System klimatyczny Ziemi to skomplikowana struktura, składająca się z takich elementów jak: atmosfera, biosfera, kriosfera, litosfera i hydrosfera, które na siebie wzajemnie oddziałują. System ten ciągle się zmienia, o czym świadczy historia Ziemi. Skąd pewność, że za obecnymi zmianami klimatu stoją przyczyny antropogeniczne – czyli występujące na skutek działalności człowieka – a nie czynniki naturalne?
Jak działa nasz klimat?
System klimatyczny Ziemi jest zasilany energią dostarczaną przez Słońce. Klimat stopniowo się ociepla, ponieważ coraz większe ilości tej energii są zatrzymywane na naszej planecie. Dlaczego tak się dzieje? Istnieją dwa wyjaśnienia: albo do Ziemi dociera więcej energii albo w naszej atmosferze występuje większa „izolacja”, która powoduje, że energia wypromieniowana przez planetę nie jest uwalniana do kosmosu, ale powraca ku powierzchni Ziemi.
Więcej energii dociera na Ziemię?
Na podstawie informacji dostarczanych przez satelity krążące wokół Ziemi wiemy, ile energii dociera do górnej granicy atmosfery oraz ile energii wydostaje się w przestrzeń kosmiczną. Okazuje się, że od kilku dekad ilość energii dostarczanej przez Słońce nie wzrasta, a od lat 50. wręcz utrzymuje się na względnie stałym poziomie. Czyli wyjaśnienia obecnych zmian klimatycznych należy szukać gdzie indziej.
Więcej energii pozostaje na Ziemi?
W atmosferze Ziemi dochodzi do coraz większego zatrzymywania promieniowania gazów cieplarnianych (takich jak dwutlenek węgla czy metan). Zachodzi to w pasmach absorpcyjnych, czyli takich, w których fale mogą być pochłaniane przez określone cząsteczki. I tak – coraz więcej energii z nami pozostaje, a mniej wymyka się w przestrzeń kosmiczną.
Jeśli porównamy wykresy emisji gazów cieplarnianych z wykresami stężenia CO2 w atmosferze, okaże się, że obie krzywe mają podobny przebieg, czyli są ze sobą powiązane.
Wysokie emisje powstają głównie na skutek spalania paliw kopalnych (takich jak węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny). Podczas procesu spalania atomy węgla łączą się z tlenem, tworząc cząsteczki dwutlenku węgla. A wraz ze wzrostem stężenia CO2, spada stężenie tlenu w atmosferze.
Im większe stężenie gazów cieplarnianych, tym wyższe temperatury na Ziemi, czyli coraz większe ocieplenie klimatu.
A co z wulkanami?
W szkole podstawowej uczyliśmy się, że na skutek erupcji wulkanu dochodzi do emisji CO2. Prawda, ale średnia roczna emisja dwutlenku węgla na skutek aktywności wulkanicznej wynosi tyle co jeden procent emisji wydalanych na skutek działalności człowieka.
Czyli co powoduje obecne zmiany klimatyczne?
Raczej kto – ja, ty, my… Ale dlaczego? Od ponad 150 lat nasza cywilizacja ciągle się rozwija. Nowe technologie, przepływ informacji, dobre warunki życia. Potrzebujemy coraz więcej energii elektrycznej, paliwa do samochodów, ogrzewania w domu podczas zimy. Aby to uzyskać, dochodzi do spalania paliw kopalnych na niespotykaną dotąd w historii Ziemi skalę.
Weryfikuj, sprawdzaj.
Tekst: Michalina Broda – doktorantka fizyki atmosfery w Instytucie Geofizyki Uniwersytetu Warszawskiego
