Какво знаем за климата? Едно проучване върху ефекта от антропогенното глобално затопляне Understand article

Превод Емилия Мурзова. Това е втората от две статии, в които климатолога Rasmus Benestad от Норвежкия метеорологичен институт разглежда доказателствата, че хората са…

Установено е, че на Земята съществува естествен парников ефект, който прави планетата обитаема. Но как стои въпроса с антропогенното глобално затопляне (АГЗ)? Всъщност естествените промени в климата съществуват дълго преди намесата на човека – например ледниковия период.

На теория може да се очаква, че температурата ще се повиши при понижаване на охлаждането и постоянен приток на енергия. При повишаване на концентрацията на парниковите газове (ПГ) ефектът е ограничаване на възможността за охлаждане, тъй като парниковите газове пропускат слънчевата светлина, но са непрозрачни за светлината от инфрачервения спектър, стояща в основата на охлаждането на Земята. По този начин повишения парников ефект нарушава радиативния енергиен баланс.

Без съмнение CO₂ е образуван заедно с вкаменелостите, тъй като съотношенията на изотопите показват, че въглеродът е бил изложен за по-кратък период на действието на космическо лъчение. Когато протони от това лъчение взаимодействат с азот 14 (със седем протона и седем неутрона в ядрото) от въздуха, се образува въглерод 14 (заедно с други изотопи като берилий 10) посредством следната ядрена реакция.:

¹⁴N + p → ¹⁴C + n

Това означава, че въглерод с ниско ниво на изотопа въглерод 14 би трябвало да се е образувал дълбоко в земните недра, далече от комическото лъчение.

Още повече, съотношението на O₂ към N₂ се е понижило. Това се обяснява с повишената консумация на петролни продукти, в които O₂ е свързан с С в CO₂. Освен това киселинността на водата в океаните се е повишила, което е довело да повишаване на нивата на CO₂ и в атмосферата, и в океаните.

Все пак въглеродът не може спонтанно да изчезне от лицето на Земятя – при нормални обстоятелства той се запазва. Следователно изгарянето на петони продукти ще доведе до образуването на излишък от CO₂ някъде в атмосферата, океаните и/ или в биосферата. Добивът на петролни продукти от земните недра изважда въглерода от тези скрити резервоари и го освобождава на повърхността, където той остава.

Според четвъртия доклад (AR4) на Междуправителствената комисия по промените на климата (Intergovernmental Panel on Climate Change –IPCC) средната температура в световен мащаб, измерена посредством няколко хиляди термометри, разпръснати в различни точки на земното кълбо, се е повишила с 0.74 ± 0.18 ºC за последните 100 години и тенденцията на повишаване се запазва. Няколко сателитни проучвания също показват промени в характеристиките на излъчваната от Земята топлина наред с повишения парников ефект. Измерванията на температурата на пластовете под повърхността на планетата потвърждават промените в температурата и еднозначно показват затопляне.

Нивото на моретата в световен мащаб сщо отбелязва покачване, дължащо се както на факта, че по-топлата вода има по-голям обем, така и на топенето на ледовете. Отчетено е, че повечето глетчери на планетата са намалили размерите си. Полярните ледове на Северния полюс на планетата са изтънели значително откакто са започнали сателитните измервания, катое намаляла и площта, на която те са разположени.

Има и хидроложки доказателства: наличие на по-чести интензивни проливни дъждове, промяна в режима на реките и валежната статистика.

Допълнителните доклади за биологичния отзвук допълват картината. Промяна в зонирането на дърветата, в дебелината и гъстотата на дървесните пръстени в дървесината, в коралите, в дънните седименти в моретата и в сталактитите са свидетелство за това как климатът се е променял в миналото. Сравнявайки тези индикатори изглежда настоящото затопляне е извънредно за последните 1000 години.

Съмнения?

Тези, които оспорват глобалното затопляне, причинено от антропогенния фактор, наричани още климатични скептици, се аргументират с това, че то е следствие от промени в Слънцето. Но съвременните изследвания на космическото лъчение, на слънчевите петна и други маркери, използвани за описване на състоянието на Слънцето показват, че то не е станало по-активно от 50те години на миналия век досега (виж. графиката).

Варирането в слънчевата активност не изключват непременно влиянието на парниковите газове върху промяната в климата. Ако нашият климат беше чувствителен към леките промени в Слънцето, това предполага и лесната му промяна под влияние на промените в енергийния баланс – оттук и по-силен довод да се счита, че парниковите газове могат да причинят глобална промяна в климата.

Други фактори, които могат да повлияят топлинния баланс са промяна в орбитата на Земята около Слънцето, както и в слънчевата активност. Вулканите изхвърлят различни частици в горните слоеве на атмосферата, които не пропускат слънчевата светлина. Подобно на тях естествените и антропогенните аерозоли притежават същия „димиращ” ефект и по този начин намаляват слънчевата енергия, която достига земната повърхност. Аерозолите могат да повлияят и топлоотдаването на Земята – нетния ефект зависи от вида на частиците, тяхната големина, надморската височина, на която се намират и тяхната концентрация.

Промени в земната повърхност също може да изиграе роля чрез промяна в начина, по който планетата отразява светлината, както и върху влагообмена и енергийния обмен между повърхността и атмосферата.

Някои скептици твърдят, че глобалното затопляне е измама, дължаща се на ефекта от урбанизацията. Това обаче не обяснява затоплянето на световния океан както на повърхността, така и в дълбочина, където няма градове. Не обяснява също и защо най-силно затопляне е наблюдавано около Северния полярен кръг, Аляска и Сибир. Освен това влиянието на градовете върху температурата е добре проучено и взето под внимание при установяване на средните стойности в световен мащаб.

