📻 GDAŃSK, OGARNA 95: Tu zaczyna się światowa historia pomiaru temperatur!

Skąd się wzięła świadomość ocieplania klimatu

AUDIO REO. Posłuchaj na podcaście. Czyta Danuta Stachyra. 11’34”



Na pytanie: Skąd wzięła się wiedza o klimacie i pogodzie? – odpowiedź jest prosta: Z chęci zdobywania wiedzy. Pogodą człowiek interesował się od zawsze. Może dzięki tej ludzkiej przypadłości unikniemy dziś katastrofy?

W dawnych czasach zjawiska pogodowe łączono z religią – bogowie mieli decydować o tym, czy spadnie deszcz, czy nie. Racjonalna nauka – o ile wiemy – pojawiła się ponad 2000 lat temu. Pierwszym meteorologiem najprawdopodobniej był Tales z Miletu. Badania prowadził nie tylko na obszarze dzisiejszej Grecji, lecz również w Egipcie. Jednak ojcem meteorologii zwykle nazywa się Arystotelesa, który w 334 roku przed naszą erą wydał dzieło Meteorologica, od którego ta dziedzina nauki zaczerpnęła nazwę.

Urodzony nad Motławą, nie wiedzieć czemu zapomniany przez nas krajan, a konkretnie mieszkaniec domu przy ul. Ogarnej 95 (80-826 Gdańsk)

Na prawdziwy rozwój nauk zajmujących się zjawiskami pogodowymi, a następnie klimatem, był możliwy dopiero wtedy, kiedy człowiek nauczył się je mierzyć. To tłumaczy, dlaczego niewiele wiemy o pogodzie z czasów średniowiecznych. Niewiele, co nie znaczy, że nic. Po pierwsze, są zapisy kronikarskie, zaś rozwój technologii dał możliwość analizowania różnych materiałów geologicznych i organicznych, na podstawie czego możemy dowiedzieć się, jak mniej więcej wyglądała pogoda w danym okresie. Służą temu między innymi odczyty ze słoi drzew.

Pierwszy precyzyjny termometr powstał w XVIII wieku i wyszedł spod ręki Gabriela Fahrenheita. To urodzony w Gdańsku, nie wiedzieć czemu zapomniany przez nas, mieszkaniec domu przy Ogarnej 95, gdzie spędził dzieciństwo przed wyjazdem do Holandii. Ale przede wszystkim twórca, pierwszej w historii, skali pomiaru temperatur.

Budynek pierwszego obserwatorium pogody na Śnieżce z przelomu XIX i XX w

Wynalezienie skali Fahrenheita nie oznaczało, że od razu zaczęto gromadzić dane. Powoli powstawały kolejne stacje meteo, gdzie mierzono i zapisywano temperatury. Dopiero pod koniec XIX wieku powstała sieć stacji meteorologicznych na tyle duża, by można było pozyskiwać wiedzę o ewentualnych zmianach w klimacie na Ziemi. Regularnych pomiarów dokonywano rzecz jasna już wcześniej, ale sieć danych była jeszcze niewielka.

Boja ARGO

Także temperatury oceanu mierzy się dłużej niż się powszechnie sądzi, bo już od połowy XIX wieku. Decyzja o rozpoczęciu pomiarów zapadła na konferencji meteorologii morskiej w 1853 roku, głównie w celu poprawy bezpieczeństwa żeglugi. Jednak liczba pomiarów była wtedy niewielka, a technika wciąż nie dość precyzyjna. Zrzucano kubły ze statków na linie, a potem wyciągano je z wody i wkładano do nich termometr, żeby zmierzyć temperaturę. Mimo to uzyskiwano całkiem poprawny obraz zmian temperatur wody w czasie i w przestrzeni. [->]

Z biegiem lat, w miarę rozwoju techniki, metody pomiarów stawały się coraz dokładniejsze. Pojawiły się zautomatyzowane stacje, w tym sieć boi Argo, rozlokowana na całym wszechoceanie. To setki zautomatyzowanych boi, które mierzą temperaturę nie tylko na powierzchni oceanu, ale także na różnych głębokościach. Sieć Argo powstała na przełomie XX i XXI wieku. Dzięki niej wiemy, że oceany gromadzą coraz więcej ciepła z powodu spalania paliw kopalnych, czyli rosnących emisji dwutlenku węgla. Można w to nie wierzyć (kto mundremu zabroni?), ale

zmiany w ziemskim klimacie, określane jako globalne ocieplenie, to nie nowość, która pojawiła się kilkanaście lat temu.

Choć na samym początku motywem była chęć zdobycia wiedzy, z czasem, kiedy naukowcy obserwowali – i mierzyli – także skutki zmiany klimatu, przyszły obawy. Zaczęło pojawiać się coraz więcej pytań, które stawiali sobie a zarazem podejmowali wysiłki, żeby znaleźć odpowiedzi, kolejni naukowcy.

Pierwszy, który odkrył źródło globalnego ocieplenia, był szwedzki uczony, Svante Arrhenius. W 1896 roku przeprowadził niezwykle precyzyjne (jak na tamte czasy) obliczenia zmian temperatury powierzchni Ziemi wskutek zmian zawartości dwutlenku węgla w powietrzu. Uwzględnił w nich nie tylko efekt cieplarniany, ale i sprzężenia związane z zawartością pary wodnej w powietrzu i albedo (ilość promieniowania odbijanego przez powierzchnię Ziemi) pokrytych śniegiem i lodem obszarów biegunowych. Dzięki temu pokazał, że efekty zmiany klimatu najsilniejsze będą w obszarach polarnych, a najsłabsze na równiku.

