1.Co to jest klimat?

Przez pojecie „klimat” rozumiemy przeciętny stan atmosferyczny, typowy dla danego regionu w poszczególnych sezonach i porach roku. W takim ujęciu klimat charakteryzuje się na podstawie wieloletnich danych obserwacyjnych ze stacji meteorologicznych takich czynników, jak temperatura powietrza, prędkość i kierunek wiatru, wilgotność powietrza, zmiany ciśnienia atmosferycznego, nasłonecznienie i zachmurzenie, opady, mgły i burze. Najczęściej, jako reprezentatywny okres klimatologiczny przyjmuje się okres 30-letni, choć często, wskutek braku danych, w analizach klimatologicznych przyjmuje się krótsze okresy obserwacyjne.

W innym ujęciu z punktu widzenia klimatologii dynamicznej, klimat definiowany jest jako przebieg pogody, typowy dla danego regionu, wyrażający się w częstości i prawidłowości występowania różnych sytuacji pogodowych w przebiegu rocznym.

Warunki klimatyczne na kuli ziemskiej są bardzo zróżnicowane. Na kształtowanie się tych różnic wpływa wiele czynników - takich jak położenie geograficzne (wyróżnia się klimat zimny, umiarkowany, tropikalny), wysokość wzniesienia danego terenu n.p.m. (klimat nizinny, górski), odległość od mórz i oceanów (klimat kontynentalny i nadmorski), modyfikujący wpływ większych zespołów roślinnych (klimat leśny), działalność gospodarcza człowieka (klimat miast). Na zróżnicowanie warunków klimatycznych wpływa tez znacznie urozmaicona rzeźba terenu (klimat lokalny). Wymienione czynniki, ze względu na spełniana funkcje to czynniki klimatotworcze.

2.Przeszłość i teraźniejszość

Klimat na świecie ciągle się zmienia. Zmieniał się okresowo, często w sposób zasadniczy, przez cały czas istnienia naszej planety i to zarówno przed, jak i po pojawieniu się na niej człowieka. Zmiany te wahały się od nieznacznych fluktuacji, odnotowanych w okresie, gdy prowadzono już badania instrumentalne (trwających - jak np. w przypadku susz na Sahelu od drugiej polowy lat sześćdziesiątych - dekadę lub kilka dekad) aż po zmiany obejmujące całe okresy geologiczne, które trwały wiele milionów lat. Okresy ekstensywnego rozwoju lodowców były podzielone milionami względnego ciepła, w czasie których na większości terenów czasze lodowe prawie zupełnie zanikały.

Zmiany klimatyczne o dużym znaczeniu, aczkolwiek stosunkowo krótkotrwale, były typowe także dla XX wieku, przy czym ostatnio coraz trudniejsze staje się oddzielenie przyczyn naturalnych tego zjawiska od tych, które zostały spowodowane działalnością człowieka. Przede wszystkim jednak XX wiek jest okresem globalnego ocieplenia. Średnia temperatura zwiększyła się o mniej więcej 0,3-0,6 stopni Celsjusza, przy czym lata 80-te i 90-te były szczególnie cieple. Dziesięć najcieplejszych lat w ostatnim 130-leciu przypada właśnie na te dwie dekady.

Widać zatem jasno, że klimat rzadko, jeśli w ogóle kiedykolwiek, był stabilny. Zmieniał się wielokrotnie, i to znacznie, we wszystkich szerokościach geograficznych, a zmiany te występowały w każdym okresie dziejów Ziemi. Wahania klimatu są więc niezależne od działalności człowieka i nie ma żadnych powodów, by sądzić, że nie będą następowały także w przyszłości. Z dużym prawdopodobieństwem można stwierdzić, że wystąpią. Przeszłość i teraźniejszość jasno wskazują, ze sporządzając prognozy klimatu, musimy uwzględniając -wszystkie naturalne mechanizmy- siły napędowe nieustannych zmian na Ziemi. Wszelkie spowodowane przez człowieka zmiany klimatu powinny być postrzegane z uwzględnieniem tych znaczących naturalnych wahań. Zastanówmy się więc teraz, czym są owe naturalne mechanizmy, powodujące niestabilność klimatu.

3.Sily napędowe klimatu.