Друго твърдение на климатичните скептици е, че сателитните измервания на температурата в атмосферата не показват същото затопляне като това на земята. Това различие се дължи на грешки в анализите на информацията, получена от сателитите, тенденцията в свободната атмосфера не може да се съпостави с данните от повърхността.

Други твърдят, че атмосферата ни вече е непропусклива за инфрачервените лъчи, така, че по-нататъчно насищане с CO₂ не би оказало ефект оттук нататък. Всъщоност достатъчно е човек да обърне поглед към Венера за да установи, че атмосферата не се насища толкова лесно. Това може да бъде доказано и теоритично. Освен това от значение е не само ефектът от наличието на CO₂, а и протичащите в последствие важни процеси, които могат да усилят (отдръпването на ледовете или изсушаването на въздуха) или задълбочат (ниска облачност например) парниковия ефект.

Но климатът не се ли е променял винаги? Някои учени твърдят, че климатът следва своеобразен естествен цикъл. От къде бихме могли да знаем дали сегашното затопляне не е просто част от този естествен цикъл, отзвук от кратка ледена епоха?

Имайки предвид законите на физиката можем да направим извода, че средната температура не се променя толкова спонтанно, ако топлината трябва да бъде запазена. В миналото колебанията са били причинени от нещо точно определено – било то промени в орбитата на Земята около Слънцето, в състава на атмосферата, в слънчевата активност, промените в пейзажа, зависещи от изригването на вулканите. Но нито един от тези фактори с изключение на повишената концентрация на парникови газове, може да обясни настоящото затопляне. Дори вътрешните промени като урагана El Niño може да причинят колебания, но те са слаби в сравнение с промените, причинени от външни сили. Без да се взима под внимание причината, винаги съществува физическо обяснение за промение, било то външен или вътрешен фактор.

Може ли в действителност да се вярва на климатичните модели? Тези модели не са съвършени, но на този етап те са най-доброто средство, което може се използва за прогнозиране. Климатичните модели са като пъзели, в които цялата картина се появява, когато малките парченца се подредят по определен начин. Климатичните модели обединяват цялата физическа и емпирична информация и осигуряват изчерпателна картина посредством математически изчисления, извършени от мощни компютри. Някои уравнения, описващи съответните процеси, не могат да бъдат решени с точност, но пък закръглянето на резултатите до известна степен осигурява задоволително добра представа.

Отражение в бъдещето

И така, какво можем да очакваме от антропогенното глобално затопляне? Научните заключения, публикувани в специализираните научни списания са събрани и оценени в доклада на Междуправителствената комисия по промените на климата, който очертава основната картина за в бъдеще.

Според доклада AR4 голяма е вероятността антропогенното глобално затопляне да се превърне в повсеместно затопляне, което ще засегне най-вече северния полюс и континентите. В субтропиците климатът ще стане по-сух, а на териториите, намиращи се на по-голяма географска ширина се очакват проливни дъждове. Според доклада ще се увеличат наводненията и глада. Ледовете ще започнат да се топят, като това ще доведе до намаляване на питейната вода за голяма част от населението на Земята. Повишаването на нивото на водата в моретата ще засегне ниските крайбрежни зони, което ще накара хората, живеещи в някои от тях да ги напуснат.

Сезонът на ураганите през 2005 година причини безпрецедентен за съвременната история брой тропични циклони в Карибско море и северната част на Атлантическия океан, като резултатът от тях е голам брой жертви и разрушения. Ще има ли по-чести и по-мощни урагани и тайфуни, когато се климатът затопли? А дали днес не сме свидетели на определена тенденция в активността на тропическите циклони? За момента не можем да бъдем сигурни, въпреки че съществуват признаци за повишаване вероятността за образуване на урагани, както и за тенденция към повишаване на активността им, свързвана с по-интензивните тропически циклони над някои водни басейни.

Пара пътеки

Тази снимка, направена от MERIS (MEdium Resolution Imaging Spectrometer), показва голяма част от североизточна Европа, а именно таст от Германия, Швеция, Полша и Дания.

Облаците с продълговата форма, намиращи се около и на изток от Дания, както и отчасти над морето, са всъщност следсвие от кондензацията на водните изпарения, оставени при прелитането на самолетите. Броя на тези пара пътеки влияе върху въздушния трафик в небето. Счита се, че пара пътеките образуват перести облаци на голяма надморска височина, което допринася за глобалното затопляне.

Разработката Data User Element (DUE) на Европейската космическа агенция понастоящем включва изследвания на пара пътеките и ефекта им върху промяната на климата.

Обществени аспекти

В допълнение към научните факти по отношение на антропогенното глобално затопляне, съществуват и етични аспекти като тези, свързани с факта, че отговорността за повишаването на емисиите от парникови газове в по-голямата си част е на богатите страни, които са и най-малко засегнати от последствията^w1. По отношение на уползотворяването на енергията, въпросът е дали възобновяемите източници на енергия ще могат да заместят петролните горива. Още повече, че икономическите съображения и политичаските решения, свързани с промяната на климата са тясно свързани с енергийните възможности и емисиите от парникови газове.

Темата за климата всъщност може да се окаже една от най-сериозните в нашето време. Би било жалко, ако широката публика няма възможността да участва в разискването й поради недоброто й познаване. Поради това е важно в училище учениците да се запознаят с климата и климатичните промени и тази информачция да е точна и постоянно обновявана.

Download

Download this article as a PDF