Czy nadchodzi globalne ocieplenie, czy globalne oziębienie?

W styczniu 2009 roku na łamach Pravdy ukazał się bardzo intrygujący i prowokujący do rozmyślania artykuł autorstwa Gregorya F. Fegel [1], w którym to, tak podejrzewamy, doświadczony trudami ostatnich zimnych okresów autor, zadaje sobie następujące pytanie: a mianowicie „Czy ziemia jest teraz na krawędzi innej Epoki lodowcowej (Ice Age)?” Swoją opinię opiera on na wielu zgodnych i przekonujących dowodach w dziedzinie nauki o klimacie. W toku naszego rozważania na temat temperatury na Ziemi oraz zasadniczych elementów, które mają na nią wpływ, będziemy do pewnego stopnia używali spostrzeżeń wspomnianego już autora. Dodatkowym powodem do niniejszej dyskusji jest fakt, że opinie pewnej ilości ludzi na ten temat są bardzo tendencyjne i oparte w większości nie na wyszukiwanej wiedzy, ale wyłącznie lub prawie wyłącznie na doniesieniach medialnych. Zastanówmy się więc razem będzie cieplej czy zimniej. Bo co to są za Dzieje, kiedy się nic nie dzieje.

Jest faktem, opartym na wielu źródłach, które dostarczają nam wiedzy na temat długoterminowych zmian klimatycznych, że okres ciepła – około dwanaście tysięcy lat- holocen [2], wkrótce dobiega końca, a następnie powróci na Ziemię Ice Age, warunki które potrwają następne 100 tys. lat.

Rozmowa na temat globalnego oziębienia zawsze niesie w sobie wyobrażenie dramatu, widzimy najczęściej jakąś katastrofę prowokującą bardzo ekstremalny spadek temperatur w środowisku. Dla przypomnienia przytoczmy kilka danych, które pomogą nam się odnieść do skali temperatur oraz uzmysłowić sobie w jak wąskim zakresie temperatur życie może się rozwijać w sposób optymalny. Uwzględniając nawet znaczne fluktuacje temperatur podyktowane zmianą pór roku, to mimo wszystko nie mogą one przekraczać pewnego tolerancyjnego przedziału.

Wyobraźmy więc sobie temperaturę około –273°C przestrzeni kosmicznej, w której nasza Ziemia się porusza. Wyobraźmy sobie też, że chcemy spędzić noc na powierzchni Księżyca, gdzie temperatura dochodzi do -153°C a w dzień wzrasta do 107°C. Na Ziemi, najgorętszym rejestrowanym kiedykolwiek miejscem była Libia gdzie 13-go września 1922 wynosiła 58°C. Libia, Algieria, Dolina Śmierci oraz Irak mają jedną z najgorętszych temperatur na Ziemi. Najwyższa kiedykolwiek odnotowana temperatura na biegunie południowym, była zarejestrowana 27-go grudnia 1978 i wynosiła -14°C. Zimą jest to najzimniejsze miejsce na Ziemi, gdzie normalnie temperatura wynosi od –30°C do -60°C. Rekordem zanotowanym 21 lipca 1983 roku było -89°C. A teraz, uzmysłówmy sobie, że tylko 5°C globalnej różnicy temperatur dzieli nas od okresu ciepłego i punktu szczytowego (maksima) Epoki Ice Age.

Lodowe rdzenie wiertnicze (fr. carotte) osadów oceanicznych stanowiących geologiczny zapis badań dawnych populacji roślin i zwierząt, wykazują regularną cykliczną strukturę, według której określa się szczytowy punkt Epoki lodowcowej, (Ice Age lodowcowego maksima). Analiza ta ukazuje, że każdy lodowcowy okres 100 tys. lat oddzielony jest interwałem ciepła inter lodowcowego, z których każdy trwa około 12 tys. lat. Większość długoletnich danych klimatycznych zebranych z różnych źródeł, ukazuje także silną korelację opisanych powyżej okresów z trzema cyklami astronomicznymi Ziemi, które są znane jako cykle Milanković’a.

Elementy teorii astronomicznej Epoki lodowcowej zostały po raz pierwszy przedstawione przez francuskiego matematyka Josepha Adhemar’a w 1842 r. Koncept został rozwinięty później przez angielskiego geniusza Josepha Croll’a w roku 1875 [3]. Croll był świadomy, że oś Ziemi (jako jeden z elementów teorii) zmienia się w czasie, ale obliczenia astronomiczne Leverrier‘a (francuski matematyk, odkrywca Neptuna) w połowie 18-go wieku pozwoliły Croll‘owi uwzględnić tylko dwa z nich: ekscentryczność orbity Ziemi oraz ekwinokcjum Ziemi. Z kolei Milutin Milanković (serbski geofizyk, astrofizyk i matematyk) korzystał z późniejszych innowacji w zakresie astronomii, co umożliwiło mu ostatecznie włączenie zmian pochylenia Ziemi do swoich obliczeń. Tak więc teoria, w swojej obecnej formie ostatecznie opracowana w latach dwudziestych i trzydziestych ubiegłego stulecia, nosi jego imię [4].

Na czym polegają więc te trzy cykle Milanković’a?

Pierwszy: pochylenie Ziemi, czyli zmiana kąta osi obrotowej planety (ekwinokcjum osi) w stosunku do płaszczyzny orbity, która waha się w okresach co 41 tys. lat. Drugi: zmiany w kształcie orbity ziemskiej (ekscentryczność), która zmienia się co około 100 tys. lat. Trzeci: precesja czyli nachylenie ekliptyki (precession of the equinoxes), zwany także jako ziemski “wstrząs”, który w formie stożka wolno ale stopniowo obraca się w kierunku osi Ziemi w interwale około 26 tys. lat (dokładne wyjaśnienie tych zjawisk znajduje się na wykresie 1).

Zgodnie z teorią Milanković’a istnieje związek przyczynowy występowania Epoki lodowcowej. Otóż te trzy cykle astronomiczne, z których każdy ma wpływ na ilość promieniowania słonecznego, które dociera do Ziemi, działając razem mają ewidentny wpływ na istnienie zimnego cyklu Ice Age oraz ciepłych okresów międzylodowcowych [5,6]. Tak więc od końca lat siedemdziesiątych, teoria Milanković’a pozostaje wśród naukowców na dominującym miejscu, gdyż uwzględnia ona przyczyny powstania Epoki lodowcowej z punktu widzenia klimatycznego. Dlatego teoria Milanković’a jest zawsze omawiana w podręcznikach z klimatologii oraz w wydaniach encyklopedycznych pod hasłami dotyczącymi tematu Epoki lodowcowej.

