docDr Konrad Bajer Wydział Fizyki Uniwersytetu
download 
Reklamacja Transkrypt
Dr Konrad Bajer Wydział Fizyki Uniwersytetu
Wk ad prezentowany na Akademickim Forum: Mi dzy Bali a Poznaniem. Polska wobec zmian Klimatu: Nauka – Gospodarka – Polityka – Spo ecze stwo prowadzonym przez - Uniwersytet WarszawskiUniwersyteckie Centrum Badan nad rodowiskiem Przyrodniczym i Wszechnic Polsk – Szko Wy sz Towarzystwa Wiedzy Powszechnej, Katedr Turystyki i Ekonomii. Dr Konrad Bajer Wydzia Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego Polskie badania geofizyczne wyja niaj ce zmiany klimatu Alarm, jaki przed kilkoma dekadami podnios a cz mieszka ców naszej planety bardziej ni inni przejmuj cych si jej przysz ci spowodowa skutki znacznie trwalsze i bardziej znacz ce ni mo na si by o spodziewa . Naukowe doniesienia o ubytku ozonu nad Antarktyd , emocjonuj co nazwanym dziur ozonow , pobudzi y wyobra ni i zosta y potraktowane powa niej ni ró ne wcze niejsze ostrze enia uczonych. Pomimo nieustaj cych kontrowersji w ocenach stopnia zagro enia i optymalnej strategii jak warto przyj . Ranga jak problemy zmian klimatu zyska y w wiadomo ci spo ecznej, a któr uznaje dzi nawet znacz ca cz elit politycznych, cieszy tym bardziej, e w przesz ci odmawiano jej nawet zagro eniom nieporównanie bardziej ewidentnym takim jak bro masowej zag ady, czy ska enie rodowiska naturalnego. Wyj tkiem by o w przesz ci i zapewne w du ym stopniu nadal pozostaje pokojowe wykorzystanie energii j drowej, np. w elektrowniach, gdzie relacja jest odwrócona i zagro enie jest w wiadomo ci spo ecznej wyolbrzymione w stosunku do tego, co mówi naukowe fakty. Analiza ró nicy w spo ecznym odbiorze pomi dzy, na przyk ad, zagro eniem jakim jest zmiana klimatu, a zagro eniem jakie stwarzaj elektrownie j drowe nale y, przede wszystkim, do psychologii spo ecznej, ale naukowcom, którzy z niech ci odnosz si do nuklearnej fobii warto przypomnie , e przynajmniej cz ciowo wynika ona z tego, e w przesz ci uda o im si skutecznie zasia przera enie, na którego skutki teraz narzekaj . Nowe lub niedawno u wiadomione zagro enia lepiej jednak wyolbrzymia ni ich niedocenia . Naukowa wiedza i spo eczna percepcja zmian klimatu s chyba teraz w nie w fazie obaw przed czym , co s abo poznane, a gro ne w stopniu trudnym, na razie, do przewidzenia. Obawy te, pomimo wielu wysi ków, nie s jeszcze i pewnie nie stan si panicznym l kiem, bo zmiana klimatu jest, na skali ludzkiego ycia, procesem bardzo powolnym, a wi c nie katastrofalnym i dlatego przypuszczamy, e zd ymy si do niej przystosowa . Wprawdzie powszechne jest przekonanie o ludzkiej zdolno ci do pope niania zbiorowych g upstw, ale równie silna jest wiara w umiej tno stawiania czo a ich konsekwencjom, cho by z opó nieniem. Innymi s owy, cz owiek cho po szkodzie, ale jednak m dry. Przekonanie o naszych zdolno ciach przystosowawczych dzia a uspokajaj co. Gdyby kto Impreza zorganizowana w ramach obchodów Dnia Ziemi 2008 przez Fundacj O rodka Edukacji Ekologicznej. Na organizacje Forum wsparcie zosta o udzielone przez Islandi , Lichtenstein i Norwegi poprzez dofinansowanie ze rodków Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego oraz Norweskiego Mechanizmu Finansowego oraz bud etu Rzeczpospolitej Polskiej w ramach Funduszu dla Organizacji Pozarz dowych. Wk ad prezentowany na Akademickim Forum: Mi dzy Bali a Poznaniem. Polska wobec zmian Klimatu: Nauka – Gospodarka – Polityka – Spo ecze stwo prowadzonym przez - Uniwersytet WarszawskiUniwersyteckie Centrum Badan nad rodowiskiem Przyrodniczym i Wszechnic Polsk – Szko Wy sz Towarzystwa Wiedzy Powszechnej, Katedr Turystyki i Ekonomii. móg nas zapewni , e procesy klimatyczne s od nas niezale ne, a jedyne co nam pozostaje to wypracowanie strategii przystosowawczej, to sprawa pozosta aby zapewne domen codziennej polityki z t ró nic , e globalny charakter zagro enia zmusza by do globalnej wspó pracy. Emocjonalne zaanga owanie i moralne spory dotyczy yby wtedy kwestii na ile bogate kraje powinny pomaga reszcie wiata, bo pojawialiby si zapewne wyznawcy idei ratowania jedynie asnej skóry wbrew oczywisto ci wspólnego globalnego a nawet mi dzygatunkowego interesu. Ewolucja ziemskiego klimatu traktowana jest jednak powa niej i bardziej skupia uwag ni wiele innych globalnych i regionalnych problemów. Aktywi ci pobudzania ekologicznych sumie i or downicy troski o przysz e pokolenia uwa aj , e to wci zbyt ma o, ch tnie ignoruj c dysproporcj pomi dzy uwag po wi can , na przyk ad, przeciwdzia aniu ewentualnemu ocieplaniu klimatu potencjalnie pot guj cemu problem g odu, a uwag po wi can dora nemu zwalczaniu g odu na wiecie. Przyczyn tej szczególnej uwagi po wi canej zmianom klimatu jest zapewne to, e ewentualne ich skutki s trudne do przewidzenia i nasza wyobra nia ma spore pole do popisu w wymy laniu najczarniejszych scenariuszy, a argument, e nale y si przygotowywa na najgorsze zwyci a z bardziej racjonalnym szacowaniem ryzyka i odsuwaniem na dalszy plan scenariuszy