Przejdź do Taraki mobilnej! - masz wąski ekran.
zdjęcie Autora

08 grudnia 2018

Wojciech Jóźwiak

z cyklu: Antropocen powszedni (odcinków: 19)

Klimatyczne pytania i potrzeba klimatycznych korepetycji


« Sens warsztatów, pracy z umysłem i ćwiczeń z percepcją Ubytki. O ptakach »

W statystykach mówiących o klimacie i o jego zawinionych przez człowieka (antropogenicznych) zmianach główną liczbą jest średnia temperatura Ziemi – średnia temperatura powierzchni Ziemi; nie chcę tu wchodzić w zbyt ścisłe definicje. A więc: średnia. Od kilku miesięcy czytamy, że to, czy ta średnia zwiększy się (za sprawą ludzkich działań) o 2 stopnie, czy o zaledwie 1,5 stopnia, „to robi wielką różnicę”. Zapewne jest tak, że podawanie tej średniej, a częściej jej zmian, stało się obowiązującym wymogiem. Zgaduję, że modele klimatu są tak tworzone, żeby na wyjściu dawały średnią, i tę średnią potem podaje się mediom i działaczom, by jej używali do swoich potrzeb.

Co mi w tym się nie podoba? Bo średnia – tutaj: średnia temperatura dolnej warstwy atmosfery Ziemi – uśrednia, więc kasuje, wiele różnic, które po uśrednieniu znikają. Tu przypomina się rozpowszechniony błąd, że, powiedzmy, 500 lat temu ludzie żyli średnio 35 lat, a teraz żyją średnio 80 lat, więc dokonał się ogromny postęp w długości życia. Ale to jest średnia! I w tej średniej 35 lat zawiera się to, że 50% umarło nie ukończywszy 1 roku, a pozostała połowa dociągnęła do 70 lat. Dawna rzekoma krótkość życia brała się głównie z wysokiej śmiertelności noworodków i dzieci, a ludzie nie starzeli się wiele szybciej; oczywiście gorsze warunki życia szybciej ich zużywały, ale to szczegóły.

Z klimatem czynione jest coś podobnego. Na średnią 15 stopni C składają się z jednej strony tropiki z ich typową temperaturą 26° – czyli 32° w dzień, 23° w nocy (zobacz np.), z drugiej strony nasza strefa umiarkowana ze średnią ok. 10°, z trzeciej strony mrozowe dziury wokół biegunów, gdzie przeważają temperatury ujemne i przez które odbywa się intensywne wychładzanie naszej planety.

Teraz pytanie: czy wzrost średniej dla Ziemi odbywa się proporcjonalnie, czy inaczej i nierówno? Mam na myśli nie tylko obecny wzrost o 0,8° stopnia w czasach przemysłowych i nie tylko przewidywany groźny dalszy wzrost antropogeniczny o półtora lub 2,0 stopnia, lub nawet 4°, ale także o zmiany temperatury w przeszłości geologicznej. Bo pamiętamy, że obecny stan termiczny Ziemi (holocen) jest niedawny: 11,7 tys. lat temu Ziemia wyszła z krótkotrwałego ochłodzenia, ostatniego w kończącym się wtedy glacjale (zob.) – z tzw. młodszego dryasu; wtedy wnętrze Grenlandii ociepliło się o 15°, tzn. o tyle mróz tam zelżał; a od 10 tys. lat klimat stał się względnie stabilny, z małą tendencją do ochładzania. Jak dramatycznie stwierdza ang. Wikipedia, „z końcem młodszego dryasu, ostatniego z zimnych okresów, zlodowacenie Wisły zakończyło się nagłym ociepleniem w latach około 11660 ± 40 temu. To był początek naszego obecnego interglacjału, holocenu.” Czy właśnie wtedy stopniał skandynawsko-bałtycki lądolód, wówczas mocno już skurczony i wycofany aż na linię moren Salpausselkä na północ od Helsinek? Tego nie doczytałem w podręcznych źródłach.