Wciąż jeszcze nie udało się przedstawić takiego wytłumaczenia przyczyn zmian klimatu, które można by w pełni zaakceptować. Żaden pojedynczy proces nie pozwala wyjaśnić wszystkich aspektów owych zmian. Złożoność czynników mogących wchodzić w grę jest wręcz zniechęcająca.

Zawiły charakter klimatu staje się oczywisty, gdy prześledzimy drogę promieniowana słonecznego - podstawowego czynnika wpływającego na klimat. Przed wszystkim promieniowane Słońca może ulegać wahaniom z takich powodów jak zmiany sił przypływowych, wywieranych nań przez planety. Ustalono, że promieniowane słoneczne ulega wahaniom, zarówno pod względem ilości (co kojarzone jest z tzw. zjawiskiem jak występowanie plam słonecznych - ciemnych obszarów na powierzchni Słońca, nieco chłodniejszych niż temperatura pozostałych części), jak i pod względem jakości (np. poprzez zmiany w ultrafioletowej części widma słonecznego). Cykliczność aktywności Słońca została potwierdzona przez wielu współczesnych badaczy, przy czym zaobserwowali oni okresowość 11- i 22- letnią. Zakłada się także występowanie 80 - 90-letnich cykli plam słonecznych. Dane z obserwacji prowadzonych w okresie historycznym również wskazują na zmiany w aktywności Słońca; szczególnie uderzający jest przekaz o braku plam słonecznych w latach 1640-1710 w okresie nazywanym czasem minimum Maundera. Jest być może istotne, ze owo min. wystąpiło podczas najsurowszych lat Malej Epoki Lodowej. Jakimś dowodem na to, jak istotny wpływ na klimat odgrywają długookresowe zmiany aktywności Słońca, są wyniki badań nad zmiennością zawartości w atmosferze izotopu węgla C 14. Wahania te, przynajmniej częściowo mogą zależeć od zmian natężenia promieniowania słonecznego.

Wpływ promieniowania Słońca na powierzchnie Ziemi również może się zmieniać z powodu obecności obłoków materii międzygwiazdowej, przez które Ziemia od czasu do czasu „przepływa”, lub które pojawiają się miedzy Ziemia a Słońcem. Ich obecność może redukować strumień promieniowania słonecznego docierającego do naszej planety. Podobne okresowe wahania w nasłonecznieniu Ziemi mogą zaistnieć w wyniku przemieszczania się całego Układu Słonecznego przez pył nagromadzony w płaszczyźnie Drogi Mlecznej.

Ilość promieniowania docierającego do powierzchni Ziemi jest także uzależniona od położenia i konfiguracji naszej planety na orbicie okołosłonecznej. Prawdopodobnie decydujące są trzy główne czynniki atmosferyczne. Po pierwsze, orbita Ziemi nie jest idealnie okrągła, lecz ma kształt zbliżony do elipsy. Gdyby orbita ta była kolista, wówczas lato i zima twalyby dokładnie tyle samo. Im bardziej zwiększa się jej mimośród, tym długości poszczególnych pór roku cechują większe różnice. Cykl zmian mimośrodu orbity ziemskiej - od prawie kolistej do maksymalnie eliptycznej - może wynosić 96 tys. lat.

Po drugie, zmiany wprowadza również procesja punktów zrównania dnia z nocą, co oznacza, że zmienia się moment w roku, w którym Ziemia znajduje się najbliżej Słońca. Powodem tych zmian jest „kiwanie się” Ziemi na podobieństwo dziecięcego baczka kręcącego się wokół własnej osi. Ten cykl trwa około 21 tys. lat.

Po trzecie, w okresie mniej więcej 40 tys. lat zmienia się kat nachylenia osi Ziemi do płaszczyzny ekliptyki, co również powoduje zmiany ilości promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni naszej planety. Ten ruch, podobny do kołysania się statku, powoduje przechył. Im większe nachylenie, tym większa różnica między zimą i latem.

Trzy omówione wyżej czynniki składają się na teorię Milankowicza lub, inaczej, orbitalną teorię zmian klimatycznych. Owe długookresowe wahania czynników astronomicznych kusząco odpowiadają - jak się okazało - okresowości zmian klimatu: pojawianiu się wielu glacjałów interglacjałów w ciągu ostatniego 1,6 mln lat. Zostały, w rzeczy samej, nazwane „metronomem epok lodowych”.

