maruti maruti
182
BLOG

Wrażliwość klimatu (cz. IV)

maruti maruti Polityka Obserwuj notkę 51

Poniższy wpis jest rozwinięciem tematu Jaki wpływ CO2?

Czytając poprzednie wpisy można dojść do jednego wniosku. Wbrew temu, co wielu sceptyków twierdzi lub próbuje wmawiać nieoczytanym z tematem podstawy globalnego ocieplenia nie wynikają z jakiś skomplikowanych modeli. Modele nie mają tu nic do rzeczy, bo większość zależności prowadzących do zjawiska popularnie zwanego globalnym ociepleniem (choć naukowcy wolą termin 'zmiany klimatyczne') wynika z prostych zależności atmosferycznych.

Poprzednie trzy wpisy całkowicie unikały poruszania kwestii związanych z jakimikolwiek modelami, które rzeczywiście mają problemy z dokładnym odzwierciedlaniem zmian klimatycznych, szczególnie w krótkim okresie. Skupiły się prostych zależnościąch wynikających z fizyki atmosferycznej, ze związków przyczynowo-skutkowych i z nawoływania do zdrowego rozsądku.

Z tych wpisów wynikało, że nie ma wątpliwości, co do następujących kwestii:

  • efekt cieplarniany jest eksperymentalnie potwierdzony, a ważnym gazem cieplarnianym jest między innymi dwutlenek węgiel (nie będę korzystać z durnego wymysłu 'di');
  • stężenie CO2 w atmosferze wzrasta, a jedynym wytłumaczalnym źródłem dodatkowej emisji jest działalność człowieka;
  • wzrost stężenia CO2 w atmosferze MUSI powodować efekt cieplarniany, zatem antropogeniczne zmiany klimatyczne to fakt;

W ostatnim wpisie wykazałem, że najnowsze wyliczenia wykazują, iż oddziaływanie cieplarniane podwojenia stężenia CO2 w atmosferze wynosi wedle obecnie dostępnej wiedzy RF=3,7 W/m2 (radiative forcing, czyli tzw. wymuszenie radiacyjne). Ta liczba może być pewnym punktem stycznym między sceptykami, a naukowcami, bo tu kończy się granica między podstawami fizyki, a próbą modelowania ocieplenia. Nawet guru sceptyków - czyli prof. Richard Lindzen - w swoich badaniach nie kwestionuje tej liczby, a nawet podaje wyższe oddziaływanie RF=4 W/m2.

Na koniec wstępu jeszcze dwie proste liczby.

Na podstawie prawa Stefana-Boltzmanna (podstawy fizyki atmosferycznej) bezpośredni wpływ takiego wymuszenia radiacyjnego na globalny klimat jest równoznaczny ok. 1-1,1 stopnia C. Bez kwestionowania tego prawa nie da się na dzień dzisiejszy twierdzić, że bezpośredni wpływ podwojenia stężenia atmosferycznego CO2 wpłynie na globalne ocieplenie klimatu o mniej niż 1oC.

Druga liczba to 3 stopnie C. Liczba IPCC - według nich najbardziej prawdopodobny poziom wzrostu globalnej temperatury na skutek podwojenia stężenia CO2 w atmosferze. Gwoli ścisłości w IPCC podaje się zakres pomiędzy 1,5oC, a 4,5oC. Część sceptyków twierdzi, że te liczby to ściema wynikająca z uśrednienia kilku totalnie nieprzystających do siebie badań. I tak rzeczywiście kiedyś było (wzięto średnią z jednego badania prognozującego 2 stopnie C oraz drugiego z 4oC, a następnie dano zakres 1,5oC z obu stron). Obecnie jednak większość badań z 95% pewnością podaje, że podwojenie CO2 spowoduje wzrost temperatury będącego w zakresie tych 1,5-4,5oC.

Pytanie słuszne sceptyków: Jakim prawem wymuszenie radiacyjne powodujące bezpośrednie grzanie planety o 1oC zmieniło się w liczbę 3oC?

Takie wątpliwości wysuwał m.in. kashmir na blogowisku smiejąc się z różnych mniej lub bardziej zmitologizowanych sprzężeń zwrotnych. W poprzednim wpisie dosyć ogólnikowo powołałem się na badania Annan i Hargreaves, a na ich bazie napisałem, że RF=3,7 W/m2 spowoduje wzrost temperatury między 1,3oC, a 4,5oC. Skąd to wynika?

Klimatolodzy mówią tu o wrażliwości klimatycznej (climate sensitivity). Ogółniej rzecz biorąc mówią o równowagowej wrażliwości klimatycznej, która określa wpływ wzrost wymuszenia radiacyjnego o 1 na temperatury powierzchniowe - jednostka CS to °C/(W/m2).

To właśnie dopiero w tym momencie do badań o zmianach klimatycznych wchodzą modele, choć część klimatologów próbuje wrażliwość klimatyczną wyliczyć na bazie obserwacji. Tak naprawdę to właśnie wrażliwość klimatyczna jest kluczowym elementem określania zakresu wpływu ludzkiej emisji dwutlenku węgla na klimat, ale też tutaj tkwią największe z nią problemy obliczeniowe. Pytaniem bowiem nie jest CZY POWODUJEMY OGRZEWANIE SIĘ PLANETY?, ale W JAKIM ZAKRESIE GO POWODUJEMY?

