Czy obecne ocieplenie klimatu jest naturalnym procesem?

Klimat na Ziemi zmienia się od milionów lat. A skoro nie są one dzisiejszą anomalią, to dlaczego mielibyśmy nie mieć do czynienia z kolejnym naturalnym cyklem? Aby zrozumieć odmienność obecnego ocieplenia klimatu, trzeba cofnąć się daleko w przeszłość i poznać przyczyny przeszłych zmian klimatu.

Źródło: istocphoto

 

Cykle Milankovicia

Na pewno kojarzysz bajkę epoka lodowcowa. Świat skuty lodem, po którym chodzą mamuty, tygrysy szablozębne i cała masa zimowych stworzeń. W jednej części było się świadkiem, jak mroźna kraina ulega przeistoczeniu. Śnieg, lodowce zaczęły topnieć, poziom wód się podnosił – świat, który znali i kochali bohaterowie ulegał zniszczeniu. W ogólnym zarysie tak wyglądał plejstocen – jednostka geologiczna dziejów Ziemi – gdzie miały miejsce cykliczne zmiany klimatu. Po epokach lodowcowych (tzw. glacjałach) następowało ocieplenie (tzw. interglacjał). Zrozumienie tych zjawisk budziło wiele dyskusji wśród naukowców, którzy wyrzucali najróżniejsze hipotezy. Aż w latach 30-40-tych XX wieku serbski uczony Milankovitch opracował teorię, która obecnie jest uznawana za główną przyczynę zachodzących w tam tym okresie cyklicznych zmian klimatu. Mowa tutaj o cyklach Milankovicia.

Jak cykle Milankovicia wpływają na klimat na Ziemi?

Jest to naprawdę kosmiczna teoria! Pokazuje jak ziemski klimat ulega zmianom na skutek zdarzeń mających miejsce we wszechświecie. Łączy ona wpływ trzech czynników, które w połączeniu w dużym stopniu tłumaczą zachodzące na przestrzeni tysięcy lat zmiany klimatyczne.

Cykle Milankovicia obejmują:

1. Ekscentryczność (mimośród) orbity ziemskiej
2. Nachylenie ekliptyki (osi) Ziemi
3. Precesja kierunku osi Ziemi

 

EKSCENTRYCZNOŚĆ (mimośród) orbity ziemskiej

Przez 365 dni Ziemia okrąża Słońce po w pewnym sensie wyznaczonym szlaku, którym jest orbita. Droga jaką przebywa nasza planeta przez ten rok nie jest idealnie okrągła, ale może być całkiem bliska tego kształtu. Jednakże nie pozostaje w niezmiennej formie. W wyniku przyciągania Jowisza oraz Saturna kształt orbity ziemskiej ulega zmianom – od prawie okrągłej do lekko eliptycznej. Pełny cykl przejścia orbity od prawie okrągłej przez eliptyczną i z powrotem do okrągłej trwa 400 tys. lat, ale niewielkie wahania mają miejsce co 100 tys. lat.

I w dużym skrócie tym jest właśnie ekscentryczność – kształtem orbity ziemskiej. Ale będąc już dokładniejszą. Ekscentryczność mierzy w jak dużym stopniu kształt orbity Ziemi odbiega od idealnego koła. I ta różnica wpływa na zmiany odległości Ziemi od Słońca, które mają niebagatelne znaczenie dla klimatu ziemskiego.

I jak to ma się teraz do zmian klimatu?

Gdy orbita ziemska jest zbliżona kształtem do okręgu różnice w ilości energii docierającej do Ziemi pomiędzy porami roku są mniejsze. Czyli lata są chłodniejsze, zimy cieplejsze, co skutkuje małą skrajnością pomiędzy temperaturami. Taki stan z czasem umożliwia gromadzenie się śniegu i lodu na szerszych szerokościach geograficznych w duże pokrywy lodowe. A wzrost pokryw lodowej prowadzi do odbijania coraz większej ilości energii słonecznej – co sprzyja dalszemu ochładzaniu – machina zaczyna się napędzać. Czyli miało miejsce wchodzenie w epokę lodowcową

Mniejsze różnice temperaturowe pomiędzy porami roku = wzrost pokrywy lodowej

Z kolei gdy orbita Ziemi ma kształt bardziej eliptyczny różnice w temperaturach pomiędzy porami roku zwiększają się. Zimy są chłodniejsze, lata bardziej gorące. Gdy orbita Ziemi jest najbardziej eliptyczna, to w momencie gdy Ziemia znajduje się najbliżej Słońca dociera do niej o ok. 23% więcej promieniowania słonecznego niż w momencie kiedy jest w najdalszym punkcie od Słońca. Taka sytuacja sprzyja kurczeniu się pokrywy lodowej, co zwiastowało nadejście ocieplenia klimatu.