W wyniku obliczeń Arrhenius stwierdził, że przy spadku zawartości dwutlenku węgla w atmosferze do 150 ppm temperatura w Europie powinna obniżyć się o 4 do 5 stopni Celsjusza. Powtórzył obliczenia dla sytuacji podwojenia koncentracji CO2 w atmosferze. Wynik? Możliwy wzrost temperatury powierzchni planety o 5-6 stopni Celsjusza. Kilkanaście lat później emisje ze spalania paliw kopalnych wielokrotnie wzrosły i w 1908 roku Arrhenius pisał, że przewidywany przez niego wzrost temperatury globu może wystąpić w ciągu kilkuset lat. [->]

Guy Stewart Callendar wykazał związek pomiędzy wzrostem poziomu koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze a wzrostem temperatury ziemskiej na podstawie danych obserwacyjnych. To już nie były prognozy, tylko empiryczne dane meteorologiczne. Analizując je od połowy XIX wieku, zauważył dodatni trend przebiegu temperatur w ciągu dziesięcioleci. Gdy skonfrontował historyczne pomiary koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze z tymi, których dokonał w latach 30. XX wieku) zauważył 10-procentowy wzrost stężenia CO2. Na tej podstawie Callendar oszacował, że klimat ociepli się o 2 stopnie Celsjusza przy podwojeniu zawartości CO2 w powietrzu.

Wielki przemysł amerykański kwitł i zanieczyszczał na wielką skalę w latach 60.

Jak widać, w XIX i w pierwszej połowie XX wieku badanie klimatu było motywowane zdobyciem wiedzy i zaspokojeniem naturalnej ciekawości człowieka. Ale wraz z rozwojem nauki, pojawieniem się pierwszych komputerów, badacze zaczęli niepokoić się globalnym ociepleniem. Jednocześnie świat zaczął odczuwać pierwsze jego skutki.

Stan nauki w latach 60. XX wieku pozwalał na sformułowanie podstaw teorii działania systemu klimatycznego. Leżące u jej podstaw prawa fizyki zostały zweryfikowane  eksperymentalnie dzięki badaniom z zakresu paleoklimatologii, czyli nauki badającej przeszłe zmiany w klimacie. Już wtedy znaczna większość naukowców zajmujących się zagadnieniem wiedziała, że ludzka cywilizacja ma wpływ na klimat i warunki życia na powierzchni planety. Nie było dla nich tajemnicą, że rosnące emisje dwutlenku węgla mogą doprowadzić do poważnych zmian. Powoli zaczęto odsłaniać karty.

Rozwój paleoklimatologii pokazał, że zmiana klimatu na Ziemi nie jest czymś pożądanym, jeśli następuje zbyt gwałtownie. Badając na przykład osady morskie, dzięki rozwojowi chemii i biologii, odkryto, jak w przeszłości zmieniał się poziom mórz. Resztę zrobiły symulacje komputerowe, które przyniosły odpowiedzi na pytania typu:co może się stać, jeśli z powodu ocieplania klimatu stopi się tyle a tyle lodu...

Od momentu, kiedy naukowcy zdali sobie sprawę z konsekwencji, jakie może przynieść spowodowana przez ludzkość zmiana klimatu, zaczęło się szukanie rozwiązania tego problemu. W Stanach Zjednoczonych powołano specjalną grupę doradców naukowych prezydenta Johnsona, która w 1965 roku opublikowała raport na temat gwałtownie pogarszającego się stanu środowiska naturalnego, jego wpływu na gospodarkę i cywilizację, trendów, przyczyn, możliwych zmian i skutków w przyszłości. Opracowanie nosi znamienny tytuł: Restoring the Quality of our EnvironmentPrzywracanie jakości środowiska.

W specjalnym rozdziale, poświęconym dwutlenkowi węgla w atmosferze, autorzy (Roger Revelle, Wallace Broecker, Harmon Craig, Charles David Keeling i Joseph Smagorinski) napisali: W ciągu kilku stuleci zwracamy do powietrza znaczną część węgla, jaka była z niego usuwana przez rośliny i gromadzona w materiale skalnych przez pół miliarda lat (…). Część tego węgla zostająca w atmosferze pod postacią CO2 ma znaczący wpływ na klimat. Dokument ten był pierwszym z serii opracowań naukowych dostarczanych najbardziej wpływowym politykom w celu poinformowania ich o mechanizmach klimatycznych i ostrzeżeniu o negatywnych skutkach rosnących emisji gazów cieplarnianych.

Ustalenia nauki od tamtego czasu uległy doprecyzowaniu, a w mediach coraz częściej mogliśmy usłyszeć o takich naukowcach, jak James Hansen, który od wielu lat zajmuje się prognozowaniem zmian w klimacie z powodu emisji CO2.

W 1988 roku została założona organizacja dodziś działająca przy ONZ – Intergovernmental Panel on Climate Change (Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu, w skrócie IPCC). Każde kolejne raporty IPCC pokazywały większą zależność pomiędzy emisjami dwutlenku węgla a zmianą klimatu. Organizacja ta przedstawiała – i przedstawia – coraz bardziej precyzyjne prognozy dotyczące globalnego ocieplenia. I niestety coraz bardziej ponure.


REO POLECA

📻 REO KLIMAT: Świat cieplejszy o 1,5 stopnia przywitamy już za 10-15 lat

Hubert Bułgajewski
Publicysta REO. Wcześniej portali: naukaoklimacie.pl oraz ziemianarozdrozu.pl Ekspert ds. zmian klimatu. Autor bloga Arktyczny Lód.