 

Bezpośredni wpływ wymuszenia radiacyjnego=3,7 W/m2 na natychmiastowy wzrost temperatury planety to ok. 1oC, co jest liczbą zasadniczo naukowo bezdyskusyjną i powtarzaną (z drobną 10% korektą) od ok. 30 lat. Każde jednak zmiany temperatury nie odbywają się bez zakłocenia istniejącego układ klimatycznego, więc konieczne jest przewidzenie jak te zmiany wpłyną na inne elementy układu. Mówi się więc o sprzężeniu zwrotnym (zarówno negatywnym, jak i pozytywnym) związanym ze zmianami w albedo lodowym planety (spadek pokrywy snieżnej spowoduje mniejsze odbijanie promieni świetlnych), w zachmurzeniu Ziemi (większa ilość chmur zmniejszy ilość słońca docierającego do powierzchni), w parowaniu wody (cieplejsze powietrze może przetrzymać więcej pary wodnej, a zatem spotęgować efekt cieplarniany) czy w zmianach temperatury oceanów.

Przewidywanie zachowania tak skomplikowanego układu jakim jest klimat to zajęcie niewdzięczne i co bardziej kumaci sceptycy tu właśnie kumulują swoją uwagę, wiedząc, że na pozostałych polach nie da się wiele ugrać bez szydzenia z podstaw naukowych.

Najłatwiej jest oczywiście stwierdzić, że klimat to tak skomplikowany układ, że nie da się niczego przewidzieć. Jednak z klimatem jest trochę jak z rzutem monetą. Przewidywanie pojedynczego rzutu czy pogody to zajęcia często oparte na przypadku, jednak łatwiej jest prognozować przyszły klimat podobnie jak łatwiej stwierdzić ile razy wyrzucimy reszkę przy 100 rzutach.

Do zbadania sprzężenia zwrotnego najczęściej używa się modeli skontruowanych na najpotężniejszych komputerach świata i próbujących przenieść wszystkie zależności zaobserwowane w przyrodzie do modeli. Modele te natomiast próbują przewidzieć jak bezpośrednie wymuszenie radiacyjne wpłynie na temperaturę Ziemi. Większość tych modeli koncentruje swoje średnie przewidywania między 2,0˚C a 4,1˚C, jednak przy ekstremalnych wartościach zmian przy 99% poziomie ufności w granicach 0,9˚C a 9,8˚C.

Nieco inaczej miało to miejsce w przypadku wspomnianego badania Annan i Hargreaves, które swoje wyliczenia oparły na badaniu zmian w temperaturze i nasłonecznieniu między epoką glacjału, a interglacjału. Z racji tego, ze wszelkie wymuszenie radiacyjnie najprawdopodobniej wynikało z (tak zgadliście) cyklu Milankovica i wynikłych z tego zmian w wymuszeniu słonecznym. Temperatura zmieniła się o 5˚C, a zmiana w wymuszeniu solarnym wynosiło 7.1 W/m2. Tu już na bazie prostych wyliczeń może posłużyć do wywnioskowania, że wrażliwość klimatyczna wynosi 0.7 C/(W/m2), a podwojenie stężenia CO2 w atmosferze spowoduje wzrost globalnej temperatury o 2,9˚C. To zresztą nie jedyni paleoklimatolodzy, a większość ich obliczeń także kumulują wrażliwość klimatyczną na poziomie przewidzianym przez Annan i Hargreaves.

Jak widać jednak mamy do czynienia z pewną czarną skrzynką, która zbiera dane, a wypluwa pewne informacje. Jednak przewidywania zawarte w pracach IPCC są bardzo ostrożne i nie zapuszczają się w skrajne wartości rzędu 9-10oC, a kumulują się wokół dolnych granic przewidywań modelowych czy empirycznych.

I tu niestety natykamy się na barierę nie do przekroczenia:

Można albo wierzyć światu naukowemu i jej asekuracyjnymi przewidywaniami albo sceptykom, którzy chwycą każdy strzępek niepewności i obrócą go w jej karykaturę. Zamiast niepewności będziemy mieli pewność, że naukowcy to oszuści i kłamcy (oczywiście poza nieliczną grupą prawdziwych naukowców), a globalne ocieplenie na skalę przewidywaną przez IPCC to ściema.

Kolejny wpis o modelach.

Więcej:

ABC globalnego ocieplenia (cz. I)

Nieludzkie CO2? (cz. II)

Jaki wpływ CO2? (cz. III)

A także:

Naukowy consensus?

Globalne ocieplenie - mechanika denializmu

maruti
O mnie maruti

"Without a winking smiley or other blatant display of humour, it is impossible to create a parody of fundamentalism that someone won't mistake for the real thing." - Nathan Poe. Z dedykacją dla denialistów.

Nowości od blogera

Komentarze

Inne tematy w dziale Polityka