(Wykres 1), Obraz mechaniki orbitalnej związanej z teorią Milanković’a, związku przyczynowego występowania epoki lodowcowej.

Precession of the equinoxes: (Równonoc, ekwinokcjum), jest to zjawisko polegające na wykonywaniu przez oś Ziemi ruchu po powierzchni bocznej stożka. Innymi słowy, oś ziemska kreśli na tle nieba okrąg. Na skutek zjawiska precesji osi ziemskiej punkty równonocy przesuwają się po ekliptyce – na pokonanie całej jej długości potrzeba każdemu z nich ok. 26 tys. lat (tzw. rok platoński). Zjawisko to jest wywołane przez siły grawitacyjne Księżyca i Słońca. Oś obrotu Ziemi nie jest prostopadła do jej płaszczyzny obiegu wokół Słońca (ekliptyki), ale pochylona pod kątem 21,5-24,5. Jednocześnie Ziemia nie jest kulą. Wokół równika zgromadzona jest większa masa. Księżyc i Słońce przyciągając tę masę, starają się ustawić oś Ziemi prostopadle do płaszczyzny orbity. Jednak planeta wiruje za szybko, by poddać się tym siłom. W rezultacie jej oś zakreśla stożek, a nie zachowuje stałego położenia w przestrzeni. Perycentrum (perihelium), w czasie kiedy Ziemia jest najbliżej Słońca; ma to wpływ na zmienność w sezonach. Północne lata są cieplejsze, a zimy są zimniejsze w momencie, kiedy letnie przesilenie jest bliższe Perycentrum.

Eccentricity: (Ekscentryczność), to wielkość charakteryzująca kształt orbity opisywanej równaniem parametrycznym krzywej stożkowej, ciała obiegającego drugie ciało pod wpływem siły grawitacji. Mechanika orbitalna wymagałaby, aby czas trwania sezonów był proporcjonalny do powierzchni Ziemskiej orbity między przesileniem i ekwinokcjum; tak więc, gdy następuje ekstremalna ekscentryczność orbity (w formie eliptycznej), występujące sezony, które występują na dalekiej stronie orbity (afelium) mogą być znacznie dłuższe w czasie. Dziś okres jesienno-zimowy na półkuli północnej występuje w najbliższym podejściu (perihelium), kiedy Ziemia porusza się z maksymalną prędkością. W rezultacie, okresy jesienno-zimowe są krótsze niż wiosny i lata. W 2006 r. lato było o 4,66 dnia dłuższe niż zima, wiosna jest o 2,9 dnia dłuższa niż jesień. Osiowa precesja Ziemi powoli zmienia się na orbicie, gdzie przesilenie i ekwinokcjum występuje. Przez prawie następne 100 tys. lat, zimy na półkuli północnej staną się stopniowo dłuższe, a lata będą krótsze. Zmiana orbity z okrągłej na bardziej eliptyczną sprawia, że sezonalna zmienność słonecznego wpływu na Ziemię jest bardziej podkreślona.

Axial precession: (ekwinokcjum osi), w astronomii, osiowe pochylenie planety jest to zmiana kąta do osi obrotowej planety w stosunku do płaszczyzny orbity. Jest również nazywany osiowym nachyleniem lub deklinacją. Wolne zmiany w nachyleniu są prawie cykliczne – mniej więcej co 41 tys. lat; zmiany nachylenia następują od stopnia 21,5 do 24,5 i odwrotnie. Zmiany te zwiększają sezonowe zmiany na wyższych wysokościach geograficznych (kiedy kąt jest większy lata są cieplejsze, a zimy zimniejsze).

Pisząc o historii lodowcowej Ziemi, zacznijmy ją od roku 1976, kiedy w prestiżowym czasopiśmie “Science” został opublikowany wyjątkowy artykuł, napisany przez John’a Imbrie’a, James’a Hays’a oraz Nicholas’a Shackleton’a [7], a zatytułowany “Zmiany na orbicie Ziemi: stymulator do powstawania Epok lodowcowych”. Artykuł opisuje i ukazuje korelację jaką owe trio naukowców/autorów stwierdza pomiędzy klimatem ziemi opartym na danych uzyskanych z rdzeni osadów oceanicznych i modeli astronomicznych cykli Milanković’a.

Stwierdzają oni, że zmiany w geometrii ziemskiej orbity są podstawowymi przyczynami występowania okresów lodowcowych. Klimatyczne zmiany tych zapisów koncentrują się na trzech okresowych szczytach to jest 23 tys., 42 tys. oraz około 100 tys. lat. Te szczyty odpowiadają dominującym zmianom w orbicie słonecznej Ziemi i zawierają w sobie odpowiednio około 10., 25., i 50. procent klimatycznych zmian.

We wspomnianej wcześniej publikacji z 1976 roku, Imbrie, Hays i Shackleton napisali, że ich własne prognozy klimatyczne, które były oparte na rdzeniach wiertniczych osadów morskich i cyklach Milanković’a … muszą być kwalifikowane na dwa sposoby. Po pierwsze, mają one zastosowanie tylko do naturalnych elementów co do trendów klimatycznych w przyszłości – a nie do antropogenicznych skutków, takich jak te z uwzględnieniem spalanego paliwa kopalnianego. Po drugie, opisują tylko długoterminowy trend, ponieważ są one ściśle związane z orbitalnymi różnicami w okresie 20 tys. lat i dłużej. Klimatyczne oscylacje przy wyższych częstotliwościach … nie są przewidywane. Wyniki wskazują, że w długoterminowej tendencji w ciągu najbliższych 20 tys. lat jest ukierunkowanie na rozległe zlodowacenie półkuli północnej i schłodzenie klimatu” (posłużmy się pracą Quinn [8] i Lisieck [9] do zilustrowania najlepiej dotychczasowych myśli, wykres 2)

(Wykres 2), Ilustracja prac Quinn‘a, (1991) oraz Lisiecki‘iego (2005) ukazująca ścisłą zależność między klimatem, a zjawiskami kosmicznymi, od 1000 tys. lat aż do dzisiaj (Now). Skala z prawej, z góry do dołu przedstawia kolejno, Precesja, Pochylenie Ziemi, Ekscentryczność, Promieniowanie słoneczne oraz Okresy zlodowacenia. Pionowe szare przestrzenie wskazują okresy międzylodowcowe zdefiniowane z dewiacją średnio 5 tys. lat przy 0.8 tys. jako dewiacji od średniej. Promieniowanie słoneczne (insolacja) mierzona 1 lipca na 65 stopniu szerokości geograficznej (przez Rohde R. A. Global Warming Art Project).

