Zgłoś uwagi
Pokaż spis treści
Wróć do informacji o e-podręczniku Udostępnij materiał

W powszechnej opinii klimat w odróżnieniu od pogody jest stały. Prawda jest inna – jedno i drugie się zmienia. W tym rozdziale poszukamy przyczyn współczesnych zmian klimatu, zastanowimy się nad odpowiedzialnością człowieka, ocenimy rozwiązania zapobiegające temu zjawisku.

12 grudnia 2009 roku w czasie, gdy w Kopenhadze trwała kolejna konferencja klimatyczna, na całym świecie odbyły się manifestacje za wprowadzeniem ambitnego i sprawiedliwego traktatu klimatycznego. Na zdjęciu manifestacja w Melbourne w Australii
Już wiesz
  • jaki jest skład atmosfery ziemskiej;

  • jaka jest budowa atmosfery ziemskiej;

  • jaki jest wpływ głównych czynników klimatotwórczych na klimat.

Nauczysz się
  • omawiać przyczyny zmian klimatu na Ziemi;

  • opisywać wpływ człowieka na współczesne zmiany klimatu;

  • podawać rozwiązania mające na celu zapobieżenie zjawisku niepożądanych zmian klimatycznych.

1. Zmiany klimatu

Klimat na Ziemi jest konsekwencją wzajemnego oddziaływania wielu czynników o różnej naturze. W kosmosie zmienia się miejsce Układu Słonecznego w Galaktyce. Stosunkowo niewiele, ale zmienia się także kształt ziemskiej orbity oraz nachylenie osi Ziemi do płaszczyzny ekliptyki. Promieniowanie słoneczne też podlega wahaniom. To wszystko powoduje, że zmienia się dawka promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi.
W skali planety zmianom ulega położenie i wielkość kontynentów, co z kolei wpływa na przebieg prądów morskich. Wskutek ruchów tektonicznych kontynenty podnoszą się lub obniżają, piętrzą się łańcuchy górskie. Dodatkowo wulkany wyrzucają do atmosfery wielkie ilości gazów i pyłów.
Niestałe natężenie tych procesów cały czas w dynamiczny sposób kształtowało klimat na Ziemi i od zawsze podlegał on ciągłym zmianom.

Wahania temperatury oceniono na podstawie proporcji izotopów tlen-18 do tlen-16. δ18O oznacza proporcję stabilnych izotopów tlenu 18O:16O w próbce do proporcji standardowej przyjętej przez Międzynarodową Agencję Energii Atomowej pod nazwą Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW) przekształconą matematycznie, by otrzymać wielkości łatwiejsze do interpretacji. Wartości ujemne oznaczają wzbogacenie próbki w tlen 16O, lżejszy, przez co cząsteczki wody z nim łatwiej parowały, co z kolei oznacza, że temperatury były wyższe

Im bliżej współczesności, tym mamy dokładniejsze dane. Wiemy dzięki nim, że zmiany klimatyczne zachodzą do dzisiaj. Najwyraźniej widać wzrost temperatury powietrza. Temu faktowi nikt nie zaprzecza.

Polecenie 1

Oszacuj, kiedy średnia temperatura powietrza wzrośnie o 1°C.

2. Efekt cieplarniany

Obliczenia wskazują, że gdyby temperatura powietrza na Ziemi zależała wyłącznie od dawki promieniowania słonecznego, średnia temperatura byłaby o około 33°C niższa, niż jest obecnie. Jest inaczej ze względu na skład atmosfery i właściwości niektórych gazów, które ją budują: pary wodnej, dwutlenku węgla (CO2), ponadto metanu (CH4), tlenku azotu (N2O), freonów (CFC) i innych. Nazywamy je cieplarnianymi, a samo zjawisko zablokowania przez nie wypromieniowywania dochodzącej ze Słońca i odbijanej przez Ziemię energii – efektem cieplarnianym. Jest to zjawisko całkowicie naturalne.