dramatycznych lecz ma o prawdopodobnych. Powracaj cy falami niepokój nadaj cy problemom zmian klimatu aktualno wynika ze zmieniaj cych si ocen i opinii na temat roli cz owieka w tych procesach i jego mo liwo ci wp ywania na ich bieg. W badaniach naukowych nad zmianami klimatu daj si wyró ni cztery g ówne obszary cho , jak zwykle w nauce, nowe idee i cenne wyniki pojawiaj si na styku dyscyplin, w nie tam gdzie tradycyjna klasyfikacja zawodzi. Objawy, mechanizmy i konsekwencje zmian klimatu odkrywane i dokumentowane przez badaczy bardzo ró nych specjalno ci, a zatem literatura przedmiotu jest nie tylko ogromna, ale równie rozrzucona po czasopismach naukowych odleg ych dyscyplin, a wi c nie sposób ca szczegó owo ledzi . Cytowane ni ej publikacje, to wybór prac naukowych, w które zaanga owani s lub byli w ostatniej dekadzie polscy naukowcy. Jest to jedynie niewielka cz prowadzonych w Polsce prac naukowych maj cych zwi zek z problemem zmian klimatu. Subiektywnie wybra em te, które uzna em za najbardziej reprezentatywne i w których implikacje klimatologiczne s wyra nie zaznaczone. Pierwszym nurtem bada jest zbieranie ewidencji zmian klimatu jakie mia y miejsce w dalszej przesz ci. Jest to domena paleoklimatologii. Znajomo warunków jakie panowa y na Ziemi w odleg ych epokach pozwala si domy la , co mo e nam grozi w przysz ci. Chcemy wiedzie jak szybko i w jakim zakresie klimat zmienia si w epokach kiedy gatunek ludzki nie istnia oraz wtedy, kiedy byli my biernymi uczestnikami tych procesów maj c w nich znikomy udzia . Badania paleoklimatyczne, prócz typowej akademickiej roli zaspokajania ciekawo ci mog nam wskaza skal zada jakie musimy podj , aby przygotowa si na nadchodz ce Impreza zorganizowana w ramach obchodów Dnia Ziemi 2008 przez Fundacj O rodka Edukacji Ekologicznej. Na organizacje Forum wsparcie zosta o udzielone przez Islandi , Lichtenstein i Norwegi poprzez dofinansowanie ze rodków Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego oraz Norweskiego Mechanizmu Finansowego oraz bud etu Rzeczpospolitej Polskiej w ramach Funduszu dla Organizacji Pozarz dowych. Wk ad prezentowany na Akademickim Forum: Mi dzy Bali a Poznaniem. Polska wobec zmian Klimatu: Nauka – Gospodarka – Polityka – Spo ecze stwo prowadzonym przez - Uniwersytet WarszawskiUniwersyteckie Centrum Badan nad rodowiskiem Przyrodniczym i Wszechnic Polsk – Szko Wy sz Towarzystwa Wiedzy Powszechnej, Katedr Turystyki i Ekonomii. zmiany klimatyczne, jak i, do pewnego stopnia, skal czasu o jakiej trzeba w tym kontek cie my le . Badania paleoklimatyczne s nadzwyczaj interdyscyplinarne. Wbrew pozorom nie musz bezpo rednio dotyczy odleg ej przesz ci. Stwierdzenie, e sk ad izotopowy deszczów monsunowych niewiele zmienia si z up ywem lat jest badaniem procesów tera niejszych, ale takie stwierdzenie daje metod badania dynamiki monsunów w przesz ci poprzez analiz sk adu izotopowego osadów, na przyk ad na Wy ynie Tybeta skiej [1]. W pracach tych uczestniczy Wydzia Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH. Inny problem paleoklimatyczny z zamierzch ej cho geologicznie bardzo nam bliskiej przesz ci, to obieg izotopu w gla 14C. Zmiany jego st enia w atmosferze wynikaj ze zmiennego tempa produkcji i zmiennego tempa wymiany w gla mi dzy atmosfer i powierzchni Ziemi, a w szczególno ci miedzy atmosfer i oceanem. O produkcji decyduje docieraj ce do Ziemi promieniowanie kosmiczne zale ne od aktywno ci S ca i od pola magnetycznego Ziemi, które to czynniki potrafimy w pewnym zakresie modelowa . Stwierdzany w osadach wzrost st enia 14C, któremu nie odpowiada wzrost produkcji tego izotopu, przypisuje si spowolnieniu tempa „odbierania” go przez ocean, na przyk ad, spowolnieniu opadania wód powierzchniowych na pó nocnym Atlantyku, co jak przypuszczamy mia o miejsce pod koniec ostatniego zlodowacenia [2,3]. Spowolnienie cyrkulacji g binowych wód oceanicznych mo e by jednym ze skutków globalnego ocieplenia klimatu w przysz ci i dlatego chcemy wiedzie czy, kiedy i w jakim stopniu mia o to miejsce w przesz ci. Jedna z hipotez, jak wiadomo, mówi, e globalne ocieplenie mo e os abi Pr d Zatokowy wskutek czego, paradoksalnie, w Europie b dzie ch odniej. W badaniach tych zagadnie bior udzia naukowcy z Instytutu Fizyki Uniwersytetu skiego i z Pa stwowego Instytutu Geologicznego. Drugi nurt bada klimatycznych skupia si na poznawaniu zmian klimatu w naszych czasach, a wi c w tym stosunkowo krótkim okresie, dla którego dysponujemy danymi pomiarowymi lub przekazami historycznymi pozwalaj cymi wnioskowa o klimacie. W drugiej po owie pi tnastego stulecia w ró nych o rodkach europejskich pojawi y si systematyczne notatki opisuj ce pogod . Astronom Johannes Müller za w Norymberdze drukarni i w roku 1474 drukowa w niej kalendarz astronomiczny na lata 1475-1506, w którym na ka dy dzie tego okresu zostawione by o miejsce na krótki opis pogody. Efemerydy Müllera s jednym z najwcze niejszych drukowanych bestsellerów. W szesnastym wieku mia y jedena cie wyda