Więc jest znane i pewne, że u nas, w Anglii czy na Grenlandii w epokach lodowcowych było 15 lub 20 stopni chłodniej. Średnia temperatura Ziemi była wtedy 4 stopnie niższa. Ale jak to się przejawiało w pasie równikowym? Nieprawdopodobna bioróżnorodność lasów tropikalnych i (także ograniczonych do tropików) raf koralowych świadczy o tym, że tamte ekosystemy musiały trwać i ewoluować w stabilnym (w miarę stabilnym) klimacie przez co najmniej kilka milionów lat. Z czego można wnioskować, że plejstoceńska termiczna huśtawka kolejnych glacjalnych zamrożeń i interglacjalnych odwilży nie naruszała tamtej strefy. Szerokości umiarkowane i polarne były dręczone mrozem przerywanym co kilkadziesiąt tysięcy lat raptownymi kontynentalnymi odwilżami, od których topniały lądolody (a dawny lądolód Ameryki Północnej był bardziej rozległy niż dzisiejszy Antarktydy) – podczas gdy w tropikach trwało równe i wieczne lato. Czy naprawdę tak było? – Bo bardzo mi brakuje danych, czym się różniły interglacjały od glacjałów w tropikach. Domniemywam, że różniły się mało. Zapewne strefa tropikalna były węższa niż obecnie, nie sięgała tak daleko na południe i północ jak teraz w holoceńskim interglacjale. Ale czy była chłodniejsza? Przypuszczam, że jeśli, to bardzo niewiele. Czy ktoś wie?

Tu koniecznie trzeba dodać, że podczas glacjałów (globalnych ochłodzeń) tropiki wygrywały przez to, że wtedy opadał poziom oceanów i odsłaniały się szelfy, które w strefie tropikalnej, tak się składa, są rozległe. Wtedy były lądem – i pokryte tropikalnym lasem – zatopione dziś krainy Sunda (szelf łączący wyspy Indonezji) i Sahul (szelf między Australią a Nową Gwineą). Sunda była (i jej pozostałości pozostają) regionem pod względem bioróżnorodności nr 1 w świecie.

Skoro strefa tropikalna pozostawała w miarę stabilna termicznie pomimo mroźnych szaleństw plejstoceńskich glacjałów, to może również pozostanie (w miarę!) stabilną podczas obecnego antropogenicznego ocieplenia, antropocenu? Nagrzewać się będą czapy podbiegunowe i strefy umiarkowane, a tropiki nie ruszą się? Znów nie znam odpowiedzi.

Z przyglądania się temu, co już było, przez co Ziemia już przeszła i to geologicznie świeżo, wynika (zapewne) nie tylko stabilność klimatyczna tropików. Także odtwarzamy istną drogę tortur, jaką te krainy i ich bio-mieszkańcy przeszli, pomimo względnej stabilności temperatur. Te tortury w tropikach były inne niż w naszych mroźnych szerokościach, ale były. Jak przypomniałem chwilę wyżej, z końcem glacjału Wisły, czyli tego ostatniego, stopniała nie tylko Skandynawia (wraz z Irlandią i Szkocją, tamtejsze lądolody mam na myśli), ale przede wszystkim Ameryka Północna; w skrócie można powiedzieć: Kanada, bo jakieś 95% tamtejszego lodowca zalegało na dzisiejszej szczęśliwej dominii brytyjskiej. Nie dał się rozpuścić tylko lądolód Grenlandii. Oceany podniosły się o 120 metrów. Wyobraźmy sobie taki kataklizm dzisiaj. Nie tylko zalanych zostało kilka milionów km2 zalesionej i gęstej od zwierząt Sundy, Sahulu czy trochę węższego szelfu Południowej Ameryki, ale także całe śródlądowe kotliny w miejscu dzisiejszego Morza Żółtego i Zatoki Perskiej. Dla koralowców oznaczało to, że wszystkie ich siedliska zostały stracone. Te zwierzątka trzymają się płycizn parometrowych, tam rozrastają się ich rafy. Mimo tej katastrofy, koralowce znalazły sposób, żeby wyginąwszy w swoich starych „domach”, przenieść swoje potomstwo (larwy?) na nowe płycizny, leżące metry wyżej i wiele kilometrów dalej. Więcej, ta wielka przeprowadzka raf koralowych nie była pierwszą ani jedyną. Ponieważ holocen był w ciągu ostatniego milionlecia bodaj dwunastym ciepłym epizodem-interglacjałem, to co najmniej tyle razy koralowce musiały wędrować, by zakładać nowe rafy. Być może na resztkach starych, które przez tysiące lat czekały na suchym lądzie jako wapienne wzgórza. (Podobno gdzieś widać suche zabytkowe rafy z poprzedniego interglacjału eemskiego, kiedy morze stało 6 metrów wyżej niż teraz.) Podawana jest też większa liczba cykli glacjał-interglacjał: około 40. Mimo tych tortur od wezbrań i cofek oceanu, koralowce wraz z milionami ich komensali przetrwały. Nie twierdzę, żeby nie były zagrożone od kwaśnięcia wody od rosnącego poziomu CO2 – nie uważam się za mądrzejszego od fachowców, zresztą rafy koralowej w życiu nie widziałem – ale warto brać pod uwagę odporność tych stworzeń i ich ekosystemów na geologiczne tortury. Która – ta odporność – może przecież okazać się niewystarczająca w starciu z „antropogeniką”. Zagadką są atole... Ale za daleko bym wchodził w szczegóły.

