Globalne ocieplenie — co to jest, przyczyny i skutki

Globalne ocieplenie — przyczyny i skutki: wzrost CO2, topnienie lodu, podnoszenie poziomu mórz, ekstremalne zjawiska i wpływ na miasta, rolnictwo oraz przyszłość klimatu.

Globalne ocieplenie to wzrost średniej temperatury powierzchni Ziemi, oceanów i atmosfery, obserwowany od kilkudziesięciu lat. Średnie temperatury są obecnie o około 1°C (1,8°F) wyższe niż w okresie przed rewolucją przemysłową, która rozpoczęła się około 1750 roku, choć ocieplenie nie jest jednakowe w każdym miejscu — w niektórych regionach wzrost jest mniejszy, w innych większy. Większość naukowców prognozuje, że do roku 2100 średnie temperatury globalne wzrosną o kolejne wartości zależne od emisji gazów cieplarnianych — szacunki dla różnych scenariuszy mieszczą się w szerokich granicach, często podawanych jako rząd wielkości od około 1,5°C do kilku stopni Celsjusza względem epoki przedindustrialnej. Najbardziej widoczne konsekwencje ocieplenia to topnienie pokryw lodowych i lodowców na skalę globalną, co prowadzi do podnoszenia się poziomu mórz i oceanów. Wiele miast i obszarów przybrzeżnych jest narażonych na częściowe zalanie w XXI wieku, zwłaszcza przy wyższych scenariuszach emisji.

Główne przyczyny

Główną przyczyną obserwowanego globalnego ocieplenia jest wzrost stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze, przede wszystkim dwutlenku węgla (CO2). Już sto lat temu Svante Arrhenius przewidział wpływ CO2 na temperaturę, potwierdzając wcześniejsze idee Josepha Fouriera. Najważniejsze procesy zwiększające koncentrację gazów cieplarnianych to:

• spalanie paliw kopalnych (węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny) w energetyce, transporcie, przemyśle i ogrzewaniu — podczas spalania wiązania węgla w paliwach łączą się z tlenem, uwalniając dwutlenek węgla;
• wylesianie i niszczenie ekosystemów — mniej drzew oznacza mniejszą zdolność do pochłaniania CO2 przez rośliny i glebę;
• rolnictwo i hodowla zwierząt — emisje metanu (CH4) i podtlenku azotu (N2O), np. metan z fermentacji przewodu pokarmowego krów (metan) oraz emisje z nawozów;
• przemysł i procesy produkcyjne, w tym emisje gazów fluorowanych o dużym potencjale klimatycznym;
• zmiany użytkowania terenu i degradacja gleb, które zmniejszają magazynowanie węgla.

Mechanizmy i sprzężenia zwrotne

Ocieplenie wywołane dodatkowymi gazami cieplarnianymi wzmacnia pewne procesy naturalne, tworząc sprzężenia zwrotne. Przykłady:

• zmniejszenie albedo (odbicia promieniowania) przy topnieniu śniegu i lodu — ciemniejsze powierzchnie pochłaniają więcej ciepła, co przyspiesza dalsze ocieplenie;
• topnienie wiecznej zmarzliny (permafrostu) i uwalnianie zgromadzonego tam metanu i CO2;
• ocieplenie oceanów, które zmniejsza ich zdolność do pochłaniania CO2 i powoduje ich zakwaszanie (ocean acidification), co wpływa na ekosystemy morskie;
• zmiany w cyrkulacji atmosferycznej i oceanicznej, które mogą prowadzić do przesunięć stref opadów i ekstremów pogodowych.

