Czynniki wpływające na zmianę klimatu

Wiele czynników wpływa na zmiany klimatu. Z roku na rok klimat Ziemi zmienia się, a zależy to od ilości energii, jaką otrzymuje planeta od Słońca, od pochłaniania jej przez atmosferę i powierzchnię Ziemi oraz od tego, jaka jej część zostaje odbita i wypromieniowana ponownie w przestrzeń kosmiczną. Ilość energii, którą otrzymywała Ziemia, wahała się w różnych okresach geologicznych. Kiedy w czasie ostatniej epoki lodowcowej ląd europejski pokryty był lodem, tam gdzie w dorzeczu Amazonki rośnie las równikowy, była niegdyś pustynia. Zmiany klimatu zależne są również od innych czynników, takich jak: ruch kontynentów, kierunek i prędkość prądów morskich, zmiany składu atmosfery, zachmurzenie oraz działalność wulkaniczna. W XX wieku dużą rolę zaczęła odgrywać działalność człowieka i obecnie jest ona głównym powodem tych zmian. Początki rozwoju rolnictwa były jednocześnie początkami wpływu człowieka na klimat. Aby uzyskać tereny pod uprawy, na wielu obszarach niszczono roślinność leśną, co przyczyniało się do wzrostu prędkości wiatru oraz zmian temperatury i wilgotności dolnej warstwy atmosfery. Zmieniała się także wilgotność gleby, parowanie i odpływy rzeczne. Wycinanie wielkich obszarów lasów równikowych zmniejsza również zawartość tlenu; prowadzi też do ekspansji terenów zurbanizowanych lub podatnych na erozje obszarów suchych, pustynnych. W efekcie zmieniają się właściwości i fizyczne powierzchni planety i procesy pochłaniania lub odbijania energii słonecznej. Początki tzw. rewolucji przemysłowej były kolejnym etapem wpływu człowieka na klimat. Spalanie paliw kopalnych dostarcza do atmosfery więcej gazów szklarniowych oraz pyłów. Gazy te zatrzymując wypromieniowywanie ziemskie powodują wzrost temperatury powietrza, pyły mogą zaś hamować dopływ energii słonecznej do powierzchni Ziemi. Uważano dotąd, że zmiany klimatyczne mają stosunkowo niewielki związek z ludzką działalnością. Różne prognozy wskazują jednak, że do połowy XXI wieku zakres tych zmian przyczyni się do zaburzeń, jakie nie występowały w przyrodzie przez ostatnie 10 tys. lat. Chociaż niektóre zmiany mogą być okresowo korzystne dla pewnych regionów, należy się spodziewać, że ogólnie spowodują poważne zakłócenia. Gdyby naukowcy potrafili określić rozmiary wpływu poszczególnych rodzajów działalności człowieka na klimat, mogliby wówczas zaproponować strategie osłabiania najniebezpieczniejszych zaburzeń. Mimo niepewności co do szczegółów zmian klimatycznych wiemy, że nasza działalność w różny sposób negatywnie wpływa na atmosferę. Stosowanie paliw kopalnych w elektrowniach i pochodnych ropy naftowej w samochodach powoduje emisję płynów i gazów, które zmieniają skład atmosfery. W widocznych zanieczyszczeniach, pochodzących z paliw bogatych w siarkę, znajdują się pyły wielkości mikrona, zwane aerozolami, które często tworzą mleczną mgiełkę na niebie. Aerozole te okresowo schładzają atmosferę, ponieważ odbijają część promieni słonecznych w przestrzeń kosmiczną. W powietrzu utrzymują się zazwyczaj kilka dni, aż wraz z deszczem spadną na powierzchnię Ziemi. Wpływ niewidocznych gazów jest bardziej długotrwały. Dwutlenek węgla pozostaje w atmosferze przez sto, a nawet więcej lat. Co gorsza, takie gazy cieplarniane wychwytują część promieniowania słonecznego, które w przeciwnym razie zostałoby odbite od powierzchni Ziemi w przestrzeń kosmiczną i utworzyło płaszcz izolujący oraz ocieplający dolne warstwy atmosfery. Nie ma wątpliwości, że od początku rewolucji przemysłowej, czyli od końca XVIII wieku, emisje tylko ze spalania paliw kopalnych zwiększyły stężenie dwutlenku węgla w atmosferze o bliski 30%. Oceany i rośliny równoważyły dotychczas nadmiar dwutlenku węgla, wychwytując jego część z powietrza, lecz stężenie tego gazu nadal rośnie. Nieuchronnym skutkiem emisji gazów cieplarnianych do atmosfery jest globalne ocieplenie klimatu. Większość naukowców zgadza się oczywiście z tym, że w ciągu ostatnich 120 lat średnia temperatura Ziemi wzrosła o 0.6C, głownie w wyniku spalania paliw kopalnych. Globalne ocieplenie klimatu powoduje osuszanie Ziemi przez wyparowywanie wody z oceanów, gleby i roślin. Dodatkową wilgoć w atmosferze można porównać do nadmiaru wody w przepełniającym się zbiorniku, który opróżnia się dzięki różnym zjawiskom pogodowym niosącym opady, a więc ulewom tropikalnym, burzom z piorunami, burzom śnieżnym lub układom frontalnym. Wzmożony cykl wodny prowadzi do dotkliwych susz na obszarach suchych i niespotykanie silnych opadów na obszarach wilgotnych, zwiększając zagrożenie powodziowe. Anomalie pogodowe wystąpiły w ostatnich dziesięcioleciach w wielu częściach świata. Oprócz spalania paliw kopalnych negatywny wpływ na system klimatyczny mogą także wywrzeć inne rodzaje działalności człowieka. Na przykład wycinanie lasów w celu zwiększenia obszarów uprawnych eliminuje drzewa, które mogłyby absorbować dwutlenek