Wykres ten pokazuje różnice w mechanice orbitalnej Ziemi, i wynikające z tego zmiany w energii słonecznej na wyższej szerokości geograficznej, a także zaobserwowane cykle lodowcowe w okresie 100 tys. lat. Te zmiany w ziemskiej orbicie są przewidywalną konsekwencją interakcji pomiędzy Słońcem, Ziemią, jego Księżycem i innymi planetami.

Dr Harris [10], analizując powyższą pracę podaje miedzy innymi, że patrząc chociażby uważnie na to że każdy “Ice Age” w ciągu ostatnich 100 tys. lat odpowiada drugiej (spadkowej) połowie cyklu ekscentryczności, który jest dominującym czynnikiem orbitalnym Ziemi. Jesteśmy teraz blisko połowy cyklu ekscentryczności. Naturalny licznik każdych następnych przejść występuje kiedy jest maximum globalnej temperatury, być może teraz jesteśmy w spadku temperatur, ponieważ maximum było zanotowane w 1998 roku (zobacz wykres 4, o którym jeszcze szerzej będziemy mówić później). Wynikałoby z tego, że każde przejście ma miejsce wówczas, gdy topniejące lody polarne maja swój szczyt. Co ciekawe, lody polarne odbudowały się w niektórych regionach już teraz (zobacz wykres 3). “Bez wątpienia, widzimy pokrywę lodową, która powraca do poziomu bardziej normalnego, typowego dla tej pory roku”, powiedział Gilles Langis, pracownik Canadian Ice Service z Ottawy (luty 2008, CBC).

(Wykres 3), Zmiany w pokrywie lodów na morzu Arktycznym (milionów kwadratowych) (obszar morza zawierający co najmniej 15% lodu). Linia wyrazista ciągła przedstawia średnią z 1979-2000, przerywana rok 2007, linia normalna ciągła - 2008. (The National Snow and Ice Data Center, NASA)

Ostatnie przejście lodowe wystąpiło około 120 tys. lat temu, gdy temperatura była o 5°C cieplejsza niż obecnie, a ubytek lodów polarnych był większy niż teraz.

Średni cykl wynosi około 100 tys. lat, zatem najbliższe przejście wydaje się być opóźnione. Analizując dokładniej widać, że wszystkie wymienione przejścia miały miejsce podczas kiedy całkowite promieniowanie słoneczne tj. nasłonecznienie (Forcing) było zbliżone do obecnego poziomu.

Dodatkowo, do powyższych argumentów, które odnoszą się do cykli Milanković’a mamy równoczesny spadek aktywności słonecznej.

Aktywność słoneczna obecnie jest mała, a bieżący cykl Słońca był opóźniony.

Dr Harris dodaje: ” Z bliskiego przeglądu danych wynika, że w ciągu ostatnich 400 tys. lat było tylko 18 cykli spadkowych w nasłonecznieniu i są powiązane z nagłymi spadkami globalnej temperatury, teraz mamy szybki spadek nasłonecznienia”. W rezultacie, mówi Dr Harris, “możemy powiedzieć, że istnieje 94% prawdopodobieństwa na globalne bezpośrednie schłodzenie i początek następnego Ice Age”

W latach siedemdziesiątych, bazując na danych o geometrii orbitalnej, zaproponowanej przez Milanković’a oraz obserwacji zbliżających się warunków do tych z poprzedniego przejścia w okres lodowy, paleoklimatolodzy omawiali, w jaki sposób i kiedy obecny ciepły globalny klimat miałby się kończyć. Szybko jednak stwierdzono, że temperatura rośnie i Globalne Modelowanie Klimatyczne otrzymało więcej uwagi, a teoria klimatyczna Milanković’a została zapomniana. Nie ma żadnych dalszych dyskusji na temat zbliżającej się następnej epoki lodowcowej.

W tym samym czasie słynny amerykański astronom Carl Sagan i inni naukowcy rozpoczęli promowanie teorii, że produkowanie przez człowieka “gazów cieplarnianych”, takich jak dwutlenek węgla (CO2), może doprowadzić do katastrofalnego w skutkach globalnego ocieplenia. Od 1970 roku teoria “anthropogenic global warming” (AGW) antropogenicznego (tzn. spowodowanego przez człowieka) globalnego ocieplenia stopniowo staje się akceptowana jako fakt, przez większość środowisk politycznych i akademickich. Zainspirowała globalny ruch ekologiczny, aby zachęcać rządy do kluczowej zmiany w celu uniknięcia pogorszenia wpływu AGW na życie na Ziemi.

Głównym elementem dowodów cytowanych , który popiera teorię AGW jest słynny wykres zmiany temperatury w kształcie “hockey stick” (kij hokejowy), który został między innymi przedstawiony przez Al Gore’a w 2006 roku w jego filmie “An Inconvenient Truth”. Wykres pokazuje poważny skok temperatury w górę na całym globie, który rozpoczął się w roku 1970 i kontynuował aż do zimy 2006/07. Jednak ten trend ocieplenia został przerwany podczas zimy 2007/08 kiedy to zanotowano najgłębszą pokrywę śnieżną na półkuli północnej od 1966 roku i najzimniejsze temperatury od 2001 roku. Wydaje się obecnie, że zima 2008/09 na półkuli północnej będzie równa lub nawet sroższa niż ta 2007/08 zarówno w opadach śniegu jak i niskich temperaturach (ilustracja poniżej, wykres 4,[11])

(Wykres 4), Ilustracja zmiany średniej temperatury rocznej w latach 1860-2006 "hockey stick” Jones, P.D. (2003)

Główną wadą teorii antropogenicznego globalnego ocieplenia jest to, że jej wnioskodawcy koncentrują się wyłącznie na dowodach z przeszłości ostatnich setek lat, a ignorowane są dowody z dalszej przeszłości sięgającej milionów lat – dowodów, które mają zasadnicze znaczenie dla właściwego zrozumienia zmian klimatologicznych. Dane z paleoklimatologii dają nam alternatywne i bardziej wiarygodne wyjaśnienie ostatnich skoków globalnej temperatury, w oparciu o występowanie naturalnego szczytu temperatury w cyklu Epoki lodowcowej i okresów międzylodowcowych.