i ok. 100 000 sprzedanych egzemplarzy [4]. Pierwsze znane zapiski meteorologiczne s jeszcze wcze niejsze. Pochodz z roku 1468 i s przechowywane w bibliotece uniwersyteckiej w Krakowie, sk d zreszt pochodzi znaczna cz warto ciowych materia ów historycznych dotycz cych pogody. Warto podkre li znacz cy wk ad do bada nad klimatem w okresach historycznych naukowców z Instytutu Geografii UJ oraz z krakowskiego oddzia u Instytutu Impreza zorganizowana w ramach obchodów Dnia Ziemi 2008 przez Fundacj O rodka Edukacji Ekologicznej. Na organizacje Forum wsparcie zosta o udzielone przez Islandi , Lichtenstein i Norwegi poprzez dofinansowanie ze rodków Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego oraz Norweskiego Mechanizmu Finansowego oraz bud etu Rzeczpospolitej Polskiej w ramach Funduszu dla Organizacji Pozarz dowych. Wk ad prezentowany na Akademickim Forum: Mi dzy Bali a Poznaniem. Polska wobec zmian Klimatu: Nauka – Gospodarka – Polityka – Spo ecze stwo prowadzonym przez - Uniwersytet WarszawskiUniwersyteckie Centrum Badan nad rodowiskiem Przyrodniczym i Wszechnic Polsk – Szko Wy sz Towarzystwa Wiedzy Powszechnej, Katedr Turystyki i Ekonomii. Meteorologii i Gospodarki Wodnej. Wczesne zapiski wyra aj stan pogody w sposób jako ciowy zawieraj c okre lenia takie jak „W Niedziel Palmow roku 1468 by o umiarkowanie ch odno”. Jako ciowe obserwacje mog by obiektywne i warto ciowe je li kronikarz prowadzi zapiski systematycznie i dba o to, by u ywa jednakowych okre le na zbli one warunki meteorologiczne. Nawet w takim idealnym przypadku próba nowoczesnej analizy d ugiej serii obserwacji wymaga przet umaczenia kalendarzowych zapisków na j zyk liczb. W rezultacie powstaj , na kilka sposobów, wska niki pogody, które ujawniaj wyra ne okresy och odzenia w XVI wieku, jak równie ekstremalne lata 1540, 1573 i 1587 [5]. Bli sze wspó czesno ci obserwacje zmian klimatycznych opieraj si nie na zapiskach subiektywnej oceny jako ciowej lecz na wynikach ró norodnych pomiarów. W latach dziewi dziesi tych pojawi y si doniesienia o nasilaj cych si ekstremalnych zjawiskach meteorologicznych w rejonie pó nocnego Atlantyku. Szczególnie gwa towne sztormy i fale o nadzwyczajnej wysoko ci budzi y niepokój tych, którzy upatrywali w nich objawy systematycznych zmian zwi zanych z powodowanym przez cz owieka globalnym ociepleniem. Prócz budzicieli ekologicznych sumie ywo interesowa y si problemem firmy wydobywcze eksploatuj ce platformy wiertnicze na Morzu Pó nocnym, a w szczególno ci ich ubezpieczyciele. Naukowa ocena zmian w nasileniu zjawisk ekstremalnych zosta a wykonana przez mi dzynarodowy zespó badaczy w ramach projektu europejskiego WASA (Waves and Storms in the North Atlantic) z udzia em pracowników oddzia u Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej w Gdyni. W opublikowanych wnioskach zespó WASA stwierdzi , e nasilenie wysokich fal i gwa townych sztormów w pobli u wybrze y Europy nie wykazuje w XX wieku statystycznie istotnych zmian [6]. Równie numeryczne prognozy przysz ych globalnych zmian klimatycznych przy zak adanym podwojeniu st enia CO2 w atmosferze nie przewiduj niepokoj cych zmian, cho nale y podkre li , e wiarygodno takich prognoz jest ograniczona. Pomimo tego, e w XX wieku zgromadzono wielkie zbiory precyzyjnych klimatologicznych danych pomiarowych, które nie budz metodologicznych zastrze , to ich interpretacj trudno uogólnia , a wyci ganie wniosków wymaga ostro no ci. Pomiary temperatury powietrza w Arktyce prowadzone s od pierwszego Mi dzynarodowego Roku Polarnego 1882/1883. W XIX wieku dzia o pi stacji pomiarowych, wszystkie znajdowa y si na Grenlandii. W latach dwudziestych powsta o kolejnych siedem stacji, a od lat pi dziesi tych dysponujemy danymi z 37 stacji, które pozwalaj bada nie tylko tendencje zmian temperatury w wybranych miejscach, ale równie przestrzenny rozk ad temperatur w regionie. Z przeprowadzonej w Zak adzie Klimatologii Uniwersytetu Miko aja Kopernika analizy dost pnych danych wynika, e najwy sze temperatury powietrza notowano w Arktyce w latach trzydziestych i nawet w latach pi dziesi tych by o tam cieplej ni dzisiaj. Pod koniec XX wieku Impreza zorganizowana w ramach obchodów Dnia Ziemi 2008 przez Fundacj O rodka Edukacji Ekologicznej. Na organizacje Forum wsparcie zosta o udzielone przez Islandi , Lichtenstein i Norwegi poprzez dofinansowanie ze rodków Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego oraz Norweskiego Mechanizmu Finansowego oraz bud etu Rzeczpospolitej Polskiej w ramach Funduszu dla Organizacji Pozarz dowych. Wk ad prezentowany na Akademickim Forum: Mi dzy Bali a Poznaniem. Polska wobec zmian Klimatu: Nauka – Gospodarka – Polityka – Spo ecze stwo prowadzonym przez - Uniwersytet WarszawskiUniwersyteckie Centrum Badan nad rodowiskiem Przyrodniczym i Wszechnic Polsk – Szko Wy sz Towarzystwa Wiedzy Powszechnej, Katedr Turystyki i Ekonomii. zanotowano systematyczne ocieplenie, ale temperatura powietrza ro nie istotnie wolniej ni rednia temperatura