Skutki globalnego ocieplenia

Wzrost temperatury ma zróżnicowane skutki dla środowiska, społeczeństwa i gospodarki. Najważniejsze z nich to:

• Podnoszenie się poziomu mórz – częściowo z powodu termicznej rozszerzalności wody morskiej i topnienia lądolodów oraz lodowców; prowadzi to do erozji wybrzeży, zasolenia gruntów i zagradzania terenów przybrzeżnych;
• częstsze i silniejsze ekstremalne zjawiska pogodowe – fale upałów, susze, ulewy, gwałtowne powodzie i intensywniejsze burze;
• zmiany w rozkładzie opadów, które wpływają na dostępność wody pitnej i rolnictwo; niektóre regiony będą bardziej suche, inne — bardziej mokre;
• zagrożenie dla bioróżnorodności – przesunięcia siedlisk, wyginięcia gatunków, zakłócenia ekosystemów;
• wpływ na rolnictwo i bezpieczeństwo żywnościowe – obniżenie plonów w wielu regionach, większe ryzyko strat z powodu susz czy powodzi;
• skutki dla zdrowia publicznego – więcej chorób związanych z upałami, rozprzestrzenianie się chorób przenoszonych przez owady, pogorszenie jakości powietrza;
• konsekwencje gospodarcze i społeczne – straty ekonomiczne, przemieszczenia ludności, rosnące koszty adaptacji i odbudowy po katastrofach.

Skutki te nie wystąpią jednakowo na całym świecie; regiony o niskich dochodach i słabszych systemach adaptacyjnych są zwykle najbardziej narażone. Zmiany regionalne są nadal przedmiotem badań i modelowania klimatu.

Ograniczanie i przystosowanie — co można zrobić?

Reakcje na globalne ocieplenie dzielimy zwykle na dwie główne grupy: łagodzenie (mitigation) — działania zmniejszające emisje i usuwające CO2 z atmosfery — oraz adaptację — przystosowanie do już zachodzących zmian.

• Łagodzenie: ograniczenie spalania paliw kopalnych, rozwój odnawialnych źródeł energii, zwiększanie efektywności energetycznej, przejście na niskoemisyjny transport (elektryfikacja, transport publiczny), zmniejszenie emisji z rolnictwa (np. poprzez zmianę praktyk hodowlanych i nawożenia), ochrona i odtwarzanie lasów, rozwój technologii wychwytywania i składowania dwutlenku węgla (CCS) oraz praktyki usuwania CO2 z atmosfery (np. zalesianie, technologie negatywnych emisji).
• Adaptacja: budowa odpornych na powodzie infrastruktur przybrzeżnych, zmiany w gospodarce wodnej i rolnictwie, planowanie przestrzenne ograniczające rozwój na terenach narażonych na zalanie, systemy wczesnego ostrzegania przed ekstremami pogodowymi, działania zdrowotne przygotowujące systemy opieki do radzenia sobie z falami upałów i chorobami.
• Polityka i globalne porozumienia: protokół z Kioto i Porozumienie Paryskie to międzynarodowe ramy służące ograniczaniu emisji; wiele krajów przyjęło cele redukcji emisji, ale zakres i tempo działań różnią się. Instrumenty takie jak ceny emisji (handel uprawnieniami, podatki węglowe) oraz regulacje technologiczne przyspieszają transformację.
• Kontrowersyjne pomysły: geoinżynieria (np. rozproszenie aerozoli odbijających promieniowanie słoneczne) mogłaby obniżyć temperaturę, ale wiąże się z dużą niepewnością i ryzykiem niezamierzonych skutków dla pogody i ekosystemów.

Rola społeczeństwa i jednostek

Poza decyzjami politycznymi i gospodarczymi, działania indywidualne też mają znaczenie: oszczędzanie energii, wybór bardziej zrównoważonych środków transportu, ograniczenie marnotrawstwa żywności, zmiany diety (mniej intensywnego mięsa), popieranie polityk klimatycznych i inwestycji w odnawialne źródła energii. Firmy i inwestorzy odgrywają kluczową rolę w przejściu na gospodarkę niskoemisyjną.