W 1999 roku, reputowany brytyjski dziennik “Nature” opublikował wyniki danych pochodzących z wiertniczych rdzeni lodowych, pobranych z rosyjskiej stacji badawczej Wostok na Antarktydzie w latach 1990. Dane z Wostok’a zawiera zapis globalnej temperatury ziemskiej atmosfery, zawartości atmosferycznej CO2 i innych gazów cieplarnianych, oraz cząstki kurzu unoszące się w powietrzu, jak to było począwszy od 420 tys. lat temu, kontynuują swój byt przez historię aż do naszych czasów. Dodatkowe dane pochodzące z wiertniczego rdzenia lodowcowego z głębokości 3623m. zawierające informacje o izotopach, zostały opublikowane w 2005 roku w tym samym periodyku, przez tych samych autorów (ilustracje poniżej, wykres 5 i 6 [12, 13])

(Wykres 5), CO2 (skala z prawej), temperatury (lewy górny), stężenie pyłu (lewy dolny) dane mierzone w wiertniczych rdzeniach lodowych ze stacji badawczej Wostok, Antarktyda przedstawiony przez Petit et al., 1999. Uważa się, że wyższy poziom kurzu spowodowany jest przez zimne i suche okresy.

Dane przedstawione na wykresie, pochodzące z lodu badanego w stacji badawczej Wostok pokazują, że najwyższe temperatury Epoki lodowcowej tzw. maksima i ciepłe okresy międzylodowcowe występują w formie regularnego cyklicznego modelu na wzór wykresu, który jest podobny do rytmu serca, kiedy śledzimy wykres elektrokardiogramu. Wykres danych ze stacji Wostok pokazuje również, że zmiany w globalnym poziomie CO2 podążają w ślad za globalnymi zmianami temperatury o około osiemset lat. Oznacza to, że globalna temperatura poprzedza lub powoduje zmiany globalnego poziomu CO2, a nie odwrotnie. Innymi słowy, wzrost poziomu CO2 w atmosferze nie powoduje wzrostu globalnej temperatury; natomiast naturalny cykl wzrostu globalnej temperatury powoduje wzrost globalnego poziomu CO2. Powodem tego globalnego wzrostu i spadku poziomu CO2 jest reakcja na zmianę globalnej temperatury oceanów, ponieważ zimna woda jest zdolna do zachowania w sobie więcej CO2 niż ciepła woda. Wahania temperatur zawsze wyprzedzają nieznacznie zmiany stężenia CO2.

(Wykres 6), 420 tys. lat danych z lodu ze stacji badawczej Wostok, Antarktyda. Bieżący okresu czasu na lewo. Z dołu do góry: zmienność promieniowania słonecznego na 65°N, poziom metanu (CH4), względna temperatura, poziomy CO2, izotopu tlenu 18O wszystko z uwzględnieniem cyklu Milanković’a Nature 2005.

Oznacza to, że ocieplenie jest pierwsze i ważniejsze w porównaniu do CO2. Oceany są największym depozytorem CO2 w stężeniach 60-90 razy większych niż w atmosferze. Gdy powierzchnie oceanów ogrzewają się, to powodują “efekt szampana”. Przykładowo, w sklepach czy magazynach gazowanych napojów bezalkoholowych, wina i piwa, te produkty przechowywane są w chłodnym miejscu aby zapobiec utracie elementu “musowości” czy ”piany”, który to element wyraża się zawartością CO2 w roztworze. Kiedy

ciepłe wody oceanu wydalają większe ilości CO2, który w cyrkulacji miesza się wraz z tym antropogenicznym, a zjawisko tego “zanieczyszczenia” się potęguje, fenomen staje się faktycznie niezaprzeczalny. Jednak zanieczyszczenie spowodowane aktywnością człowieka jest tu nieistotne. Jeśli przemysłowe zanieczyszczenia dwutlenkiem węgla będą utrzymywały się na obecnym poziomie 5-7 mld ton na rok, to podejrzewa się, że z tego powodu nie będzie zmian globalnej temperatury do roku 2100. Zmiany będą zbyt małe dla ludzi, nawet jeśli stężenie gazów cieplarnianych by się podwoiło.

Widoczny efekt wzrostu CO2 na ziemi wynikał z faktu, że Ziemia prawdopodobnie była lub jeszcze jest w fazie ocieplania w wyniku naturalnego cyklu Epoki lodowcowej, tak jak i oceany, które ocieplając się, uwalniają większa ilość CO2 do atmosfery.

Ponieważ wydzielanie CO2 przez ocieplenie się oceanów pozostaje w tyle za zmianami temperatury Ziemi, powinniśmy spodziewać się, że globalny poziom CO2 nadal będzie rósł lub jego wzrastanie już się skończyło przed kolejnym okresem ośmiuset lat – okresu kończącego kolejny ziemski ciepły cykl międzylodowcowy. Toteż aktualnie znajdujemy się prawdopodobnie w fazie ośmiuset lat najbliższej Epoki lodowcowej. Wówczas globalny poziom CO2 zacznie spadać jako reakcja na wzrost ochłodzenia oceanów.

Analiza wykresu i danych z Wostok’a pochodzących z badania lodu wynika, że globalny poziom CO2 regularnie wzrastał i spadał w bezpośredniej reakcji na naturalne cykle Epoki lodowcowej, na ich minima i maksima w ciągu ostatnich 420 tys. lat. W ramach tego naturalnego cyklu, co 110 tys. lat globalna temperatura, a następnie globalny poziom CO2, osiągnęły prawie najwyższy poziom przybliżony do poziomu podobnego, który mamy dzisiaj.

(Wykres 7), Dewiacja od średniej pomiarów dla szerokości pierścienia różnych gatunków sosny (a) Nevada, Arizona oraz (b) Colorado. Szerokość pierścienia liczona jako średnia przez okres 20 lat, dane zostały znormalizowane Robinson A. B and al. 2007.