Wynurzone w glacjale lądy (prócz naszych okolic pokrytych lądolodem) wyglądały inaczej niż teraz. Wszystkie rzeki miały podstawę erozji niższą o 120 metrów od obecnej. O tyle średnio były głębiej wcięte w teren. Amazonia nie mogła być jak teraz płaską równiną – była wyżynna i ponacinana głębokimi dolinami. Nie istniała żadna z obecnych delt: wszystkie musiały zostać usypane przez rzeki w ciągu tych niewiele ponad 11 tysięcy lat od młodszego dryasu. Nil, gdzie dziś ma płaską deltę, płynął 120-metrowym kanionem. Tak samo Niger, Missisipi, Ganges i inne mega-rzeki. Gdy podniósł się ocean, zalał ujścia rzek. W ciągu tych parunastu tysięcy lat rzeki postarały się ukryć tamte ubytki i zrobiły to tak skutecznie, że w ogóle tego nie widać! Obecny obraz i stan Ziemi ukrywa niedawne wielkie i gwałtowne zmiany, lub jak kto woli kataklizmy, lub geo-tortury.

Wracając do klimatu. Czy naprawdę wzrost średniej temperatury Ziemi przejawi się jako wzrost temperatur w tropikach? Czy inaczej, strefa tropikalna znów okaże się oporna na zmiany, „nie do ruszenia”? Zdaje się, że przeważa narracja, w myśl której tropiki będą się nagrzewać. A to jest groźne, ponieważ nasze stałocieplne ciała utrzymują temperaturę trochę poniżej 37° i są w razie potrzeby chłodzone przez odparowanie wody wydzielanej jako pot na skórę. Ale w ten sposób mogą zostać schłodzone najwyżej do temperatury zwanej „temperaturą mokrego termometru”, ang. wet-bulb point, co zacząłem śmiesznie nazywać „wet-bulbą”. Żeby człowiek mógł trwać jako-tako zdrowo, wet-bulba musi być być parę stopni niższa od temperatury wnętrza ciała, raczej około 34°, żeby strumień ciepła z wnętrza mógł wypłynąć przez skórę. Jeśli temperatura mokrego termometru będzie wyższa, człowiek się przegrzeje i wkrótce umrze. Wet-bulba okaże się zabijająca, czynnikiem letalnym. Podobno pierwsze wysiadają nerki.

W Internecie są publikacje z mapami wskazującymi, że wzrost średniej temperatury Ziemi spowoduje powstanie śmiertelnych plam wet-bulby, tzn. obszarów, gdzie z powodu kombinacji gorąca i wilgotności ludzie nie będą przeżywać. Zacząć się to ma od Amazonii i Indii (Kongo jako wyżej położone jest trochę bardziej na to odporne), ale ze wzrostem średniej temperatury letalna wet-bulba ma zaatakować nawet Śródziemnomorze, Chiny koło Pekinu i wschód Stanów Zjednoczonych. To byłaby nowość: nowa wokół-globalna strefa klimatyczna, jakiej dotąd nie było: strefa supertropikalna, nie całkiem dostępna dla ludzi. Bo zauważmy, że do tej pory tak się dziwnie składało, że upały strefy tropików i subtropików były dla ludzi przeżywalne, nie-śmiertelne. W tropikach dlatego, że mimo okresowo wysokiej, do 90% wilgotności, temperatura była względnie niska, nie przekraczała tych 34 stopni, i do tego stabilna. Dalej od równika lokalnie bywa dużo cieplej, temperatury przekraczają 40°, a nawet 50°, ale zawsze towarzyszy temu niska wilgotność. Kombinacja wysokiej temperatury i wilgotności uporczywie utrzymuje temperaturę mokrego termometru (wet-bulbę) na poziomie przeżywalności człowieka. To jest zdumiewające. Ludzie ewolucyjnie przystosowali się do życia w wysokich temperaturach, wyższych niż ich współmieszkańcy-konkurenci i pożywienie, wliczając lwy i antylopy, co dało im fory w ewolucyjnym wyścigu, ale jednocześnie wpasowali się w ten przedział temperatury i wilgotności, którego Ziemia uporczywie nie przekracza. Co ex post wygląda tak, jakby Ziemia dbała o to, by się nie przegrzali i by zbyt wysoka wet-bulba ich nie zabiła.