Niepewności i perspektywy

Modele klimatyczne dobrze opisują podstawowe mechanizmy ocieplenia, lecz występują niepewności dotyczące precyzyjnych regionalnych zmian, szybkości niektórych sprzężeń zwrotnych (np. uwalniania metanu z permafrostu) oraz społecznych i gospodarczych konsekwencji. Im szybciej i głębiej zostaną ograniczone emisje, tym mniejsze będą długoterminowe skutki i koszty adaptacji.

W skrócie: globalne ocieplenie to obserwowany wzrost temperatury wynikający głównie z działań człowieka, przede wszystkim emisji gazów cieplarnianych. Ma już widoczne skutki i groźne prognozy na przyszłość, ale istnieją skuteczne środki ograniczające jego skalę oraz działania, które pozwalają ludziom i ekosystemom lepiej się do niego przystosować.

Zmiany temperatury

Zmiany klimatu miały miejsce wiele razy w historii Ziemi, w tym nadchodzące i nadchodzące epoki lodowcowe. Ale współczesne zmiany klimatyczne są inne, ponieważ ludzie bardzo szybko wprowadzają dwutlenek węgla do atmosfery.

Od XIX w. ludzie rejestrują dzienną temperaturę. Około 1850 r. było wystarczająco dużo miejsc do pomiaru temperatury, aby naukowcy mogli poznać średnią światową temperaturę. W porównaniu z okresem zanim ludzie zaczęli spalać dużo węgla dla przemysłu, temperatura wzrosła o około 1°C (1,8°F). Począwszy od 1979 roku, satelity zaczęły mierzyć temperaturę Ziemi.

Przed 1850 r. nie było wystarczająco dużo pomiarów temperatury, aby wiedzieć, jak ciepło lub zimno było. Klimatolodzy używają pomiarów zastępczych, aby spróbować określić przeszłe temperatury, zanim pojawiły się termometry. Oznacza to mierzenie rzeczy, które zmieniają się, gdy robi się zimniej lub cieplej. Jednym ze sposobów jest wycięcie drzewa i zmierzenie, jak daleko od siebie znajdują się pierścienie wzrostu. Drzewa, które żyją przez długi czas, mogą dać nam wyobrażenie o tym, jak zmieniały się temperatura i deszcz za życia.

Przez większość ostatnich 2000 lat temperatura nie zmieniała się zbytnio. Zdarzało się, że temperatury były nieco cieplejsze lub chłodniejsze. Jednym z najbardziej znanych ciepłych czasów był średniowieczny okres ciepły, a jednym z najbardziej znanych chłodnych czasów była mała epoka lodowcowa. Inne przybliżone pomiary, takie jak temperatura mierzona w głębokich otworach, w większości zgadzają się z pierścieniami drzew. Pierścienie i dziury w drzewach mogą tylko pomóc naukowcom w ustaleniu temperatury sprzed około 1000 lat. Rdzenie lodowe są również wykorzystywane do określenia temperatury sprzed około pół miliona lat.

Efekt cieplarniany

Elektrownie węglowe, spaliny samochodowe, kominy fabryczne i inne wykonane przez człowieka otwory wentylacyjne do gazów odlotowych wydzielają rocznie do atmosfery Ziemi około 23 mld ton dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych. Ilość _CO2 w powietrzu jest o około 31% większa niż około 1750 roku. Około trzech czwartych _CO2, które ludzie wprowadzili do powietrza w ciągu ostatnich 20 lat, pochodzi ze spalania paliw kopalnych, takich jak węgiel czy ropa naftowa. Reszta pochodzi głównie ze zmian w sposobie użytkowania gruntów, takich jak wycinanie drzew.