na ca ym globie [7]. Z analizy danych wynika te , e w ostatnim dwudziestoleciu ubieg ego wieku temperatura na Grenlandii by a mniej wi cej taka, jak pod koniec XIX wieku. Takie fakty s cz sto przytaczane przez „klimatosceptyków”, czyli tych którzy kwestionuj realno globalnego ocieplenia. Wytykaj oni naukowcom brak spójno ci w prezentowanych wnioskach i og aszanie sprzecznych wyników, które w pewnej cz ci potwierdzaj znacz ce zmiany klimatu, a w innej im zaprzeczaj . Takie stanowisko jest równie bezpodstawne jak postawa „klimatofanatyków” wieszcz cych nieuchronne kataklizmy, których pono mo emy unikn wybieraj c jedynie s uszny, ekologiczny styl ycia. Ci z kolei z zestawu wyników naukowych wybieraj przeciwne skrajno ci na poparcie swojej tezy. Przyk adem mog tu by wyniki pomiarów opadów w o miu du ych krajach, które cznie zajmuj 40% powierzchni wszystkich l dów, a je li we miemy pod uwag powierzchni l dów poza stref tropikaln , to a 80%. Jak wynika z bada z udzia em Katedry Meteorologii i Klimatologii Uniwersytetu ódzkiego w ci gu stulecia ilo opadów w tych krajach wzros a o oko o 5%, przy czym nie zwi kszy a si ani liczba dni deszczowych, ani obszar, na którym opady wyst puj , z czego wynika, e wzrasta ilo opadów skrajnie intensywnych [8], co wielu uznaje za wiadectwo globalnego ocieplenia. Istnienie pozornie sprzecznych wyników naukowych nie podwa a a priori ich wiarygodno ci. Oznacza tylko, e nie s prawdziwe proste implikacje, które jeste my sk onni, mniej lub bardziej wiadomie, uznawa za oczywiste. Och adzanie powietrza w Arktyce mo e i w parze z kurczeniem si zasi gu lodu, a pozorna sprzeczno powinna przede wszystkim stanowi bodziec do dalszego badania zjawisk, procesów i mechanizmów, które ewidentnie s znacznie bardziej skomplikowane ni mog o by si wydawa . Tym w nie zajmuje si trzeci nurt bada nad klimatem. Zmiany klimatu s przejawem wewn trznej dynamiki niebywale skomplikowanego uk adu jakim jest ziemska atmosfera sprz ona z hydrosfer . Zapewne jest on przez t dynamik zdeterminowany, ale nie oznacza to, niestety, e w daj cej si przewidzie przysz ci nauczymy si zmiany klimatu dok adnie prognozowa . W ewolucji uk adów cho troch z onych mo e, jak wiadomo, panowa chaos deterministyczny. Dwa stany pocz tkowe, nawet tak do siebie podobne, e praktycznie nieodró nialne, mog podlega ca kiem ró nym przemianom i po pewnym czasie wywo ywa kra cowo odmienne skutki. Taka cecha dynamiki klimatu odbiera nadziej na d ugoterminow prognoz , bo aktualny stan pogody i klimatu znamy tylko w przybli eniu, a oblicza jego ewolucj mo emy te tylko z pewn sko czon dok adno ci , która cho w miar udoskonalania komputerów coraz lepsza, to d ugo jeszcze b dzie pozostawia a wiele do yczenia. Do wszystkich niedoskona ci naszych pomiarów i oblicze dochodzi Impreza zorganizowana w ramach obchodów Dnia Ziemi 2008 przez Fundacj O rodka Edukacji Ekologicznej. Na organizacje Forum wsparcie zosta o udzielone przez Islandi , Lichtenstein i Norwegi poprzez dofinansowanie ze rodków Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego oraz Norweskiego Mechanizmu Finansowego oraz bud etu Rzeczpospolitej Polskiej w ramach Funduszu dla Organizacji Pozarz dowych. Wk ad prezentowany na Akademickim Forum: Mi dzy Bali a Poznaniem. Polska wobec zmian Klimatu: Nauka – Gospodarka – Polityka – Spo ecze stwo prowadzonym przez - Uniwersytet WarszawskiUniwersyteckie Centrum Badan nad rodowiskiem Przyrodniczym i Wszechnic Polsk – Szko Wy sz Towarzystwa Wiedzy Powszechnej, Katedr Turystyki i Ekonomii. niepewno zwi zana z wa nymi czynnikami zewn trznymi, takimi jak wahania aktywno ci ca i strumienia energii, któr ono dostarcza, oraz niedok adna znajomo dynamiki wn trza Ziemi, która te mo e wp ywa na klimat poprzez zmiany strumienia geotermicznego, zmiany pola magnetycznego, aktywno wulkaniczn , czy wreszcie dynamik p yt kontynentalnych. Naukowcy uprawiaj cy ró ne dyscypliny od dawna zajmuj si wszystkimi aspektami zmian klimatu, zarówno ich dynamik , jak i wspomnianymi czynnikami zewn trznymi. Post p bada jest ogromny, a jako uzyskiwanych wyników coraz lepsza w miar rozwoju nowoczesnych technik pomiarowych i wskutek zwi kszania si w osza amiaj cym tempie naszych mo liwo ci przetwarzania informacji. Prze wiadczenie o tym, e ziemski klimat mo e wykazywa ten rodzaj chaotycznego zachowania, który znamy z du o prostszych uk adów fizycznych powoduje jednak, e w ostatnich dekadach szczególn uwag skupia na sobie kwestia wp ywu dzia alno ci cz owieka na procesy klimatyczne. W istocie nie wiemy w jakim stopniu ten skomplikowany system jest wra liwy na wprowadzane przez cz owieka zak ócenia, ale w nie niepokój wynikaj cy z tej niewiedzy jest motorem naszego dzia ania. D ugoterminowych skutków czynników antropogenicznych nie poznamy na tyle, by nauczy si prognozowa zmiany klimatu. Do tego potrzebne by yby dok adne obserwacje w okresach znacznie d szych ni dotychczasowa historia cywilizacji naukowo-technicznej. Jednak ca kiem mo liwe i po