprawy gleby, zwłaszcza stosowanie komercyjnych i organicznych nawozów, spalanie paliw kopalnych, produkcję kwasu azotowego i spalanie biomasy.

• Chlorofluorowęglowodory (CFC). Związki syntetyczne, całkowicie pochodzenia przemysłowego, używane w wielu zastosowaniach, ale obecnie w dużej mierze regulowane w zakresie produkcji i uwalniania do atmosfery na mocy międzynarodowego porozumienia ze względu na ich zdolność do przyczyniania się do niszczenia warstwy ozonowej. Są również gazami cieplarnianymi.

Na Ziemi działalność człowieka zmienia naturalną szklarnię. W ciągu ostatniego stulecia spalanie paliw kopalnych, takich jak węgiel i ropa, spowodowało wzrost stężenia atmosferycznego dwutlenku węgla (CO2). Dzieje się tak, ponieważ proces spalania węgla lub oleju łączy węgiel z tlenem w powietrzu, tworząc CO2. W mniejszym stopniu oczyszczanie gruntów pod rolnictwo, przemysł i inne działania człowieka spowodowało wzrost stężenia gazów cieplarnianych.

Trudno jest przewidzieć konsekwencje zmiany naturalnej atmosfery cieplarnianej, ale niektóre skutki wydają się prawdopodobne :

• Średnio Ziemia będzie się ocieplać. W niektórych regionach mogą być cieplejsze temperatury, ale inne nie.

• Cieplejsze warunki prawdopodobnie doprowadzą do większego parowania i opadów, ale poszczególne regiony będą się różnić, niektóre staną się bardziej wilgotne, a inne bardziej suche .

• Silniejszy efekt cieplarniany ogrzeje ocean i częściowo stopi lodowce i pokrywy lodowe, podnosząc poziom morza. Woda oceaniczna również rozszerzy się, jeśli się ociepli, przyczyniając się do dalszego wzrostu poziomu morza.

• Poza szklarnią wyższy poziom dwutlenku węgla (CO2) w atmosferze może mieć zarówno pozytywne oraz negatywny wpływ na plony. Niektóre eksperymenty laboratoryjne sugerują, że podwyższony poziom CO2 może przyspieszyć wzrost roślin. Jednak inne czynniki, takie jak zmieniające się temperatury, ozon oraz ograniczenia dotyczące wody i składników odżywczych, mogą z nawiązką przeciwdziałać potencjalnemu wzrostowi plonów. Jeśli zostaną przekroczone optymalne zakresy temperatur dla niektórych upraw, wcześniejszy możliwy wzrost plonów może zostać zmniejszony lub całkowicie odwrócony.

  Ekstremalne warunki klimatyczne, takie jak susze, powodzie i ekstremalne temperatury, mogą prowadzić do strat w plonach i zagrozić egzystencji producentów rolnych oraz bezpieczeństwu żywnościowemu społeczności na całym świecie. W zależności od uprawy i ekosystemu chwasty, szkodniki i grzyby mogą również rozwijać się w cieplejszych temperaturach, wilgotniejszym klimacie i podwyższonym poziomie CO2, a zmiana klimatu prawdopodobnie spowoduje wzrost chwastów i szkodników.

  Wreszcie, chociaż zwiększający się poziom CO2 może stymulować wzrost roślin, badania wykazały, że może również obniżyć wartość odżywczą większości upraw spożywczych poprzez zmniejszenie stężenia białka i niezbędnych minerałów w większości gatunków roślin. Zmiana klimatu może spowodować pojawienie się nowych wzorców szkodników i chorób, wpływających na rośliny, zwierzęta i ludzi oraz stwarzających nowe zagrożenia dla bezpieczeństwa żywności, bezpieczeństwa żywności i zdrowia ludzi.2

Rola działalności człowieka

W piątym raporcie oceniającym Międzyrządowy Panel ds. Zmian Klimatu, grupa 1300 niezależnych ekspertów naukowych z krajów całego świata pod auspicjami ONZ, stwierdziła, że „sa z ponad 95-procentowym prawdopodobieństwem, że działalność człowieka w ciągu ostatnich 50 lat ogrzała naszą planetę.

Działalność przemysłowa, od której zależy nasza współczesna cywilizacja, podniosła poziom dwutlenku węgla w atmosferze z 280 części na milion do 414 części na milion w ciągu ostatnich 150 lat. Panel stwierdził również, że „z większym niż 95% prawdopodobieństwem, że wytwarzane przez człowieka gazy cieplarniane, takie jak dwutlenek węgla, metan i podtlenek azotu, spowodowały znaczną część obserwowanego wzrostu temperatury na Ziemi w ciągu ostatnich 50 lat .

Nasłonecznienie

Rozsądne jest założenie, że zmiany w produkcji energii słonecznej spowodują zmianę klimatu, ponieważ Słońce jest podstawowym źródłem energii, które napędza nasz system klimatyczny.

Rzeczywiście, badania pokazują, że zmienność słoneczna odegrała rolę w zmianach klimatu w przeszłości. Na przykład uważa się, że spadek aktywności słonecznej w połączeniu ze wzrostem aktywności wulkanicznej pomógł zapoczątkować małą epokę lodowcową między około 1650 a 1850 rokiem, kiedy Grenlandia ochłodziła się od 1410 do 1720 roku, a lodowce rozwinęły się w Alpach.

Jednak kilka linii dowodów wskazuje, że obecnego globalnego ocieplenia nie można wyjaśnić zmianami energii słonecznej:

• Od 1750 roku średnia ilość energii pochodzącej ze Słońca pozostawała stała lub nieznacznie wzrosła.

• Gdyby ocieplenie było spowodowane przez bardziej aktywne Słońce, naukowcy spodziewaliby się cieplejszych temperatur we wszystkich warstwach atmosfery. Zamiast tego zaobserwowali ochłodzenie w górnych warstwach atmosfery i ocieplenie na powierzchni oraz w dolnych częściach atmosfery. Dzieje się tak, ponieważ gazy cieplarniane zatrzymują ciepło w niższych warstwach atmosfery.

• Modele klimatyczne, które uwzględniają zmiany natężenia promieniowania słonecznego, nie mogą odtworzyć trendów temperatur obserwowanych w ciągu ostatniego stulecia lub dłużej w tym wzrost emisji gazów cieplarnianych.