Świętokrzyski Ośrodek Doradztwa Rolniczego w Modliszewicach Modliszewice, ul. Piotrkowska 30, 26-200 Końskie

Strona główna/Informacje i porady/Zmiana klimatu. Naturalne i antropogeniczne czynniki zmiany klimatu

Zmiana klimatu. Naturalne i antropogeniczne czynniki zmiany klimatu

2020-12-21

Zmiana klimatu oznacza zmianę stanu systemu klimatycznego, opisywaną w kategoriach zmiany średniej lub zmienności jakiegoś parametru, a która utrzymuje się przez dłuższy czas.

Zmiany klimatu wynikać mogą z działania wymuszeń klimatycznych, zarówno naturalnych (takich jak ilość dochodzącego promieniowania słonecznego), jak i działalności człowieka (jak emisja gazów cieplarnianych). Mogą być również skutkiem wewnętrznej zmienności klimatycznej.

W ostatnich latach termin „zmiana klimatu” używany jest w kontekście globalnego ocieplenia (wzrostu średniej temperatury powierzchni Ziemi w odpowiedzi na wzrost koncentracji gazów cieplarnianych w atmosferze) oraz towarzyszących mu zjawisk, takich jak zmiany w występowaniu opadów, ekstremalnych zjawisk pogodowych i tym podobne.

Przyczyny zmian klimatu w historii geologicznej Ziemi są tematem badań Międzyrządowego Zespołu do spraw Zmian Klimatu (IPCC). Sporządzane raporty precyzują obecny stan wiedzy na temat przyczyn zarówno globalnego ocieplenia, jak i zmian klimatu, które miały miejsce w odległej przeszłości. Ostatni raport podsumowujący IPCC potwierdził, że większość globalnej zmiany temperatury w okresie 1951-2010 należy przypisać działalności człowieka (przede wszystkim emisjom CO2). Nowsze analizy przypisują czynnikom antropogenicznym większość z globalnego ocieplenia o wartości około 1°C mierzonego od roku 1850.

Naturalne czynniki zmiany klimatu

  1. Teoria cykli astronomicznych Milankovicia. Milutin Milanković pomiędzy 1911 a 1941 rokiem opracował teorię rekonstrukcji warunków klimatycznych panujących dawniej na Ziemi w zależności od cykli astronomicznych (cykl ekscentryczny, cykl skośny i cykl precesyjny). Ta ogólnie przyjęta teoria jest przykładem zewnętrznego wpływu na warunki klimatyczne Ziemi.
  2. Zmiana stałej słonecznej. Podstawowe znaczenie dla klimatu na Ziemi ma Słońce. Zmiana ilości energii dochodzącej ze Słońca do Ziemi ulega zmianie niezależnej od cykli Milankovicia. Istnieje wiele prac naukowych łączących zmianę stałej słonecznej ze zmianami klimatu, m.in. przed rewolucją przemysłową. Nawiązują one m.in. do wystąpienia średniowiecznego optimum klimatycznego i tzw. małej epoki lodowej.
  3. Wpływ erupcji wulkanów. Erupcja wulkanu Tambora od 5 do 15 kwietnia 1815 w Indonezji wprowadziła 70 Gt popiołu wulkanicznego do atmosfery, sięgając warstw ponad 40 km i powodując największy egzystencjalny kryzys w czasach nowożytnych. Mróz w maju 1815 w Ameryce Północnej zniszczył większość plonów, a w czerwcu dwie wielkie burze śnieżne we wschodniej Kanadzie i w Nowej Anglii doprowadziły do wielu ofiar śmiertelnych. Na początku czerwca w mieście Quebec leżało prawie 30 cm śniegu, co dodatkowo w konsekwencji doprowadziło do wymrożenia ziemi i zniszczenia upraw.
  4. Gazy cieplarniane i pyły zawieszone. Wiele gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek siarki czy dwutlenek węgla, jest produkowanych w naturalnych procesach biologicznych. Dla przykładu wiele typów fitoplanktonu produkuje propionian siarczku metylu, który jest przekształcany na siarczek metylu. Obecność w metylu w atmosferze prowadzi do zwiększonej ilości aerozoli siarczanowych.

Antropogeniczne czynniki zmiany klimatu

  1. Gazy cieplarniane. Najpowszechniejszym gazem cieplarnianym jest para wodna. Stężenie innego gazu cieplarnianego - dwutlenku węgla - wynosi obecnie ponad 400 ppm. Dwukrotny wzrost dwutlenku węgla spowoduje, na podstawie rekonstrukcji modeli numerycznych, zmianę temperatury na ziemi o około +3°C. Zmiana ta jest tylko w małym stopniu spowodowana bezpośrednim wpływem absorpcji promieniowania słonecznego przez dwutlenek węgla, a w dużym stopniu poprzez sprzężenie zwrotne temperatury z ilością chmur i pary wodnej w atmosferze.
  2. Aerozole atmosferyczne (pyły zawieszone). Dzielą się na cztery podstawowe grupy:
    1. cząstki siarczanów,
    2. pyły mineralne,
    3. aerozol soli morskiej,
    4. pyły węglowo-grafitowe (sadza lub związki organiczne węgla).

      Część z aerozoli atmosferycznych tworzy się na prekursorach gazowych, powodowanych działalnością człowieka. Tylko dwa typy pyłów zawieszonych są absorbujące: sadza i tlenki żelaza w drobinach piasku (pyły mineralne). Ostatnio absorbujące własności sadzy i pyłów mineralnych są bardzo intensywnie badane, ponieważ ich efekt jest podobny do efektu gazów cieplarnianych.
  3. Chmury i efekty pośrednie. Pomimo że bezpośrednie czynniki zmian klimatu są powszechnie dyskutowane (takie jak gazy cieplarniane czy sadze), to efekty pośrednie związane z tymi czynnikami mają często znacznie większe znaczenie klimatyczne. Dla przykładu, dwutlenek węgla pochłania około 2 watów na metr kwadratowy, podczas gdy chmury odbijają około 50% przychodzącego promieniowania słonecznego (czyli w tropikach w środku dnia około 500 watów na metr kwadratowy). Innymi słowy, efekt chmur na zmianę klimatu może być kilkaset razy większy niż efekt cieplarniany dwutlenku węgla. Jednak nie należy z tego wyciągać wniosku, że gazy cieplarniane nie są istotne. Oddziałują one z atmosferą w sposób ciągły i mogą powodować zmianę pokrywy chmur. Innym przykładem efektu pośredniego jest zmiana wielkości i ilości kropli w chmurach w sytuacji, gdy w atmosferze jest dużo małych pyłów zawieszonych (aerozoli). Ten efekt powoduje zmianę odbijalności chmur. To właśnie efekty pośrednie są jednymi z najważniejszych antropogenicznych czynników zmiany klimatu.

Krzysztof Domagała

Źródło:

  • pl.wikipedia.org/wiki/Zmiana_klimatu
  • Nauka o klimacie wyd.II, Marcin Popkiewicz, Szymon Malinowski, Aleksandra Kardaś. Grupa Wydawnicza Sonia Draga 2019

 

udostępnij
do góry