Emitowane przez Słońce promieniowanie krótkofalowe przechodzi przez atmosferę bez przeszkód, ogrzewając powierzchnię Ziemi. Jednak nawet silnie nagrzana powierzchnia jest zdecydowanie chłodniejsza od Słońca, więc emituje promieniowanie o fali zdecydowanie dłuższej. Gazy cieplarniane tego promieniowania nie przepuszczają, więc energia termiczna kumuluje się w atmosferze, podnosząc jej temperaturę.
Wyniki badań składu atmosfery pokazują, że w ostatnich kilkudziesięciu latach wyraźnie wzrosły stężenia CO2, CH4, N2O i freonów.

Z zestawienia wykresów widać wyraźnie współwystępowanie wzrostu temperatury powietrza na Ziemi ze wzrostem stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze. Stąd większość naukowców wyciągnęła wniosek o współodpowiedzialności człowieka za wzmocnienie efektu cieplarnianego.

Głównym źródłem antropogenicznego dwutlenku węgla jest spalanie paliw kopalnych w elektrowniach, w procesach produkcyjnych, w środkach transportu i przy ogrzewaniu domów. Metan pochodzi głównie z rolnictwa – jest produktem procesu trawienia celulozy przez zwierzęta. Sporo go powstaje z rozkładającej się materii organicznej na przykład na polach ryżowych lub wysypiskach śmieci. Swoją część dokłada przemysł paliwowy. Związki azotu trafiają do gleby jako nawozy, a z niej dostają się do atmosfery, gdy nie zostaną wykorzystane przez rośliny. Innym ich źródłem są odchody zwierząt.

3. Działania zapobiegawcze

Działania przeciwko zwiększonemu efektowi cieplarnianemu odbywają się na kilku poziomach.
Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) powstał już w 1988 roku z inicjatywy dwóch agend ONZ: Światowej Organizacji Meteorologicznej i Programu Środowiskowego ONZ. Zespół ten zbiera naukowe informacje o współczesnych zmianach klimatu opracowywane na podstawie badań naukowców i wolontariuszy z całego świata. Efektem pracy są publikowane co kilka lat obszerne raporty.

Piąty Raport IPCC opracowywany przez badaczy klimatu w latach 2007-2013

Protokół z Kioto to umowna nazwa międzynarodowego porozumienia przeciwdziałającego globalnemu ociepleniu. Choć podpisano go w 1997 roku, w życie wszedł w 2005 i wygasł w 2012. W tym samym roku podpisano jednak jego przedłużenie do 2020 roku. Państwa‑sygnatariusze zobowiązały się do redukcji emisji gazów cieplarnianych.
Protokół jest krytykowany za nieefektywność. Największy emitent – Stany Zjednoczone – nie ratyfikował protokołu, a inni, np. Chiny i Indie, nawet zwiększyli emisję. Mimo tego protokół pozostaje jedynym dokumentem tego typu w skali globalnej.

Najwięksi udziałowcy w globalnym ociepleniu (w latach 1800–2005 ocieplenie wyniosło 0,7°C)

Państwo

Udział w globalnym ociepleniu (°C)

Stany Zjednoczone

0,151

Chiny

0,063

Rosja

0,059

Brazylia

0,049

Indie

0,047

Niemcy

0,033

Wielka Brytania

0,032

Francja

0,016

Indonezja

0,015

Kanada

0,013

Razem

0,478

Polecenie 2

Czy wobec braku zainteresowania ograniczeniem emisji gazów cieplarnianych przez największych emitentów powinniśmy nadal starać się wytwarzać ich coraz mniej? Przedstaw argumenty.

W Unii Europejskiej w 2007 roku przyjęto strategię Europa 2020, której podstawą jest program 20‑20‑20: zmniejszenie emisji CO2 o 20% w porównaniu z poziomem z 1990 roku, zwiększenie udziału energii odnawialnej do 20% oraz zwiększenie efektywności energetycznej o 20%. Realizacja założeń nie jest łatwa m.in. dla Polski opierającej swą energetykę na paliwach kopalnych, głównie węglu kamiennym i brunatnym.