Dwutlenek węgla nie może być szkodliwy dla klimatu. Wręcz przeciwnie, jest pokarmem dla roślin, a zatem jest korzystny dla życia na Ziemi. Można w tym miejscu przytoczyć tzw. “zieloną rewolucję”, fenomenalny wzrost plonów w gospodarstwach w połowie 20-go wieku. Liczne eksperymenty pokazują również bezpośrednią zależność między zbiorami, a stężeniem CO2 w powietrzu. (zobacz wykres 7 i 8 [14])

Zwierzęta, których życie zależy od roślin jako żywności, proporcjonalnie ich liczba wzrasta. Dane wykazują, że amazońskie lasy zwiększają swą roślinność o około 2 tony biomasy na akrze rocznie. Drzewa reagują na nawożenie CO2 bardziej niż większość innych roślin, ale wszystkie inne rośliny odpowiadają w podobny sposób. Z innej strony, intensywność huraganów, burz, tornad i innych klęsk żywiołowych, zależy w dużej mierze od wzrostu stężenia CO2 w powietrzu – zmniejszając jego stężenie z pewnością poprawi sytuacje. Dwutlenek węgla nie ponosi odpowiedzialności za globalne zmiany klimatu. Aktywność słoneczna jest o wiele razy silniejsza niż energia wytwarzana przez całą ludzkość. Wpływ człowieka na klimat wydaje się być kroplą w oceanie.

(Wykres 8), Obliczone tempo wzrostu pszenicy (w środowisku suchym i mokrym), drzew pomarańczy, młodych sosen. Wyniki bazowanie na danych przy wzbogacaniu atmosfery przez CO2 od 1885 do 2007 (a), jak i tych oczekiwanych w wyniku wzbogacania atmosfery przez CO2 do poziomu 600 ppm (b) Robinson A. B and al. 2007.

Około 325 tys. lat temu, podczas szczytu globalnego ciepłego międzylodowcowego cyklu, temperatura globalna oraz poziom CO2, były wyższe niż są obecnie. Dziś znów jesteśmy na szczycie i zbliżamy się do końca ciepłego cyklu, a Ziemia jest teraz u progu następnej Epoki lodowcowej. Jeśli, nam się poszczęści to pozostało nam kilka lat, by się do niej przygotować. Epoka lodowcowa wróci, jak zawsze, w regularnych i naturalnych cyklach a dwutlenek węgla nie będzie miał na to żadnego wpływu.

Badania orbitalnej mechaniki układu słonecznego w latach siedemdziesiątych doprowadziły rosyjskich uczonych do przekonania, że Ziemia jest prawie na etapie oziębiania się i musimy się szybko przygotować, gdyż skutki będą katastrofalne. W pędzie za globalnym ociepleniem (global warming) jak wiemy teorii lansowanej w latach 90. XX wieku, zapomniano o argumentach uczonych ale opinie o zbliżającym się oziębieniu są uzasadnione i ciągle uważane za wiarygodne przez bardzo wielu naukowców. Stwierdzono, że aktywność Słońca jest obecnie mniejsza. W styczniu 2008 zanotowano największy z roku na rok spadek temperatury (128 lat danych, The NASA Goddard Institute for Space Studies NASA GISS) i aż do końca rok 2008 pozostał stosunkowo chłodny. Podobny trend wydaje się być kontynuowany w 2009 roku. Jest jasne że, schłodzenie musi być uznane za bardzo prawdopodobne w przyszłości.

Ciekawie naświetlenie na tę problematykę dały referaty opublikowane w marcu 2008 przez Scafetta i West’a [15]. Podali oni, że aż do 69% obserwowane ocieplenie spowodowane jest działaniem Słońca. Podkreślili oni jednocześnie, iż Słońce jest w fazie stygnięcia. Dodatkowo, prace Ramanathan’a, Carmichael’a oraz Seinfeld’a [16,17] stwierdzają, że sadze i kurze mają do 60% więcej mocy ocieplenia w porównaniu z dwutlenkiem węgla. Owe dokumenty stwierdzają, że czynniki te są niedoceniane przez Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) [18]

Sadze mogą wyjaśnić arktyczne topnienia, jak też i redukcję azjatyckich lodowców, co zanotowano niedawno (duże zanieczyszczenie środowiska w Chinach, Indiach…..).

(Wykres 9), Zmiana w koncentracji węgla C14 w ziemskiej atmosferze używany jako długo terminowy wskaznik aktywności Słońca (na skali, czasy obecne znajdują się po stronie lewej wykresu). http://pubs.usgs.gov/fs/fs-0095-00/)

Wielu naukowców sądzi, że zmiany temperatury, są bardziej uzależnione od źródła czyli Słońca niż samego CO2. Podobna analogia jest z piecem w naszym domu. Obecnie aktywność powierzchni Słońca jest minimalna lub żadna. Obserwując dane w formie miesięcznego wykresu, w ciągu ostatnich miesięcy można zauważyć podobieństwo do tych z roku 1797. Otóż był to rok poprzedzający okres określony jako Dalton Minimum – zjawisko mające miejsce w 18-wieku w latach 1798-1823 traktowane jako mały Ice Age (zobacz wykres 9 i 10)

Wykres 10), Minione 400 lat obserwacji aktywności Słońca (plam słonecznych) w okresie 1600 do 2008, widoczne są wahania w temperaturze na Ziemi. (przez Rohde R. A. Global Warming Art project).

Powodowana fluktuacją pola magnetycznego, które otacza naszą najbliższą gwiazdę, w sposób jeszcze nie całkowicie zrozumiały, wewnętrzna cyrkulacja Słońca produkuje grupy plam słonecznych (Sunspot), które w okresie około 11 lat powodują pojawianie się cykli liczonych i określanych jako maximum i minimum.

Ostatnio, w maju 2006, zanotowano, że wewnętrzna cyrkulacja Słońca wydaje się być nietypowa, inna, bardzo spowolniona lub “popsuta”, co zostało potwierdzone przez naukowca NASA David‘a Hathaway’a, który powiedział: “To jest poza normą to ma istotne konsekwencje dla przyszłości słonecznej aktywności, co więcej, to nie jest jedyny wskaźnik, że coś się dzieje ze Słońcem, coś może być nie tak”

Liczba plam słonecznych jest powiązana z natężeniem słonecznego promieniowania. Pojawiające się plamy mogą być długie lub krótkie, słabe lub intensywne, mogą też całkowicie zniknąć.