Co stabilizuje temperaturę mokrego termometru i nie pozwala jej przekroczyć poziomu dla ludzi letalnego? – Oceany. Przed napisaniem tego tekstu sprawdzałem na mapach meteoblue.com (polecam!) temperatury mokrego termometru i wody w morzach. Morze w najcieplejszych teraz (w grudniu) miejscach, np. u Indonezji i płn. Australii, nie przekracza 34°. Wet-bulba w tamtych miejscach nie przekracza 27°. Jest przyjemnie! Nawet w najskrajniejszych tropikach. Dlaczego wet-bulba jest o tyle niższa od temperatury wody w morzu? Domyślam się, że dlatego, że jest wyznaczana dla „warunków meteorologicznych” czyli 2 metry wyżej niż woda w morzu. Tam zawsze jest suszej niż 100% wilgotności, wartość właściwa dla styku wody z powietrzem, a wet-bulba jest równa (właściwie z definicji) temperaturze ośrodka tylko właśnie przy 100% wilgotności.

Tak czy inaczej, to czy tropiki pozostaną zdatne dla ludzkiego życia, czy wytworzy się nowa i letalna, zabijająca strefa supertropikalna, zależy to od stopnia podniesienia się temperatury w oceanach w pobliżu równika. To jest ten krytyczny, najkrytyczniejszy parametr, który powinien być wyliczany i przekazywany opinii publicznej. Czy dotychczas, w ramach tego wzrostu temperatur o 0,8°, wzrosła równikowa temperatura oceanów i o ile? Nie wiem, nie znalazłem informacji. Czy i o ile wzrośnie przy wzroście średniej o wyliczane i straszone półtora, 2° lub 4° stopnie? Też nie wiem.

Ostatnio staram się dokształcać w wiedzy o klimacie. Luk w wiadomościach i pytań mam więcej. Dotychczasowy stan Ziemi, z jednej strony tropikalnej, z drugich końców mroźnej, trzymał ziemski świat pod wysokim napięciem, w wysokim gradiencie temperatur czyli również energii. Gdy zanikną plamy mrozu w promieniu 50 stopni (szerokości geograficznej) od biegunów, ten gradient zmniejszy się, a cały system Ziemi napędzany tym napięciem sklęśnie, oklapnie, jak piłka z której uszło powietrze. Z niskiego gradientu wynika stabilność, właściwie zastój: brakuje energetycznych napięć, które poruszają materię. Czy inny czynnik zastąpi oklapnięte napięcie między polarnym mrozem a tropikiem? Niektóre pomysły sugerują, że tym zastępnikiem może być różnica potencjałów między wilgotnym i ciepłym „dołem” czyli powietrzem w dolnych warstwach atmosfery zwłaszcza w tropikach, a „górą” czyli chłodem i suchością wysokich warstw. Z tego brałyby się mega-burze i super-tajfuny, które, jak można się domyślać, zaczną mieszać atmosferę, gdy zwiędną poziome strumienie krążące między strefami ciepłą a zimną. Taki stan Ziemia już zaliczała, w epokach przed plejstocenem. Warto byłoby wyobrazić go sobie i wymodelować bardziej szczegółowo. Warto z góry lepiej poznać to, co do nas przyjdzie jako antropocen.

Antropocen powszedni: wstęp na końcu

O tym, jak antropocen wpływa lub wpływać może na codzienne życie i odwrotnie.


« Sens warsztatów, pracy z umysłem i ćwiczeń z percepcją Ubytki. O ptakach »

komentarze

[foto]

1. Polecam mapy Jana Mangeruda • autor: Wojciech Jóźwiak2018-12-08 22:39:01

Polecam wspaniałe mapy Jana Mangeruda przedstawiające rekonstrukcje zasięgu lądolodu w naszej części świata -- znakomicie pokazują, jak to, co teraz jest Skandynawią, Rosją, Polską, W. Brytanią było dręczone przez lodowce i zatopieliska -- i to tylko w ostatnim glacjale, tym Wiślanym-Weichselian. Tu link. Śpieszmy się podziwiać, bo cenne rzeczy lubią z Sieci znikać.
[foto]

2. Gratulacje! • autor: Jacek Dobrowolski2018-12-10 21:45:03

Znakomity wykład fizyka i świetnie stawiane pytania. Co to znaczy tęga głowa. Jak kiedyś mawiano "niekatolicka głowa"! Ten tekst powinien dotrzeć do geologów i meteorologów. Wojtku, brawo!

