Lód idzie

Ciepły grudzień, ciepły styczeń, na trasach narciarskich trawa i kamienie. Czy to kaprys pogody, czy trwałe zjawisko? Media ogłosiły już ocieplenie klimatu, nazywając je klęską gorszą od wojen. Naukowcy spodziewają się jednak rychłego ochłodzenia.

CO2 – ten odwieczny składnik atmosfery jest gazem życia – z niego zbudowane są nasze ciała i wszystko, co żyje. Przemysł do naturalnej emisji CO2 z powierzchni lądów i oceanów dodaje 3,6 proc., a do tzw. efektu cieplarnianego przyczynia się zaledwie w ułamku procenta. Najnowsze zestawienie 90 tys. bezpośrednich pomiarów stężenia dwutlenku węgla w atmosferze, prowadzonych i publikowanych w czasopismach naukowych od 1812 r. w Europie, Ameryce i Azji, pokazuje, że wbrew temu, co przez ostatnie 20 lat mówili glacjolodzy (na podstawie pomiarów pośrednich), jego obecny poziom (0,038 proc.) nie jest wyższy niż w pierwszej połowie XX i w XIX w. W 1943 r. sięgał on 0,047 proc., w 1820 r. – 0,044 proc. a w 1858 r. 0,042 proc.

Inne pomiary pośrednie, oparte na badaniu gęstości aparatów szparkowych liści zachowanych w torfie, wskazują, że w czasie wielkiego ocieplenia klimatu około 9 tys. lat temu stężenie CO2 w atmosferze sięgające prawie 0,045 proc. zależało od temperatury powietrza i oceanu. Dwutlenek węgla gorzej rozpuszcza się w wyższej temperaturze, a więc im cieplejsze są oceany, tym więcej CO2 „wydychają” one do atmosfery, w której tego gazu jest ponad 50 razy mniej niż w morskiej wodzie. Przez całe setki tysięcy lat zawsze najpierw ogrzewał się klimat, a dopiero potem wzrastało stężenie CO2 w powietrzu. Tak jest teraz i tak było w ciągu ubiegłych dwustu lat. W tym czasie zmiany temperatury w pięciu rejonach Antarktydy (charakterystyczne dla całej półkuli południowej) sięgały około 0,6° C, a w końcu lat 90. były niższe niż około roku 1954, 1900 i 1870.

Czy klimatem naprawdę rządzi człowiek, czy raczej Słońce? Po latach przypisywania ludzkości przemożnego wpływu na klimat, trudno może niektórym w to uwierzyć, ale ostatnio opublikowano wiele prac, które jednoznacznie wskazują na ścisłą zależność globalnej temperatury i zachmurzenia od aktywności Słońca – od ilości dopływającej zeń energii, od liczby plam słonecznych, a zwłaszcza od wahań magnetyzmu i wiatru słonecznego, które mają wpływ na wielkość strumienia promieniowania kosmicznego docierającego do Ziemi z głębi Wszechświata. Promienie te mają związek z tworzeniem się chmur, które jak parasol chronią nas przed nadmiarem ciepła.

Nie będę tu prawił o sprawach globalnych ani o skandalu, jakim było odrzucanie – bo nie pasowały do hipotezy – tysięcy bezpośrednich pomiarów CO2 w atmosferze, których błąd oznaczeń wynosił około 2 proc., i zastąpienie ich błędnymi pomiarami w polarnym lodzie, w którym zachodzą procesy fizykochemiczne powodujące ubytek tego gazu. Ograniczę się do tego, co jest bliższe Europie, polskim narciarzom i mnie osobiście: do Alp, ich śniegów i lodów, do tego, co działo się w tych górach przez ostatnie 1250 lat. Powiem też, czego spodziewają się astronomowie do końca XXI stulecia.

W listopadzie 2006 r. grupa naukowców ze szwajcarskiego Federalnego Instytutu Badawczego opublikowała w czasopiśmie Amerykańskiego Towarzystwa Meteorologicznego „Journal of Climate” pracę podsumowującą trzy typy badań obejmujących lata 755–2004: aktywności Słońca, zmiany temperatury lata w Alpach oraz wzrostu i cofania się alpejskich lodowców. Obserwacje aktywności Słońca prowadzono w Chinach już 2400 lat temu, ale Szwajcarzy oparli się na fińsko-niemieckich badaniach radioaktywnego izotopu berylu 10Be z rdzeni lodu z Grenlandii i Antarktydy, obejmujących lata 850–2000. Ten beryl powstaje w atmosferze w wyniku bombardowania atomów tlenu promieniami kosmicznymi i jest ze śniegiem odkładany na powierzchni lądolodów. Mierząc stężenia tego izotopu w lodzie można dokładnie śledzić aktywność Słońca w ciągu długich okresów.