Po odkryciu cykli słonecznych, astronomowie porównując dane z przeszłości aż po siedemnasty wiek mogli wyraźnie zobaczyć, że plamy znikły. Faktycznie, plam nie było, mimo iż obserwacje były przeprowadzone bardzo dokładnie. Okres ten astronomowie nazwali “Maunder minimum”. Było to zadziwiające odkrycie: nasze Słońce może się zmieniać. Pomiędzy rokiem 1645 i 1715 plamy słoneczne były rzadkością, zaobserwowano około 50, a powinno było być ich o wiele więcej.

Od czasu odkrycia rytmu cykli Słońca, ludzie nauki starali się zaobserwować wpływ obecności tych plam na klimat Ziemi, szczególnie w przypadkach tam gdzie były one na niskim poziomie (mała częstotliwość występowania plam). Było to coś dziwnego; zastanawiano się czy nietypowe zachowanie Słońca może mieć coś wspólnego z faktem, iż plamy znikały i pojawiały się, że pojawiły się w 17 i 18 wieku, kiedy półkula północna ochładzała się, co było katastroficzne w skutkach.

Owe dwa “Little Ice Ages” były dla Europy bardzo złym okresem. W odpowiedzi na bardziej łagodny klimat wcześniejszej epoki

(Wykres 11), Średnia temperatura powierzchni morza Sargasowego, regionu około 2 milionów mil kwadratowych region Oceanu Atlantyckiego, (wyjaśnienie od lewej, średnia 3 tys. lat, optymalny klimat średniowiecza (Medieval), mały okres zlodowacenia, 2006. Robinson A. B and al. (2007).

Średniowiecza, gdzie populacja Europy prawie się podwoiła, to jednak w połowie 17 wieku wzrost demograficzny został zatrzymany, a na niektórych obszarach spadł, częściowo ze względu na kryzys energetyczny oraz obniżenie plonów spowodowane zmianami klimatu. Ceny chleba podwoiły się, a następnie drożały jeszcze więcej, a głód osłabiał ludność. Włoski historyk Majolino Bisaccioni zasugerował, że fala złych warunków pogodowych i rewolucji może być spowodowana wpływem gwiazd. Ale jezuicki astronom Giovanni Battista Riccioli spekulował, że przyczyną tego mogły być wahania w liczbie plam słonecznych, lub ich definitywny brak, co wynikało z jego obserwacji (zobacz wykres 11 [14]).

Przeglądając zapisy i badając występowanie plam słonecznych ujawnia się wiele okresów, gdy aktywność Słońca była wysoka i niska. Widzimy więc powiązanie z ciepłym i chłodnym klimatem Ziemi. Również występowanie małego okresu lodowcowego. Dla przykładu: gdy Słońce było słabe to epoka żelaza – zimna; Słońce aktywniejsze to epoka brązu – ciepła. Naukowcy nie znają jeszcze całkowicie mechanizmu oddziaływania Słońca na Ziemię, ale zaobserwowano wyraźną korelację między “nastrojami” Słońca a klimatem na Ziemi [19].

Dzisiejszy konsensus dotyczący zmian klimatycznych jest spowodowany antropogeniczną produkcją gazów cieplarnianych na świecie. Stąd wniosek, iż musimy działać na rzecz ograniczenia ich emisji, co spowoduje zmniejszenie się prognozowanego wzrostu temperatury Ziemi. Szacuje się że, przez następne 100 lat będzie to prawdopodobnie temperatura między 1.8 i 4.0°C wyższa niż obecnie. W całym jednak okresie 20 wieków, słoneczne cykle rosły w siłę. Prawie każdy zgadza się, że w czasie ubiegłego wieku wpływ Słońca był bardzo znaczący. Badania wykazują, że pod koniec 20 wieku aktywność Słońca mogła osiągnąć swój najwyższy poziom-patrząc na okres ostatnich 8 tys. lat. Ciekawe jest, że zmianie ulega również inny parametr Słońca, a mianowicie powłoka pola magnetycznego, która prawie się podwoiła w minionym stuleciu. Natomiast w ciągu ostatnich dziesięciu lat aktywność Słońca spada, na co wskazuje widoczne opóźnienie obecnego cyklu Słońca numer 24.

Astronomowie obserwują Słońce, w nadziei, aby zobaczyć pierwsze zwiastuny cyklu 24. Powinien on był zacząć się w grudniu 2006 roku. W Stanach Zjednoczonych National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) [20] przewidywało, że rozpocznie się w marcu 2007. Wreszcie, 4 stycznia 2008 pierwsza plama słoneczna została zaobserwowana na wyższej szerokości geograficznej Słońca. Oznaki, że Słońce wychodzi z bieżącego minimum nieaktywności. Zazwyczaj występuje około 12-20 miesięcy przed rozpoczęciem nowego cyklu, prawdopodobnie pełny cykl rozpocznie się w końcu 2009 lub 2010 roku. Słoneczna aktywność nie zacznie się jednak od razu, gdyż potrzeba kilku lat by cykl z minimum przeszedł do maximum. Ma to ewentualnie nastąpić w 2012 roku. Normalnie, im dłużej trzeba czekać na nowy cykl, tym słabszy on może być. Takie zachowanie jest zwykle prognostykiem chłodnych temperatur na Ziemi.

(Wykres 12), Linia głębokości OH 1565,3 nm dla poszczególnych plam słonecznych. Górna linia to wykres liczby plam słonecznych wskazująca zapis historyczny oraz obecny, głębokość zmian linii OH wydaje się spadać niezależnie od cyklu plam Słońca (Penn 2006).

W 2006 roku, Matt Penn i William Livingston z National Solar Observatory w Tucson opierając się na badaniach spektrograficznych Słońca, wyszli z założenia, że możliwe, iż to nie jest jedyny problem w cyklach Słońca, i że przedłużający się początek oczekiwania na inny cykl określa zmniejszoną aktywność Słońca. Opierając się na analizie osłabienia intensywności plam, stwierdzają, że występowanie plam może nawet zniknąć całkowicie przed rokiem 2015 (zobacz wykres 12 [21]).