węgla z atmosfery i zmniejszać efekt cieplarniany. Mniej drzew oznacza również większy odpływ wód opadowych, a to przyczynia się do powodzi. Ważna jest umiejętność rozpoznania czynników mogących wywoływać zmiany klimatu. Należy również wiedzieć, jak działalność ludzi w danym miejscu wpłynie na lokalny a następnie globalny klimat. Zjawiska pogodowe o niewielkich rozmiarach przebiegają przypadkowo. Częstość tych zdarzeń może być bardzo zróżnicowana w zależności od miejsca występowania. Większość czynników zmieniających klimat, takich jak wzrost stężenia gazów cieplarnianych, wpływa jednolicie na wszystkie obszary planety. Zmienność zjawisk pogodowych tym silniej maskuje wielkoskalowe oddziaływania, im mniejsze regiony są brane pod uwagę. Bardzo duży problem stanowi brak dostatecznej wiedzy na temat procesów wpływających na klimat, takich jak zaburzenia cyklu węglowego i zmiany w użytkowaniu Ziemi. Co więcej, mogą one inicjować cykle sprzężeń zwrotnych. Na przykład podniesienie się temperatury może wpływać na wilgotność powietrza, co z kolei wzmacnia pierwotne zaburzenie. W tym przypadku wyższa wilgotność powietrza powoduje wzrost temperatury, gdyż para wodna jest aktywnym gazem cieplarnianym. Naukowcy dopiero teraz zaczynają sobie uświadamiać, jak bardzo niektóre z tych sprzężeń zwrotnych wpływają na życiodajny cykl węglowy naszej planety. W 1991 roku podczas erupcji wulkanu Mont Pinatubo na Filipinach do atmosfery przedostała się taka ilość popiołu i dwutlenku siarki, że spowodowała okresowe ochłodzenie na całej kuli ziemskiej. Wzajemne oddziaływanie składników atmosfery i kropelek wody w powietrzu zatrzymało bowiem część docierającego promieniowania słonecznego. Takie ograniczenie dopływu energii do powierzchni Ziemi może przyczynić się do zahamowania poboru dwutlenku węgla przez rośliny. Różne sposoby użytkowania ziemi także wpływają na zaburzenia kontynentalnych i regionalnych systemów klimatycznych. Wycinanie drzew zmniejsza zdolność lasu do wychwytywania dwutlenku węgla z powietrza. Powierzchnia gruntów przeznaczonych do celów rolniczych po wycięciu lasów ma jaśniejszą barwę niż gęste zarośla i drzewa. Odbija zatem więcej promieni słonecznych, a to prowadzi zazwyczaj do ochłodzenia się atmosfery, zwłaszcza jesienią i latem. Obszary gęsto porośnięte drzewami mają ciemną barwę, więc pochłaniają więcej energii słonecznej oraz bardziej podwyższają temperaturę i wilgotność powietrza. Długi okres pozostawania dwutlenku węgla i innych gazów w atmosferze sprzężony z powolną zwykle reakcją klimatu na zmieniające się warunki oznacza, że jeśli nawet ograniczymy teraz szkodliwe rodzaje ludzkiej działalności, to system klimatyczny Ziemi najprawdopodobniej nadal będzie ulegał znacznym zmianom. Topnienie lodowców w Andach i w innych częściach świata już potwierdza ocieplanie się klimatu naszej planety. Podnoszenie się poziomu morza i zatapianie wybrzeży są także efektem tego procesu. Według przewidywań temperatura wzrośnie o blisko 2C do końca następnego wieku. Najprawdopodobniej zmiany klimatu przyciągną największą uwagę dopiero wówczas, gdy ich skutki wpłyną negatywnie na warunki życia ludzi. Skupienie się osadnictwa w regionach nadbrzeżnych i nisko położonych obszarach podatnych na zalewanie to tylko jedna z początkowych trudności, z którymi najprawdopodobniej będziemy się borykać. Dopóki jednak społeczeństwo znajduje oparcie w niepewności twierdzenia o wpływie ludzi na klimat, dopóty trudno będzie wywalczać prawne podstawy zmian norm dotyczących emisji zanieczyszczeń pochodzących ze spalania paliw kopalnych lub wielkości powierzchni wycinanych lasów. Aby prognozować, jaki będzie nasz wpływ na świat, należy zrobić wszystko by już teraz uruchomić wszechstronny system obserwacji i przetwarzania danych. Uzyskane stąd informacje mogą stanowić bazę danych dla modeli, które pomogą we właściwym prognozowaniu przyszłego klimatu w następnych dziesięcioleciach. Odpowiednio planując, będziemy mogli na przykład dokładnie przewidywać, jak zaprojektować zapory oraz zbiorniki wodne, aby przeciwdziałać choćby częściowo spodziewanym powodziom lub niedoborom wody, a także w jakim stopniu emisje gazów cieplarnianych z nowych elektrowni wpłyną na ocieplenie naszej planety. Zmiany klimatyczne zachodzą i są nieuniknione. Możemy je spowolnić i sensownie zaplanować działania, obecnie jednak nie robimy nic w tym kierunku. Istnieje wprawdzie Ramowa Konwencja w Sprawie Zmian Klimatu ONZ (United Nations Framework Convention on Climate Change), podpisaną przez prezydenta George’a Buscha w 1992 roku. Zobowiązuje ona rządy 179 państw świata do zaangażowania się w zapobieganie niszczącemu wpływowi człowieka na klimat Ziemi. Pierwszym jej efektem było podpisanie w 1997 roku Protokołu z Kioto, którego założeniem jest ustabilizowanie poziomu emisji gazów cieplarnianych. Nadal jednak nie powstał długofalowy globalny system monitoringu klimatu.