W Alpach temperaturę zaczęto mierzyć termometrami od 1800 r. Jej wcześniejsze zmiany (do 755 r.) odtworzono znaną od dawna metodą pomiarów gęstości słojów w 1700 dobrze datowanych próbach starego drewna. W ciągu tego okresu temperatura w Alpach zmieniała się w rytm zmian aktywności Słońca. Aktywność ta, określona liczbą plam słonecznych, jest obecnie najwyższa od 1249 lat, a w r. 2000 przekraczała ponad dwukrotnie średnią dla tego okresu. Natomiast temperatura w 2000 r. była tylko nieco wyższa niż około roku 1948, 1210 czy 990. Aktywność Słońca jest obecnie zupełnie wyjątkowa. Poprzedni tak wysoki jej poziom wystąpił 8 tys. lat temu, gdy rozpoczynało się błogosławione Ocieplenie Holoceńskie (trwało około 3 tys. lat), kiedy to po Epoce Lodowcowej rozwinęło się rolnictwo i powstawały wielkie cywilizacje starożytności. Niestety, astronomowie twierdzą, że to nasze obecne ocieplenie wkrótce się skończy. Ucieszy to narciarzy, ale czy wszystkich innych?

Jak zmieniała się masa lodowców alpejskich, ich wzrost i cofanie się – najdokładniej zbadano na największym z nich, Lodowcu Aletsch, mającym 23,2 km długości. Zjawiska te oceniono na podstawie dokładnych zapisów historycznych, starych map i obrazów oraz izotopowego datowania pozostałości organicznych i pni drzew znajdowanych na terenach taranowanych cyklicznie schodzącym w dół lodowcem. Maksymalne cofnięcia się lodowca zaobserwowano w latach 780 i 2001, a maksymalny jego zasięg w 1370, 1660 i 1860 r. Dość wiernie oddają one rytm zmian aktywności Słońca, a nie działalności ludzkiej.

W styczniu 2007 r. ukazała się w czasopiśmie „Meteorology and Atmospheric Physics” praca analizująca wyniki pomiarów temperatury prowadzonych w latach 1881–2002 w Chinach i na półkuli północnej. Wskazują one, że zmiany temperatury oscylowały w rytmie 60 lat, zupełnie niezależnie od zmian stężenia CO2 w atmosferze.

Obecnie jesteśmy na szczycie trzeciego cyklu i wedle autorów pracy w ciągu następnych 20 lat wejdziemy w fazę oziębienia. Jest to zgodne z publikowanymi od kilku lat przewidywaniami petersburskich astronomów z Obserwatorium w Pułkowie. Dyrektor Badań Kosmicznych tego obserwatorium prof. Abibullo Abdusamatow, odpowiedzialny za program precyzyjnych pomiarów aktywności Słońca, twierdzi, że wskutek jej zmian w latach 2012–2015 klimat Ziemi wejdzie w fazę stopniowego oziębiania.

Najniższych temperatur należy się spodziewać w latach 2055–2060, a tak głębokie oziębienie ma trwać przez około 50 lat, czyli co najmniej do końca stulecia. Ma to być oziębienie podobne jak w środku Małej Epoki Lodowej w latach 1645–1715, gdy średnia temperatura globu była 1–2 st. C niższa niż obecnie, a przez zamarznięty Bałtyk jeździło się do Szwecji saniami, nocując po drodze w karczmach stawianych na lodzie.

Astronomowie z Instytutu Fizyki Słońca i Terrestrialnej w Irkucku twierdzą, że w fazę głębokiego chłodu możemy wejść nawet wcześniej – w latach 2021–2026. Podobnie od dawna twierdzą astronomowie z innych krajów, m.in. prof. Theodor Landscheidt z Schroeter Instutute for Research in Cycles of Solar Activity w Kanadzie i prof. Nigel Weiss z Cambridge University. Te przewidywania są pociechą dla narciarzy i tych, którzy handlują gazem i węglem. Ale zanim się sprawdzą, cieszmy się ciepłem.


Autor jest prof. dr. hab., przewodniczącym Rady Naukowej Centralnego Laboratorium Ochrony Radiologicznej w  Warszawie.
Zajmuje się badaniem skażeń środowiska globu i zmianami klimatu.
 

Zbigniew Jaworski