Przyjrzyjmy się zatem pewnej zależności między długością cykli słonecznych, a amplitudą cyklu następnego (odkryta przez Hathaway’a). Wiemy, że, cykl aktywności plam Słońca osiągnął swoje minimum w zeszłym roku, kończąc cykl 23 i dając początek cyklowi 24, którego największa aktywność przewidywana jest około roku 2012.

Cykl Słońca numer 20 był nieco dłuższy niż średnia 11,6 lat. Przeciętna długość cyklu słonecznego zanotowana miedzy 1643 a rokiem 1996 była 11,4 lat, teraz, cykl 21 trwał krótko bo 10,3 lat i był gorący (zaczął w tym samym czasie co zmiany na Pacyfiku w 1976 związane z El Nino), następnie cykl 22, który był też krótki 9,6 lat i należał do gorących. Jeśli chodzi o cykl 23 to był długi i trwał prawie 13 lat, czyli 3,4 roku dłużej niż cykl 22. Znaczy to, że zmiana średniej temperatury w bieżącym cyklu powinna wynosić około 2,4°C (chłodniej) bazując się na zmianie temperatury o 0,7°C za każdy rok wydłużenia cyklu słonecznego (zobacz wykres 13 i 14).

(Wykres 13), Wykres ukazuje okres od 1700 do 1995 roku w stosunku do średniej ilości plam na Słońcu. Każdy okres reprezentuje mniej więcej 11 lat. Ilość plam większa niż 80 to Słońce ciepłe, mniej niż 80 to Słonce zimne, http://wattsupwiththat.com/?s=David+Archibald.

Ostatnie dziesięciolecie było cieplejsze niż poprzednie. Jest to wynikiem szybkiego wzrostu globalnej temperatury pomiędzy rokiem 1978 i 1998. Od tamtej pory średnia temperatura utrzymuje się na wyższym, choć stałym poziomie.

(Wykres 14), Wykres ukazuje długość cykli słonecznych w stosunku do średniej ilości plam na Słońcu, http://wattsupwiththat.com/?s=David+Archibald

Komputerowe prognozy klimatu sugerują, że globalna temperatura zacznie rosnąć ponownie za kilka lat. Jednak te prognozy nie uwzględniają zmian w zachowaniu Słońca. Późniejsze wystąpienie cyklu 24 wskazuje, że możemy wejść w okres niskiej aktywności słonecznej, która może przeciwdziałać antropogenicznemu ociepleniu. Niektórzy członkowie Akademii Nauk Federacji Rosyjskiej twierdzą, że możemy być na początku okresu podobnego jak między 1790 i 1820, charakteryzującym się niewielkim spadkiem aktywności słonecznej. Szacują oni, że Słońce ze zmniejszoną aktywnością może powodować spadek globalnej temperatury nawet 1.5°C do roku 2020. To jest więcej niż najbardziej uzasadniona prognoza globalnego ocieplenia na ten okres (zobacz wykres 15 [22])

(Wykres 15), Średnia roczna temperatura powierzchni Ziemi do roku 2030, (wyjaśnienie opisu, od lewej 1900-1917 wyjście z okresu małego zlodowacenia, 1930-1950 okres ciepły, 1970 postrach oziębienia, satelitarne zapisy temperatury, 1998 El Nino szczyt, następne oziębienie (minima), Archibald D. (2007).

Być może opóźnienie cyklu 24 będzie początkiem innego małego okresu lodowcowego. Jeśli tak, to nasze Słońce może przyjść nam z pomocą, uważając, że rzeczywiście zmiany klimatu, spowodowane są działalnością człowieka co w konsekwencji pozwoli nam mieć więcej czasu na działanie. Być może, że reakcja Ziemi na małą aktywność Słońca zmieni wiele z naszych założeń dotyczących wpływu człowieka na zmiany klimatyczne…… Nie wiemy.

Na półkuli południowej w ciągu ostatnich 10 lat został zanotowany okres ochłodzenia, mniej więcej o tyle, co na północnej ocieplenia. Nie ma dowodów, opierając się na danych obserwacyjnych, że wyższe ocieplenie występuje poza naturalnymi zmianami w naturze. Kiedy 3 z najwyższych 5 lub 6 lat rekordów w temperaturze (od 1880 roku) nastąpiły około 100 lat temu i lata 19 stulecia były cieplejsze niż te zanotowane w ostatnich latach w USA (jedne z najlepszych długoterminowych danych), nie ma statystycznego dowodu na ocieplenie (zobacz wykres 16).

(Wykres 16), Rożnica w średniej temperaturze w USA, w porównaniu z całkowitym natężeniem napromieniowania słonecznego Robinson A. B and al. 2007.

Modeliści nadal nie mogą uwzględnić w obliczeniach istotnych parametrów i nikt nie jest w stanie przewidzieć przyszłości. Chociaż stwierdzamy, że ilość dwutlenku węgla nadal rośnie, to jednak temperatura ustabilizowała się. Więc w którym kierunku temperatura podąży? Świat wydaje się zdążać ku ociepleniu ale prawdopodobieństwo ochłodzenia może być równie ważne i musimy być przygotowani na obydwa. Ochłodzenie prezentuje realne niebezpieczeństwo.

Praktycznie wszyscy naukowcy zgadzają się, że Ziemia ociepliła się o niewielką ilość od roku 1000 lub, jeśli można zdecydować od roku 1850, kiedy oprzyrządowanie do mierzenia temperatury stały się w miarę dokładne i rozmieszczone w najważniejszych klimatycznie regionach świata. Alternatywna opinia jest ta, że Ziemia się ochłodziła od 1930 roku, kiedy mieliśmy tylko 3 z 5 najcieplejszych lat od 1860 w USA, i prawdopodobnie na świecie, a topnienie lodowców zostało zapoczątkowane jeszcze wcześniej niż użytkowanie węglowodorów przez ludzi (zobacz wykres 17).

(Wykres 17), Zwężanie się lodowców i wzrost poziomu morza. Szary obszar wyznacza szacowany zakres błędu w pomiarach poziomu morza. Tak więc tendencja wzrostowa rozpoczęła się ponad wiek wczesniej niż użytkowanie węglowodorów Robinson A. B and al. 2007.