3. Przeżycie przy wzroście o 3 stopnie - nie ma takiej opcji • autor: Ylvaluiza2018-12-10 23:33:50

 Piszesz o wet-bulbach, w których z powodu kombinacji gorąca i wilgotności ludzie nie będą przeżywać. Trzeba pamiętać o roślinach  - one też niekoniecznie przeżyją taki wzrost temperatur, a wtedy zginie znaczna część lasów produkujących tlen (choćby w Amazonii). Nasze rodzime rośliny zaś nie przeżyją suszy spowodowanej zmniejszeniem się cyrkulacji powietrza znad oceanu (a trudno wyobrazić sobie podlewanie pól i lasów, zwłaszcza odsalaną wodą morską). W dodatku zdaniem naukowców przy wzroście o 3 stopnie zacznie uwalniać się metan z dna oceanów, co wyzwoli reakcję łańcuchową, więc nie ma co się zastanawiać nad naszym przeżyciem przy wzroście o 3 czy 4 stopnie. Do Jacka Dobrowolskiego - meteorolodzy i geolodzy też już sporo wiedzą - np. prof. Malinowski prowadzący portal o zmianach klimatu. Szkoda, że rządy (zwłaszcza amerykański) wolą dawać wiarę raczej lobbystom służącym branży paliwowej niż klimatologom. 
[foto]

4. @Jacek Dobrowolski • autor: Wojciech Jóźwiak2018-12-11 11:05:01

Ylvaluiza (wyżej) ma rację: fachowcy to wszystko wiedzą, zresztą muszą, bo z ich publikacji to wiem. Raczej chodziło mi o punkty, które nie są dostatecznie znane opinii publicznej czyli masom.
Po drugie, warto umieć sobie wyobrazić scenariusze dalszych "postępów" zmian (czytaj: katastrof) klimatu, żeby umieć jakoś dostosować się do nich. Bo że zostaną usunięte przyczyny, o tym wątpię.

5. Jak jest z tym metanem??? • autor: Sapsan2018-12-11 22:21:21

Wojtku, co myślisz na temat rosyjskich badań Wschodnio Syberyjskiego Szelfu Arktycznego?
Podobno wieczna zmarzlina już teraz przestaje być wieczną i część hydratów metanu już się rozpuszcza i uwalnia do atmosfery z płytkiego 50-70m dna Oceanu Arktycznego.
A zachodni naukowcy-komputerowcy nie chcą uwzględniać w swoich modelach klimatycznych wyników badań empirycznych z rosyjskich arktycznych ekspedycji.
Brzmi kuriozalnie. Z jednej strony nauka rosyjska jest pod butem Putina przez co ma wątpliwą reputację. Z drugiej strony nauka zachodnia tworzy modele komputerowe na podstawie teoretycznych obliczeń bez danych empirycznych.
Gdzie tu logika?
I jak jest z tym metanem?
Źródła:
https://scientificrussia.ru/articles/teplo-merzloty
https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsta.2014.0451
http://siberiantimes.com/ecology/others/news/n0760-arctic-methane-gas-emission-significantly-increased-since-2014-major-new-research/
https://exignorant.wordpress.com/2014/11/01/arktyczny-metan-zignorowane-dowody-emisji/

6. naukaoklimacie.pl ignoruje rosyjskie badania • autor: Sapsan2018-12-11 22:31:38

Polscy fachowcy, jak wydaje się, nic nie piszą o rozpuszczających się już teraz syberyjskich klatratach metanu.
http://naukaoklimacie.pl/aktualnosci/nieoczywisty-metan-205
http://naukaoklimacie.pl/aktualnosci/metan-pod-lodem-154
Zadałem im pytanie na fejsie. Udostępnię odpowiedź tutaj.
[foto]

7. Badania nad metanem • autor: Wojciech Jóźwiak2018-12-13 10:45:04

Sapsan: Myślę, że fachowcy dobrze wiedzą, co dzieje się w ich środowisku i jakie są wyniki badań. Ale do nas, czyli do czytelników prasy i e-prasy, te wiadomości docierają nierównomiernie, z opóźnieniami itd. Tak mi się wydaje.

Zaloguj się - aby napisać komentarz   Rejestracja - jeśli nie masz konta w Tarace

x

Szybki przegląd Taraki

[X] Logowanie:

- e-mail jako login
- hasło
Zaloguj
Pomiń   Zapomniałem/am hasła!

Zapisz się (załóż konto w Tarace)