Większe różnice temperaturowe pomiędzy porami roku = spadek pokrywy lodowej

Obecnie orbita Ziemi jest bardziej okrągła, niż eliptyczna, a jak każdy widzi klimat wcale się nie ochładza.

 

Cykle Milankovicia: ekscentryczność orbity ziemskiej

NACHYLENIE ekliptyki (osi) Ziemi

Nachylenie to kąt pod jakim nachylona jest oś obrotu Ziemi względem Słońca. Kąt ten ulega niewielkim zmianom od 21,8° do 24,5° - w cyklu 41 tys. lat. To dzięki nachyleniu mamy pory roku!

Wraz ze zmniejszaniem się nachylenia, stopniowo maleją kontrasty pomiędzy porami roku, co skutkuje coraz cieplejszymi zimami i chłodniejszymi latami. Co jak już wiadomo sprzyja powstawaniu pokryw lodowych i wchodzeniu w epokę lodowcową.

Odwrotna sytuacja ma miejsce, gdy kąt nachylenia zaczyna rosnąć – zaczynają wzrastać różnice w temperaturach pomiędzy porami roku. Co sprzyja topnieniu pokrywy lodowej, a im mniej lodu, tym więcej promieni słonecznych zostanie pochłoniętych – i cały mechanizm sprzężeń zwrotnych prowadził do ocieplania klimatu.

Obecnie nachylenie wynosi 23,44° i w ciągu następny dziesiątek tysięcy lat będzie ulegać zmniejszeniu. Tym samym obecnie powinny być warunki sprzyjające powstawaniu pokrywy lodowej, która zamiast tego coraz bardziej się kurczy.

 

Cykle Milankovicia - nachylenie ekliptyki (osi) Ziemi

PRECESJA kierunku osi Ziemi

Gdy Ziemia się obraca - lekko chwieje się wokół własnej osi – niczym wirujący bączek zabawkowy. To kołysanie wynika z wpływu grawitacji Słońca i Księżyca, co powoduje wybrzuszenie Ziemi na równiku. A to ostatecznie wpływa na obrót. I ta tendencja kierunku „chybotania” w stosunku do ustalonych pozycji gwiazd jest właśnie precesją. Pełny cykl trwa ok. 26 tys. lat. Żeby lepiej zrozumieć czym jest precesja zachęcam do obejrzenia filmu na YouTube, bo ja dopiero po nim umiałam sobie zobrazować o co tak właściwie chodzi. 

Precesja sprawia, że kontrasty sezonowe są bardziej ekstremalne na jednej półkuli, a mniejsze na drugiej. Obecnie Ziemia najbliżej Słońca jest podczas naszej zimy na półkuli północnej, ale na półkuli południowej w tym czasie panuje lato. Ale za ok. 13 000 lat sytuacja będzie wyglądać odwrotnie.

I sprawa wygląda tak (pory roku będą odnosić się do półkuli północnej) gdy:

Ziemia jest najbliżej Słońca w styczniu, a najdalej w lipcu:

Różnice w ilości energii słonecznej docierającej do Ziemi pomiędzy latem a zimą są mniejsze. A to jak już wiesz z wcześniejszych przykładów sprzyja powstawaniu lodowców. Które obecnie nam topnieją…

Ale za ok. 13 tys. lat

Ziemia najbliżej Słońca będzie latem, najdalej zimą:

I wtedy różnice w nasłonecznieniu oraz ilości energii będą większe, co powinno zwiastować nadejście ocieplenia klimatu.

 

Cykle Milankovicia:
Precession - precesja kierunku osi Ziemi; obliquity - nachylenie ekliptyki (osi Ziemi); eccentricity - ekscentryczność orbity ziemskiej

Źródło: theory.labster.com

Dlaczego Cykle Milankovicia nie wyjaśniają obecnego ocieplenia?