Ilość ocieplenia jest tak mała, że jest trudna do odróżnienia od “cieplarnianego tła” w środowisku z danych przestrzennych, dane te nie zostały odpowiednio dostosowane do takich rzeczy jak efekt wysp-miast, aglomeracji, dróg i autostrad oraz kalibracji instrumentów. Jest to szczególnie prawdziwe w odniesieniu do globalnych danych. Ponadto, jest ogólnie przyjęte, że na Ziemi było o wiele cieplej niż dziś. Dla przykładu: w okresie dinozaurów (w połowie okresu Kredy) kiedy poziom CO2 był 2 do 4 razy większy niż dziś (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA). Ostatni okres międzylodowcowy, około 125 tys. lat temu, Ziemia również była znacznie cieplejsza niż obecnie, a poziom morza znacznie wyższy o około 4 do 6 metrów (IPCC). Uważa się, że główną przyczyną ostatnich zmian klimatycznych jest mechanika orbitalna, zmienność układu słonecznego oraz wkład ziemskiej geofizyki, taki jak wybuchy wulkanów. Jest również wiadome, że antropogeniczny wkład CO2 jest tylko małym procentem całkowitej sumy. Wiemy również, że na Ziemi temperatura i poziom CO2 wzrasta i spada, ale nie jest jasne (nie udowodnione) czy to jest przyczyną lub skutkiem jednego z tych parametrów w obecnym czasie. W próbie użycia CO2 do modelu w celu przewidywania temperatury na Ziemi, wyniki okazują się być mało przekonywujące, a obserwacje dokładnie odwrotne.

Teoria o globalnym ociepleniu opiera się na danych, które to ocieplenie pokrywa absurdalnie wąski zakres czasu i to wskazuje na lekceważenie i nierozumienie szerszego obrazu jako długoterminowych zmian klimatycznych. Dane z paleoklimatologii zawierające dane z wywiertów rdzeni lodowych, osadów morskich, geologii, paleobotaniki, zoologii i astronomii, wskazują, że jesteśmy na skraju innego okresu lodowcowego, stąd wynika także, że poważne i długotrwałe zmiany klimatu mogą wystąpić w ciągu zaledwie kilku lat. Chociaż zaniepokojenie z powodu wątpliwego zagrożenia antropogenicznego Global Warming nadal odwraca uwagę ludzi na całym świecie, to jednak bardzo realne zagrożenia o zbliżającym się w sposób nieunikniony okresiie lodowcowym, który -jeśli nastąpi- najprawdopodobniej spowoduje, że duża cześć półkuli północnej zostanie dotknięta jego skutkami, …..to może okazać się brzemienne w skutki.

(Opracował: Sławomir Kowalczyk, luty 2009)

[1] -Pravda (2009)

[2] -Okres ciepłego klimatu na Ziemi w okresie międzylodowcowym lub inaczej interlodowcowym nazywamy holocenem

[3] -J. Croll, Philos. Mag. 33, 426 (1867).

[4] –http://en.wikipedia.org/wiki/Milankovitch_cycles

[5] -Muller R. A., MacDonald G. J., Glacial Cycles and Astronomical Forcing. Science vol 277 pp. 215-218 (1997)

[6] -Andy J. Ridgwell and Andrew J. Watson, Is the spectral signature of the 100 kyr glacial cycle consistent with a Milankovitch origin? Paleoceanography, Vol. 14, No.4, pages 437-440, Aug. 1999

[7] -Hays J. D., Imbrie J., Shackleton N. J. Variations in the Earth’s Orbit: Pacemaker of the Ice Ages: Science, New Series, Vol. 194, No. 4270, pp. 1121-1132 (1976)

[8] -Quinn, T.R., Tremaine S, Duncan M., “A Three Million Year Integration of the Earth’s Orbit.” The Astronomical Journal 101 pp. 2287-2305 (1991).

[9] -Lisiecki, L. E., and Raymo, M. E., A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic d18O records, Paleoceanography 20, (2005)

[10] -Harris P., (1) An urgent signal for the coming Ice age. (April 2008), http://icecap.us/images/uploads/ANURGENTSIGNALFORTHECOMINGICEAGE.pdf (2) Probability of Sudden Global Cooling (Aug. 2007) http://icecap.us/images/uploads/Probability_of_Sudden_Global_Cooling.pdf

[11] -Jones, P.D. and Moberg, A. “Hemispheric and large-scale surface air temperature variations: An extensive revision and an update to 2001″. Journal of Climate, 16, 206-223 (2003).

[12] -Petit J.R., Jouzel J., Raynaud D., Barkov N.I., Barnola J.M., Basile I., Bender M., Chappellaz J., Davis J., Delaygue G., Delmotte M., Kotlyakov V.M., Legrand M., Lipenkov V., Lorius C., Pépin L., Ritz C., Saltzman E., Stievenard M., Climate and Atmospheric History of the Past 420,000 years from the Vostok Ice Core, Antarctica, Nature, 399, pp.429-436 (1999)

[13] -Dominique R., Barnola J. M., Souchez R., Lorrain R., Petit J. R., Duval P. and Lipenkov V. Y. “Palaeoclimatology: The record for marine isotopic stage 11″. Nature 436: 39–40 (2005)

[14] -Robinson A. B., Robinson N. E., Soon A., Environmental Effects of Increased Atmospheric Carbon Dioxide. Journal of American Physicians and Surgeons 12, 79-90. (2007)

[15] -Scafetta N. and Bruce J. West B. J. Is climate sensitive to solar variability?. Physics Today, 50-51, (2008)

[16] -Ramanathan V., Carmichael G., Global and regional climate changes due to black carbon. Nature Geoscience 1, 221-227 (2008)

[17] -Seinfeld J. Atmospheric science: Black carbon and brown clouds. Nature Geoscience 1, 15-16 (2008)

[18] -IPCC jest naukowym międzyrządowym ciałem powstałym przez World Meteorological Organization (WMO) oraz przez United Nations Environment Programme (UNEP)

[19] -Whitehouse D,. Ray of hope: Can the sun save us from global warming? The Independent 5 December (2007)

[20] -National Oceanic and atmospheric Administration (NOAA) (U. S. DEPARTMENT OF COMMERCE) http://www.ncdc.noaa.gov

[21] -Penn, M. J.and Livingston, W.Temporal Changes in Sunspot Umbral Magnetic Fields and Temperatures, The Astrophysical Journal, Volume 649, Issue 1, pp. L45-L48 (2006)

[22] -Archibald D. The Past and Future of Climate (May, 2007) http://www.warwickhughes.com/agri/pastandfuture2.pdf

 

Leave a Reply