dane, zarówno z naukowego, jak i spo eczno-politycznego punktu widzenia jest badanie regu rz dz cych dynamik zmian klimatu i szczegó owe poznawanie ich fizycznego mechanizmu, a w tym rozstrzyganie co w skomplikowanym cuchu zale no ci i praw przyrody jest przyczyn , a co skutkiem. Za g ówne antropogeniczne czynniki zmian klimatu uwa a si emisj gazów cieplarnianych oraz wytwarzanie aerozolu, czyli sta ych lub ciek ych drobin unosz cych si w atmosferze. Gazy cieplarniane, a przede wszystkim dwutlenek w gla CO2 i metan CH4 przyczyniaj si do podnoszenia redniej temperatury powierzchni Ziemi zwanego globalnym ociepleniem. Wytwarzany przez cz owieka aerozol powoduje, na ogó , skutki przeciwne ni gazy cieplarniane ch odz c Ziemi bezpo rednio i po rednio, aczkolwiek w pewnych sytuacjach mo e te sprzyja ociepleniu. W wiatowych badaniach aerozolu atmosferycznego i jego wp ywu na klimat aktywnie uczestniczy zespó Zak adu Fizyki Atmosfery Uniwersytetu Warszawskiego, który od wielu lat ci le wspó pracuje z czo owymi grupami badawczymi na ca ym wiecie, a w szczególno ci z NCAR (National Center for Atmospheric Research w Colorado), Laboratorium w Los Alamos, Uniwersytetem Kalifornijskim (UCSD), Laboratorium Marynarki USA (Naval Research Laboratory), Instytutami Maxa Plancka w Mainz i w Hamburgu, Météo-France, CNRM (Centre National de Recherche Météorologique), Wolnym Uniwersytetem w Berlinie (FUB), Brytyjskim Biurem Meteorologicznym (UK Met. Office) i wieloma innymi. Zespó ZFA bierze udzia w najwa niejszych wiatowych eksperymentach i kampaniach pomiarowych, takich jak Impreza zorganizowana w ramach obchodów Dnia Ziemi 2008 przez Fundacj O rodka Edukacji Ekologicznej. Na organizacje Forum wsparcie zosta o udzielone przez Islandi , Lichtenstein i Norwegi poprzez dofinansowanie ze rodków Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego oraz Norweskiego Mechanizmu Finansowego oraz bud etu Rzeczpospolitej Polskiej w ramach Funduszu dla Organizacji Pozarz dowych. Wk ad prezentowany na Akademickim Forum: Mi dzy Bali a Poznaniem. Polska wobec zmian Klimatu: Nauka – Gospodarka – Polityka – Spo ecze stwo prowadzonym przez - Uniwersytet WarszawskiUniwersyteckie Centrum Badan nad rodowiskiem Przyrodniczym i Wszechnic Polsk – Szko Wy sz Towarzystwa Wiedzy Powszechnej, Katedr Turystyki i Ekonomii. INDOEX (Indian Ocean Experiment), ACE-I i ACE-II (Aerosol Characterization Experiment I i II), PACE (Parameterization of the Aerosol Indirect Climatic Effect), ACE-Asia (Asian Pacific Regional Aerosol Characterization Experiment) czy MINOS (Mediterranean Intensive Oxidant Study). S to wspólne przedsi wzi cia du ych zespo ów mi dzynarodowych, które zbieraj wielkie ilo ci cennych danych analizowanych pó niej przez kilka lat po zako czeniu eksperymentu. Efekt cieplarniany spowodowany emisj CO2 i innych gazów, których ilo przelicza si na równowa nik CO2, czyli ilo dwutlenku w gla, która mia aby taki sam skutek klimatyczny, wydaje si zjawiskiem, które wzgl dnie atwo zrozumie , opisa i uwzgl dni w modelach zmian klimatu. Ewidencja emisji jest do dok adna, a g ówn trudno stanowi jej redukcja i jest to trudno o charakterze przede wszystkim polityczno-ekonomicznym. Znacznie trudniej zrozumie wp yw aerozolu na klimat i jego zmiany. Jest to wa ne zadanie, bo zmniejszanie zanieczyszczenia atmosfery aerozolem wytwarzanym przez cz owieka jest w zasi gu naszych mo liwo ci. Filtrowanie gazów wytwarzanych przez instalacje przemys owe jest kosztowne, ale nie jest w tak fundamentalnym konflikcie z rozwojem przemys u jak wymóg ograniczania emisji gazów cieplarnianych, które w dominuj cych dzi technologiach nieuchronnie towarzysz pozyskiwaniu energii z paliw kopalnych. Wysi ki na rzecz zmniejszenia globalnej emisji aerozolu zale jednak od tego, czy potrafimy zrozumie rol , jak odgrywa aerozol antropogeniczny. Miar liczbow wk adu jakiego czynnika do zjawiska globalnego ocieplenia jest wska nik zwany wymuszeniem radiacyjnym, który mówi o ile ten czynnik zwi ksza lub zmniejsza strumie energii docieraj cy do powierzchni Ziemi. Ociepleniu klimatu sprzyja to, z czym wi e si dodatnie wymuszenie radiacyjne. Na przyk ad wymuszenie radiacyjne powodowane produkowanym przez cz owieka dwutlenkiem w gla ocenia si na oko o +1.6 W/m2 (wat na metr kwadratowy). Natomiast sumaryczne wymuszenie radiacyjne zwi zane z produkowanym przez cz owieka aerozolem jest ujemne. Obecnie ocenia si je na oko o –1.2 W/m2, a wi c znaczenie aerozolu jest podobne jak gazów cieplarnianych, cho ich wp yw jest przeciwstawny. Aerozol antropogeniczny przeciwdzia a globalnemu ociepleniu podobnie jak aerozol naturalny i py pochodzenia na przyk ad wulkanicznego. Aerozol na kilka sposobów zmienia strumie energii s onecznej ogrzewaj cej Ziemi . Po pierwsze odbija wiat o s oneczne, co nazywamy efektem bezpo rednim [9-12]. Prócz tego obecny w powietrzu aerozol ma du y wp yw na chmury, co nazywamy efektem po rednim aerozolu. Sta e lub ciek e drobiny stanowi tak zwane j dra kondensacji, których