W wielu krajach świata prowadzi się akcje edukacyjne mające uświadomić społeczeństwu konieczność i racjonalność indywidualnych działań na rzecz zapobiegania wzrostowi globalnego ocieplenia. Zmiany wprowadzone przez jedną osobę czy jedno gospodarstwo domowe mają znikomy wpływ, ale w skali państwa będą to wielkości znaczące, jeśli potrwają wiele lat.

Działania obejmują na przykład odłączanie od prądu nieużywanych ładowarek telefonicznych czy niepozostawianie urządzeń w trybie stand‑by. Zaleca się zwiększenie temperatury w lodówce i zmniejszenie jej w domu. Zachęca się do korzystania z oszczędzających energię technologii, np. pokrywania budynków skuteczną izolacją cieplną. Korzystanie z roweru lub komunikacji zbiorowej zamiast samochodu jest również jednym z działań zapobiegawczych. Kupowanie lokalnych produktów ogranicza transport i emisję spalin, w tym dwutlenku węgla i tlenku azotu. Segregowanie śmieci, używanie zwrotnych opakowań ogranicza wielkość produkcji, a tym samym ilość wykorzystywanej energii.
Bardzo ważne jest przyjęcie tego typu zasad postępowania przez ludzi za swoje i zachęcanie innych do ich przyjęcia. Popularyzując takie działania, organizacje pozarządowe mogą wpływać na osoby podejmujące decyzje, co może z czasem doprowadzić do tego, że niektóre rozwiązania nabiorą mocy prawnej, również na poziomie międzynarodowym.

Znak zachęcający do zaparkowania samochodu i dalszej podróży autobusem lub tramwajem
Film, ciemnoskóry młody człowiek na scenie, na widowni młodzież, wykładowi towarzyszą animowane prezentacje, schematy, wykresy.
Ciekawostka

Efekt Pinatubo to jeden z argumentów negujących wpływ człowieka na zwiększenie efektu cieplarnianego. W 1991 roku popioły i gazy z erupcji filipińskiego wulkanu spowodowały kilkuletnie obniżenie temperatury na Ziemi.

Jednym ze skutków erupcji było czasowe obniżenie temperatury powietrza na Ziemi

Nie mamy pewności, czy obserwowane zmiany klimatu na Ziemi wynikają z przyczyn naturalnych, czy są skutkiem działalności człowieka. W przeszłości geologicznej na długo przed pojawieniem się ludzi były okresy ze znacznie wyższą i ze znacznie niższą temperaturą powietrza niż obecnie. Działalność człowieka niewątpliwie przyczynia się do wzrostu emisji CO2 i innych gazów cieplarnianych, ale nie wiemy, w jak dużym stopniu wpływają one na klimat. Istnieją dane naukowe sugerujące zbliżanie się kolejnego zlodowacenia, a obserwowany obecnie wzrost temperatury powietrza może być tylko krótkookresowym ociepleniem przed silnym i długotrwałym ochłodzeniem.

Podsumowanie

  • Klimat podlega ciągłym zmianom.

  • Efekt cieplarniany jest zjawiskiem naturalnym.

  • Większość ekspertów uznaje odpowiedzialność człowieka za współczesne wzmocnienie efektu cieplarnianego.

  • Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu, Protokół z Kioto, Program 20‑20‑20 to elementy strategii przeciwdziałających wzmocnieniu efektu cieplarnianego.

  • Indywidualne działania w masowej skali też mogą być efektywne w przeciwdziałaniu wzmocnieniu efektu cieplarnianego.

Praca domowa
Polecenie 3.1

Znajdź informacje dotyczące różnic efektywności gazów cieplarnianych.

Polecenie 3.2

Opracuj strategię przeciwdziałania wzmocnieniu efektu cieplarnianego w domu lub szkole. Uszereguj działania według efektywności i łatwości wprowadzenia w życie.

Zadania

Ćwiczenie 1
Ćwiczenie 2
Ćwiczenie 3
Ćwiczenie 4
Ćwiczenie 5