Trzeba pamiętać, że cykle Milankovicia podaje się jako główny czynnik cyklicznych zmian klimatu, ale nie jedyny! Cykle te nie są w stanie wyjaśnić wszystkich zmian klimatycznych jakie miały miejsce na przestrzeni ostatnich 2,5 miliona lat. A najważniejsze nie tłumaczą z całą pewnością obecnego ocieplenia, gdzie nie ma żadnych wątpliwości, że nasza działalność skutkuje zatrważająco szybkimi zmianami, których jesteśmy świadkami.

Naukowcy w tej kwestii mają jasne stanowisko. 99% badaczy zajmujących się badaniem zmian klimatu jest bezdyskusyjnie zgodnych, że za obecne ocieplenie odpowiada człowiek. Ale gdy weźmie się pod uwagę duże instytucje naukowe to tutaj mowa o 100% zgodności, że winę ponosi ludzkość.

A co z tym jednym procentem?

Pomimo wyników analiz, które jasno wskazują na działalność człowieka jako główną przyczynę zmian klimatycznych, to wciąż pojawiają się pojedyncze głosy podważające ich prawdziwość. Tylko, że ci pseudonaukowcy, bo już inaczej nie da się ich nazwać:

• nie podają żadnej kompletnej i spójnej alternatywnej teorii naukowej wskazującej na przyczyny obecnego ocieplenia klimatu,
• nie mają tak naprawdę nawet wiarygodnej hipotezy,
• publikują swoje artykuły w mało popularnych czasopismach (bo żadne szanujące się czasopismo naukowe nie będzie publikować artykułów, które nie są rzetelnie przygotowane).

I tym samym ich nie poparte dowodami naukowymi opinie tworzą iluzję istnienia sporu wśród naukowców dotyczącej przyczyn globalnego ocieplenia. A trzeba to powtórzyć, NIE MA ŻADNYCH wątpliwości, że działalność człowieka odpowiada za obecne zmiany klimatyczne.

 

Tempo zmian klimatu na skalę jakiej jeszcze nie było

Wracając jeszcze do cykli Milankovicia – należy uświadomić sobie, że działają one w długich skalach czasowych – rzędu od dziesiątek do setek tysięcy lat. A obecne zmiany zaszły na przestrzeni niecałych 200 lat. Widzisz tę różnicę? I właśnie tempo zachodzących zmian jest najbardziej niepokojącą kwestią. Dzieją się naprawdę zatrważająco szybko. Organizmy nie mają czasu aby się do nich przystosować.

I owszem w przeszłości temperatury były wyższe od dzisiejszych, co jest niezaprzeczalnym faktem. Ale zmiana temperatury o 4-5° C zachodziła w okresie 8-12 tysięcy lat. A obecny wzrost temperatury o ponad 1°C miał miejsce w przeciągu nieco ponad 100 lat. Skala dość mocno porażająca, prawda? A ocieplenie nie zwalnia, będzie tylko przyśpieszać. Wciąż do atmosfery trafia coraz więcej dwutlenku węgla. Od początku epoki przemysłowej (1850 rok) stężenie dwutlenku węgla w atmosferze wzrosło o 47% z 280 części na milion (ppm) do 412 ppm. Gzie podczas poprzednich cykli lodowcowych stężenie CO₂ wahało się od ok. 180 ppm do 280 ppm – na przestrzeni dziesiątek i setek tysięcy lat.  Ale oprócz wzrostu stężenia CO₂ zaczynają uruchamiać się sprzężenia zwrotne – coraz mniejsza pokrywa śnieżna i lodowa (coraz więcej pochłoniętego promieniowania słonecznego), coraz cieplejsze oceany. Generalnie uruchomiliśmy maszynę, której nie da się zatrzymać, a jedynie spowolnić.

Rycina przedstawia zmiany globalnych temperatur w latach 1850 - 2021. Każdy pasek odpowiada jednemu roku. 
Źródło: showyourstripes.info

Według naukowców, gdyby nie nasz wpływ na klimat wchodzilibyśmy w epokę lodowcową zgodnie z cyklami Milankovicia. I nie ma wątpliwości, że kiedyś klimat się ochłodzi. Tylko nim do tego dojdzie, to do jakich zniszczeń doprowadzi gwałtowny wzrost temperatur w wyniku naszej działalności? A tak właściwie jak my to zniesiemy? Rycina przedstawia zmiany temperatur w Polsce w latach 1901 - 2021. Każdy pasek odpowiada jednemu roku.

Bibliografia

climate.nasa.gov

naukaoklimacie.pl