Jak wrażliwy na zwiększanie emisji dwutlenku węgla jest nasz klimat w perspektywie długoterminowej?
Klimatolodzy pracujący nad finansowanym ze środków UE projektem PLIO-ESS poświęcili ostatnie pięć lat, by uzyskać konkretne dane liczbowe, które pozwolą z większym prawdopodobieństwem nakreślić wpływ emisji dwutlenku węgla (CO2) na temperaturę na świecie. Dotychczas obliczenia definiujące cele w zakresie stabilizacji emisji CO2, które mogłyby przyczynić się do ograniczenia zjawiska globalnego ocieplenia, koncentrowały się na tym, jak system klimatyczny Ziemi reaguje na „szybkie” sprzężenia zwrotne, takie jak chmury czy albedo lodu morskiego. Koncepcja ta znana jest pod nazwą krótkoterminowej lub równowagowej wrażliwości klimatu (ang. ECS). Wolne sprzężenia zwrotne – Jednak ostatnio naukowcy zdali sobie sprawę z istnienia wolniej reagujących elementów systemu Ziemi: jeżeli zwiększymy ilość CO2, lód morski zareaguje stosunkowo szybko, natomiast czas reakcji rozkładu roślinności i pokrywy lodowej może trwać tysiące lat – mówi prof. Alan Haywood, koordynator projektu i wykładowca modelowania paleoklimatycznego z Uniwersytetu Leeds (Wielka Brytania). Zjawisko to określa się mianem wrażliwości długoterminowej lub wrażliwości systemu ziemskiego (ESS). Zdefiniowano je w ostatnim dziesięcioleciu i oferuje ono inne spojrzenie na przyszłość naszego klimatu. Zespół PLIO-ESS postanowił przeprowadzić szacunkowe obliczenia ESS, wykorzystując ostatni okres w historii Ziemi, gdy ilość CO2 była na współczesnym poziomie, tj. trzy miliony lat temu, w środku ciepłego pliocenu. Naukowcy włączyli zapisy dotyczące roślinności i pokrywy lodowej ze środkowego pliocenu do modeli klimatu i systemu Ziemi. – Posługując się przybliżonymi wskaźnikami geologicznymi dla dwóch zmiennych w postaci rozkładu roślinności i pokrywy lodowej, przeprowadziliśmy setki nowych symulacji klimatu. Chcieliśmy w ten sposób dokładnie zbadać wspomniany okres – mówi prof. Haywood. Z pomocą brytyjskiego centrum badania klimatu Hadleya, które wchodzi w skład brytyjskiego serwisu meteorologicznego Met Office, oraz grup zajmujących się modelowaniem klimatu z całego świata naukowcy wykorzystali najnowsze modele do obliczenia ESS. Dzięki temu mogli upewnić się, że ich wnioski nie będą uzależnione tylko od jednego modelu. Jedną z nieprzewidzianych korzyści projektu jest poprawa zdolności modelowania klimatu pliocenu. W 2008 r. osiem międzynarodowych grup badawczych zgodziło się na przeprowadzenie symulacji klimatu pliocenu. W 2016 r. liczba ta zwiększyła się do 16. Większy wzrost Po pięciu latach prac zespół PLIO-ESS dysponuje wystarczającymi dowodami, aby stwierdzić, że ESS z pewnością przewyższa ECS. – Spodziewamy się, że gdy w grę wejdą „wolniejsze” sprzężenia zwrotne, nieuchronnie doprowadzą one do wzrostu temperatury powyżej przewidywań ECS. Kolejne pytanie brzmi, o ile wartość ta będzie większa – pyta prof. Haywood. Wyniki opublikowane w czasopiśmie naukowym Climate of the Past w 2013 r. wskazują, że ESS może być dwukrotnie większa od ECS. – Jeżeli spodziewano się wzrostu temperatury o 3°C zgodnie ECS, w najgorszym wypadku byłoby to 6°C. Jednak nasze najdokładniejsze analizy statystyczne pokazują, że ESS jest 1,5-raza większa od ECS. Jeśli wrażliwość klimatu wynosi 3°C, spodziewamy się obecnie wzrostu o 4,5°C – mówi prof. Haywood. Wynik ten może zasadniczo zmienić sposób dyskusji na temat ilości CO2, jaka może znaleźć się w atmosferze nim przekroczymy bezpowrotną granicę klimatyczną. – Dotychczas w dużym stopniu koncentrowaliśmy się na reakcji Ziemi na działalność pod koniec dwudziestego pierwszego wieku – podsumowuje prof. Haywood. – Teraz wiemy już, że nawet jeśli ustabilizujemy stężenie CO2 w atmosferze, dojdzie do dodatkowego ocieplenia z uwagi na dłuższe sprzężenia zwrotne.
Słowa kluczowe
PLIO-ESS, wrażliwość systemu ziemskiego, cele w zakresie ustabilizowania klimatu, emisje CO2, modelowanie klimatu