obfito sprzyja powstawaniu kropelek chmurowych. U atwienie skraplania wody powoduje, e w chmurze jest du o wi cej kropelek, ale s one o wiele mniejsze. Taka chmura lepiej odbija wiat o s oneczne, mówimy, a to sprzyja ch odzeniu. Nazywamy to pierwszym efektem po rednim aerozolu [13-15]. Impreza zorganizowana w ramach obchodów Dnia Ziemi 2008 przez Fundacj O rodka Edukacji Ekologicznej. Na organizacje Forum wsparcie zosta o udzielone przez Islandi , Lichtenstein i Norwegi poprzez dofinansowanie ze rodków Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego oraz Norweskiego Mechanizmu Finansowego oraz bud etu Rzeczpospolitej Polskiej w ramach Funduszu dla Organizacji Pozarz dowych. Wk ad prezentowany na Akademickim Forum: Mi dzy Bali a Poznaniem. Polska wobec zmian Klimatu: Nauka – Gospodarka – Polityka – Spo ecze stwo prowadzonym przez - Uniwersytet WarszawskiUniwersyteckie Centrum Badan nad rodowiskiem Przyrodniczym i Wszechnic Polsk – Szko Wy sz Towarzystwa Wiedzy Powszechnej, Katedr Turystyki i Ekonomii. Prócz zmian ilo ci odbitego od chmur wiat a aerozol zmienia te grubo warstwy chmur, wielko powstaj cego z nich opadu, a tak e ilo chmur na niebie i czas ich trwania Taki wp yw aerozolu na chmury, a za ich po rednictwem na ogrzewanie, czy te och adzanie Ziemi nazywamy drugim po rednim efektem aerozolu [16]. Wprawdzie sumarycznym skutkiem obecno ci aerozolu jest ch odzenie, ale szczegó owy mechanizm jest skomplikowany i dlatego wci intensywnie badany. Zwykle aerozol ch odzi powierzchni Ziemi, ale ogrzewa, cho w mniejszym stopniu, atmosfer [17], jednak w pewnych sytuacjach mo e równie ogrzewa powierzchni Ziemi. Dzieje si tak na przyk ad wtedy, gdy czarna sadza opada na bia y nieg [17], ale ogrzewa powierzchni Ziemi mo e równie aerozol unosz cy si w powietrzu [18]. Te ró norodne sposoby zak ócania strumienia ciep a s onecznego skutkuj nie tylko grzaniem lub ch odzeniem „netto”, ale równie maj du y wp yw na dynamik atmosfery, czyli na cyrkulacj powietrza, rozk ad i zmiany temperatury, wilgotno ci, opadów, etc. Przewidywanie przysz ego klimatu opiera si na obliczeniach numerycznych za pomoc niezwykle zaawansowanych programów komputerowych zwanych Modelami Globalnej Cyrkulacji (Global Circulation Models – GCM). Programy te przez lata tworzone s i udoskonalane w najwi kszych o rodkach bada atmosferycznych na wiecie [19]. Wraz z post pem technologii informatycznych GCM obliczaj stan ziemskiej atmosfery z uwzgl dnieniem coraz drobniejszych szczegó ów i coraz wi kszej liczby ró nych mechanizmów fizycznych. Niektóre GCM obliczaj jednocze nie ewolucj atmosfery oraz oceanów i mórz z uwzgl dnieniem wzajemnych zwi zków pomi dzy atmosfer i hydrosfer . Modele GCM bywaj te adaptowane do oblicze regionalnych, na przyk ad obszaru zlewni Ba tyku, które mog by znacznie dok adniejsze ni globalne obliczenia klimatyczne. Przyk adem s prace z udzia em Instytutu Geofizyki PAN w ramach mi dzynarodowego programu badawczego BALTEX (Baltic Sea Experiment) [20]. Uwzgl dnienie w obliczeniach GCM skutków obecno ci aerozolu w atmosferze jest, jak mo na sobie wyobrazi , zadaniem trudnym, ale koniecznym. Najwi ksze trudno ci nastr cza poprawne modelowanie efektu po redniego, które jest obecnie przedmiotem wielkiego zainteresowania [16]. Cho wiemy, e dora nie aerozol per saldo nasz planet ogrzewa, trudno a priori przewidzie wszystkie d ugoterminowe skutki tego z onego zjawiska, a dopiero wtedy mo emy by pewni jego roli w procesie globalnego ocieplenia. Wiedza o prehistorii, historii i mechanizmach zmian ziemskiego klimatu jest warunkiem zrozumienia co czeka nas w mniej i bardziej odleg ej przesz ci, cho d ugo jeszcze nie dziemy pewni trafno ci naszych przewidywa . W istocie jednak bardziej ni obiektywna charakterystyka przysz ego klimatu interesuj nas warunki w jakich przyjdzie nast pnym pokoleniom. Coraz wi cej uwagi po wi camy temu jak globalne ocieplenie zmieni nasze otoczenie, czyli rodowisko w jakim yjemy. Spodziewamy si zmian fizycznych, jak Impreza zorganizowana w ramach obchodów Dnia Ziemi 2008 przez Fundacj O rodka Edukacji Ekologicznej. Na organizacje Forum wsparcie zosta o udzielone przez Islandi , Lichtenstein i Norwegi poprzez dofinansowanie ze rodków Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego oraz Norweskiego Mechanizmu Finansowego oraz bud etu Rzeczpospolitej Polskiej w ramach Funduszu dla Organizacji Pozarz dowych. Wk ad prezentowany na Akademickim Forum: Mi dzy Bali a Poznaniem. Polska wobec zmian Klimatu: Nauka – Gospodarka – Polityka – Spo ecze stwo prowadzonym przez - Uniwersytet WarszawskiUniwersyteckie Centrum Badan nad rodowiskiem Przyrodniczym i Wszechnic Polsk – Szko Wy sz Towarzystwa Wiedzy Powszechnej, Katedr Turystyki i Ekonomii. podniesienie poziomu mórz, a wi c kurczenie si nadmorskich obszarów nadaj cych si do zamieszkania, a tak e nasilenia zjawisk ekstremalnych, cho to nie jest chyba jeszcze przes dzone. Wielkim niepokojem napawa los otaczaj cej nas przyrody o