Słońce

Słońce robi się trochę gorętsze i zimniejsze co 11 lat. Nazywa się to 11-letnim cyklem plam słonecznych. Zmiana jest tak mała, że naukowcy ledwo mogą zmierzyć, jak wpływa ona na temperaturę Ziemi. Gdyby Słońce powodowało nagrzewanie się Ziemi, ogrzewałoby ono zarówno powierzchnię, jak i wysoko w powietrzu. Ale powietrze w górnej stratosferze jest rzeczywiście coraz zimniejsze, więc naukowcy nie myślą, że zmiany w Słońcu mają duży wpływ

Kurz i brud

Kurz i zanieczyszczenia w powietrzu mogą pochodzić z naturalnych źródeł, takich jak wulkany, erozja i pył meteoryczny. Niektóre z tych zanieczyszczeń wypadają w ciągu kilku godzin. Niektóre z nich to aerozol, tak mały, że może pozostać w powietrzu przez lata. Cząsteczki aerozolu w atmosferze sprawiają, że ziemia jest zimniejsza. W związku z tym działanie pyłu niweluje niektóre skutki działania gazów cieplarnianych. Mimo, że ludzie również umieszczają aerozole w powietrzu, gdy spalają węgiel lub ropę naftową, to jednak efekt cieplarniany paliwa spalanego przez mniej niż 20 lat zostaje zniwelowany: dwutlenek węgla pozostaje w atmosferze znacznie dłużej i utrzymuje się na powierzchni ziemi.

Wykres temperatur w ciągu ostatnich dwóch tysięcy lat z różnych rekonstrukcji przybliżonych.


Emisje CO2 związane z paliwami kopalnymi w porównaniu z pięcioma scenariuszami IPCC. Spadki te są związane z globalną recesją.

Wpływ globalnego ocieplenia na poziom mórz

Globalne ocieplenie oznacza, że Antarktyda i lądolód grenlandzki topnieją, a oceany rozszerzają się. Niedawne zmiany klimatyczne nadal powodowałyby wzrost poziomu mórz o 6 metrów (20 stóp), nawet jeśli emisje gazów cieplarnianych zostałyby zmniejszone w 2015 r. na jedną pracę naukową w nauce.

Obszary nisko położone, takie jak Bangladesz, Floryda, Holandia i inne, narażone są na masowe powodzie.

Miasta dotknięte przez obecny wzrost poziomu morza

Wiele miast jest portami morskimi i jest zagrożonych powodzią w przypadku podniesienia się obecnego poziomu morza.

Te i inne miasta albo zaczęły próbować radzić sobie z podnoszeniem się poziomu mórz i związanym z tym gwałtownym wzrostem sztormów, albo dyskutują o tym, według wiarygodnych źródeł.

• Londyn
• Nowy Jork
• Norfolk, Wirginia, w rejonie Hampton Roads w Stanach Zjednoczonych
• Southampton
• Crisfield, Maryland, Stany Zjednoczone
• Charleston, Karolina Południowa
• Miami na Florydzie zostało wymienione jako "najbardziej narażone miasto na świecie" pod względem potencjalnych szkód majątkowych spowodowanych przez powodzie związane z burzami i podnoszeniem się poziomu morza.
• Sankt Petersburg
• Sydney, Australia
• Dżakarta
• Thatta i Badin, w Sindh, Pakistan.
• Male, Malediwy
• Mumbai, Buenos Aires, Los Angeles, Rio de Janeiro

Również wszystkie inne nadmorskie miasta są w niebezpieczeństwie.

Miejsca, które zostałyby zalane przez podniesienie się poziomu morza o 6 metrów (20 stóp).

Pytania i odpowiedzi

P: Co to jest globalne ocieplenie?

P: Jak bardzo wzrosła średnia temperatura od 1750 roku?

P: Jakie są główne przyczyny globalnego ocieplenia?

P: Kto przewidział, że dwutlenek węgla spowoduje globalne ocieplenie?

P: Co można zrobić, aby zmniejszyć globalne ocieplenie?

P: Co uzgodniły rządy w kwestii ograniczenia wzrostu temperatury w Porozumieniu Paryskim?

P: Czy według klimatologów obecne plany wystarczą, aby ograniczyć globalne ocieplenie?

Szukaj według litery