ywionej. Coraz wi cej wysi ku wk adamy w badanie wp ywu zmian klimatu na bioró norodno . Zespó z Instytutu Oceanologii PAN w Sopocie bada pod tym k tem okolice Ziemi Franciszka Józefa i Spitsbergenu [21]. Rozwijane si badania wp ywu zmian klimatu dla wiata ro lin i zwierz t. Instytut Dendrologii PAN uczestniczy w badaniach wp ywu klimatu na li cie ro lin [22], za Zak ad Ekologii Behawioralnej Uniwersytetu Adama Mickiewicza prowadzi badania nad dynamik populacji ptaków [23]. Powa ne zmiany w naszym rodowisku wydaj si nieuniknione. W znacznym stopniu s one od nas niezale ne, ale warto zadba o czyste sumienie i ogranicza szkodliwy wp yw dzia alno ci cz owieka do minimum. Pesymistom warto te przypomnie , e ocieplenie klimatu jest, by mo e szcz liwszym z dwóch mo liwych kierunków zmian, gdy o wiele trudniej by oby nam si przystosowa do ycia na planecie pokrytej lodem. [1] [2] [3] [4] [5] [6] Araguas-Araguas, L.; Froehlich, K. & Rozanski, K. (1998), Stable isotope composition of precipitation over southeast Asia, J. Geophys. Res. 103(D22), 28721--28742. Goslar, T.; Wohlfarth, B.; Bjorck, S.; Possnert, G. & Bjorck, J. (1999), Variations of atmospheric C-14 concentrations over the Allerod-Younger Dryas transition, Climate Dyn. 15(1), 29--42. Rinterknecht, V. R.; Clark, P. U.; Raisbeck, G. M.; Yiou, F.; Bitinas, A.; Brook, E. J.; Marks, L.; Zelcs, V.; Lunkka, J. P.; Pavlovskaya, I. E.; Piotrowski, J. A. & Raukas, A. (2006), The last deglaciation of the southeastern sector of the Scandinavian Ice Sheet, Science 311(5766), 1449--1452. Pfister, C.; Brazdil, R.; Rudiger, G. & Bokwa, A. (1999), Daily weather observations in Sixteenth-Century Europe',Climatic Change 43 (1) 111-150. Glaser, R.; Brazdil, R.; Pfister, C.; Dobrovolny, P.; Vallve, M. B.; Bokwa, A.; Camuffo, D.; Kotyza, O.; Limanowka, D.; Racz, L. & Rodrigo, F. S. (1999), Seasonal temperature and precipitation fluctuations in selected parts of Europe during the sixteenth century, Climatic Change 43(1), 169-200. Carretero, J. C.; Gomez, M.; Lozano, I.; de Elvira, A. R.; Serrano, O.; Iden, K.; Reistad, M.; Reichardt, H.; Kharin, V.; Stolley, M.; von Storch, H.; Gunther, H.; Pfizenmayer, A.; Rosethal, W.; Stawarz, M.; Schmith, T.; Kaas, E.; Li, T.; Alexandersson, H.; Beersma, J.; Bouws, E.; Komen, G.; Rider, K.; Flather, R.; Smith, J.; Bijl, W.; de Ronde, J.; Mietus, M.; Bauer, E.; Schmidt, H. & Langenberg, H. (1998), Changing waves and storms in the northeast Atlantic?, Bull. Amer. Meteor. Soc. 79(5), 741--760. Impreza zorganizowana w ramach obchodów Dnia Ziemi 2008 przez Fundacj O rodka Edukacji Ekologicznej. Na organizacje Forum wsparcie zosta o udzielone przez Islandi , Lichtenstein i Norwegi poprzez dofinansowanie ze rodków Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego oraz Norweskiego Mechanizmu Finansowego oraz bud etu Rzeczpospolitej Polskiej w ramach Funduszu dla Organizacji Pozarz dowych. Wk ad prezentowany na Akademickim Forum: Mi dzy Bali a Poznaniem. Polska wobec zmian Klimatu: Nauka – Gospodarka – Polityka – Spo ecze stwo prowadzonym przez - Uniwersytet WarszawskiUniwersyteckie Centrum Badan nad rodowiskiem Przyrodniczym i Wszechnic Polsk – Szko Wy sz Towarzystwa Wiedzy Powszechnej, Katedr Turystyki i Ekonomii. [7] Przybylak, R. (2000), Temporal and spatial variation of surface air temperature over the period of instrumental observations in the Arctic,Int. J. Climatol. 20(6), 587--614. [8] Groisman, P. Y.; Karl, T. R.; Easterling, D. R.; Knight, R. W.; Jamason, P. F.; Hennessy, K. J.; Suppiah, R.; Page, C. M.; Wibig, J.; Fortuniak, K.; Razuvaev, V. N.; Douglas, A.; Forland, E. & Zhai, P. M. (1999), Changes in the probability of heavy precipitation: Important indicators of climatic change, Climatic Change 42(1), 243--283. [9] Conant, W. C.; Seinfeld, J. H.; Wang, J.; Carmichael, G. R.; Tang, Y.; Uno, I.; Flatau, P. J.; Markowicz, K. M. & Quinn, P. K. (2003), A model for the radiative forcing during ACEAsia derived from CIRPAS Twin Otter and R/V Ronald H. Brown data and comparison with observations, J. Geophys. Res. 108(23). [10] Lelieveld, J.; Berresheim, H.; Borrmann, S.; Crutzen, P. J.; Dentener, F. J.; Fischer, H.; Feichter, J.; Flatau, P. J.; Heland, J.; Holzinger, R.; Korrmann, R.; Lawrence, M. G.; Levin, Z.; Markowicz, K. M.; N., M.; Minikin, A.; Ramanathan, V.; De Reus, M.; Roelofs, G. J.; Scheeren, H. A.; Sciare, J.; Schlager, H.; Schultz, M.; Siegmund, P.; Steil, B.; Stephanou, E. G.; Stier, P.; Traub, M.; Warneke, C.; Williams, J. & Ziereis, H. (2002), Global air pollution crossroads over the Mediterranean, Science 298(5594), 794-799. [11] Markowicz, K. M.; Flatau, P. J.; Ramana, M. V.; Crutzen, P. J. & Ramanathan, V. (2002), Absorbing meditterranean aerosols lead to a large reduction in the solar radiation at the surface, Geophys. Res. Lett. 29(20), 29-1. [12] Welton, E. J.; Voss, K. J.; Quinn, P. K.; Flatau, P. J.; Markowicz, K.; Campbell, J. R.; Spinhirne, J. D.; Gordon, H. R. & Johnson, J. E. (2002), Measurements of aerosol vertical profiles and optical properties during INDOEX 1999 using micropulse lidars, J. Geophys. Res. 107(19). [13] Brenguier, J. ..; Pawlowska, H.; Schüller, L.; Preusker, R.; Fischer, J. & Fouquart, Y. (2000), Radiative properties of boundary layer clouds: Droplet effective radius versus number concentration, J. Atmos. Sci. 57(6), 803-821. [14] Brenguier, J.; Paw owska, H. & Schüller, L. (2003), Cloud microphysical and radiative properties for parameterization and satellite monitoring of the indirect effect of aerosol on climate, J. Geophys. Res. 108(15), CMP 6-1 - CMP 6-14. [15] Menon, S; Brenguier, J.-L.; Boucher, O; Davison, P; Del Genio, A.D.; Feichter, J; Ghan, S; Guibert, S; Liu, X; Lohmann, U; Pawlowska, H; Penner, J.E.; Quaas, J; Roberts, D. L.; Schüller, L. & Snider, J. (2003),Evaluating aerosol/cloud/radiation process parameterizations with single-column models and Second Aerosol Characterization Experiment (ACE-2) cloudy column observations, J. Geophys. Res. 108(24). [16] Pawlowska, H. & Brenguier, J. (2003), An observational study of drizzle formation in stratocumulus clouds for general circulation model (GCM) parameterizations,J. Geophys. Impreza zorganizowana w ramach obchodów Dnia Ziemi 2008 przez Fundacj O rodka Edukacji Ekologicznej. Na organizacje Forum wsparcie zosta o udzielone przez Islandi , Lichtenstein i Norwegi poprzez dofinansowanie ze rodków Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego oraz Norweskiego Mechanizmu Finansowego oraz bud etu Rzeczpospolitej Polskiej w ramach Funduszu dla Organizacji Pozarz dowych. Wk ad prezentowany na Akademickim Forum: Mi dzy Bali a Poznaniem. Polska wobec zmian Klimatu: Nauka – Gospodarka – Polityka – Spo ecze stwo prowadzonym przez - Uniwersytet WarszawskiUniwersyteckie Centrum Badan nad rodowiskiem Przyrodniczym i Wszechnic Polsk – Szko Wy sz Towarzystwa Wiedzy Powszechnej, Katedr Turystyki i Ekonomii. Res. 108(15). [17] Seinfeld, J. H.; Carmichael, G. R.; Arimoto, R.; Conant, W. C.; Brechtel, F. J.; Bates, T. S.; Cahill, T. A.; Clarke, A. D.; Doherty, S. J.; Flatau, P. J.; Huebert, B. J.; Kim, J.; Markowicz, K. M.; Quinn, P. K.; Russell, L. M.; Russell, P. B.; Shimizu, A.; Shinozuka, Y.; Song, C. H.; Tang, Y.; Uno, I.; Vogelmann, A. M.; Weber, R. J.; Woo, J. .. & Zhang, X. Y. (2004), ACEASIA: Regional climatic and atmospheric chemical effects of Asian dust and pollution, Bull. Amer. Meteor. Soc. 85(3), 367-380. [18] Vogelmann, A. M.; Flatau, P. J.; Szczodrak, M.; Markowicz, K. M. & Minnett, P. J. (2003), Observations of large aerosol infrared forcing at the surface, Geophys. Res. Lett. 30(12), 57-1. [19] Smolarkiewicz, P. K.; Margolin, L. G. & Wyszogrodzki, A. A. (2001), A class of nonhydrostatic global models, J. Atmos. Sci. 58(4), 349--364. [20] Raschke, E.; Meywerk, J.; Warrach, K.; Andrea, U.; Bergstrom, S.; Beyrich, F.; Bosveld, F.; Bumke, K.; Fortelius, C.; Graham, L. P.; Gryning, S. E.; Halldin, S.; Hasse, L.; Heikinheimo, M.; Isemer, H. J.; Jacob, D.; Jauja, I.; Karlsson, K. G.; Keevallik, S.; Koistinen, J.; van Lammeren, A.; Lass, U.; Launianen, J.; Lehmann, A.; Liljebladh, B.; Lobmeyr, M.; Matthaus, W.; Mengelkamp, T.; Michelson, D. B.; Napiorkowski, J.; Omstedt, A.; Piechura, J.; Rockel, B.; Rubel, F.; Ruprecht, E.; Smedman, A. S. & Stigebrandt, A. (2001), The Baltic Sea Experiment (BALTEX): A European contribution to the investigation of the energy and water cycle over a large drainage basin, Bull. Amer. Meteor. Soc. 82(11), 2389--2413. [21] Wlodarska-Kowalczuk, M. & Weslawski, J. M. (2001), Impact of climate warming on Arctic benthic biodiversity: a case study of two Arctic glacial bays, Climate Res. 18(1-2), 127--132. [22] Wright, I. J.; Reich, P. B.; Westoby, M.; Ackerly, D. D.; Baruch, Z.; Bongers, F.; Cavender-Bares, J.; Chapin, T.; Cornelissen, J. H. C.; Diemer, M.; Flexas, J.; Garnier, E.; Groom, P. K.; Gulias, J.; Hikosaka, K.; Lamont, B. B.; Lee, T.; Lee, W.; Lusk, C.; Midgley, J. J.; Navas, M. L.; Niinemets, U.; Oleksyn, J.; Osada, N.; Poorter, H.; Poot, P.; Prior, L.; Pyankov, V. I.; Roumet, C.; Thomas, S. C.; Tjoelker, M. G.; Veneklaas, E. J. & Villar, R. (2004), The worldwide leaf economics spectrum, Nature 428(6985), 821--827. [23] Saether, B. E.; Lande, R.; Engen, S.; Weimerskirch, H.; Lillegard, M.; Altwegg, R.; Becker, P. H.; Bregnballe, T.; Brommer, J. E.; McCleery, R. H.; Merila, J.; Nyholm, E.; Rendell, W.; Robertson, R. R.; Tryjanowski, P. & Visser, M. E. (2005), Generation time and temporal scaling of bird population dynamics, Nature 436(7047), 99--102. Impreza zorganizowana w ramach obchodów Dnia Ziemi 2008 przez Fundacj O rodka Edukacji Ekologicznej. Na organizacje Forum wsparcie zosta o udzielone przez Islandi , Lichtenstein i Norwegi poprzez dofinansowanie ze rodków Mechanizmu Finansowego Europejskiego Obszaru Gospodarczego oraz Norweskiego Mechanizmu Finansowego oraz bud etu Rzeczpospolitej Polskiej w ramach Funduszu dla Organizacji Pozarz dowych.