Przejrzystość atmosfery ziemskiej dla promieniowania słonecznego jest bardzo silnie uzależniona od ilości zawartych w niej gazów, związków chemicznych i pojedynczych cząsteczek. Szczególnie istotną role odgrywają tu chmury pyłu wulkanicznego. Mogą one ograniczać ilość promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni naszej planety powodując tym samym ochłodzenie. Nie bez znaczenia jest także erozja osądów gleby. Z analizy osadów lessowych, pochodzących z czasów epoki lodowej, wynika jasno, ze maximum aktywności lodowców przypadało na czas znacznego zapylenia atmosfery, prowadzącego do globalnego ochłodzenia.

Dwutlenek węgla, metan, tlenki azotu, dwutlenek siarki i para wodna także mogą modyfikować dopływ - promieniowania słonecznego do Ziemi. W ostatnich dekadach szczególna uwagę zwraca się na rolę, jaka odgrywa w atmosferze CO₂. Gaz ten swobodnie przepuszcza promieniowanie słoneczne w kierunku Ziemi, lecz pochłania emitowane przez nią promieniowanie podczerwone; gdyby go w atmosferze nie było, promieniowanie uciekałoby w przestrzeń kosmiczna, powodując w rezultacie ochłodzenie niższych partii atmosfery. W efekcie działania owego mechanizmu - zwanego efektem cieplarnianym - można oczekiwać, ze niższa zawartość CO₂ w atmosferze będzie prowadziła do ochłodzenia, natomiast jego wysoki poziom będzie sprzyjał ocieplaniu. To samo dotyczy metanu oraz tlenków azotu, które odgrywają role gazów cieplarnianych jeszcze bardziej skutecznie niż CO₂. Dzięki odwiertom przeprowadzonym w ostatnich latach w rejonach polarnych okazało się, że możliwe jest uzyskiwanie CO₂ z pęcherzyków gazu zawartego w warstwach spoczywającego tam lodu. Analizy zmian koncentracji dwutlenku węgla w tych próbkach dostarczyły godnych uwagi wyników. Świadczą one o tym, że zmiany tego związku w atmosferze oraz wahania klimatu na przestrzeni 160 tys. lat są ze sobą zsynchronizowane. I tak w okresie ostatniego interglacjału, około 120 tys. lat temu, notowano bardzo wysoki poziom CO₂, zaś max lodowe 18 tys. lat temu przypadło na czas niskiej zawartości CO₂ w atmosferze. Podobnie wczesny holocen okazał się okresem ponownego wzrostu ilości CO₂. Przyczyny obserwowanych naturalnych zmian w koncentracji gazów cieplarnianych wciąż są tematem wielu badań naukowych.

Kiedy już promieniowanie słoneczne osiągnie powierzchni Ziemi, może być ono pochłonięte albo tez odbite, zależnie od tego, na jaka powierzchnię pada: na lód czy na wódę, na teren pokryty ciemną roślinnością czy też na pustynie, czy wreszcie - na obszar pokryty śniegiem.

Wpływ promieniowania na klimat zależy także od rozmieszczenia lądów i oceanów i ich położenia na poszczególnych szerokościach geograficznych. Płyty tektoniczne znajdują się w ciągłym ruchu, góry zapadają się lub wypiętrzają, oceany i cieśniny otwierają się i zamykają. W wyniku tych procesów poszczególne tereny przemieszczają się w inne szerokości geograficzne, zmianie ulega cyrkulacja atmosfery oraz prądy oceaniczne.

W dyskusji na temat przyczyn zmian klimatu należałoby się również zastanowić nad sprzężeniem zwrotnym miedzy poszczególnymi czynnikami klimatotworczymi. Sprzężenie to prowadzi bowiem bądź do zwiększenia i zintensyfikowania pierwotnych czynników sprawczych wpływających na klimat (możemy je wówczas nazywać sprzężeniem pozytywnym) albo do ich zmniejszania lub osłabienia (sprzężenie negatywne).

Chmury, lód i śnieg oraz para wodna są najważniejszymi mechanizmami owego sprzężenia zwrotnego. Przykładem sprzężenia pozytywnego jest rola, jaka odgrywa śnieg. W warunkach chłodu opady atmosferyczne częściej przyjmują postać płatków śniegu i drobin lodu niż kropel deszczu. Śnieżnobiałe podłoże cechuje się natomiast znacznie większym albedo (stopniem odbijania promieni słonecznych), co w konsekwencji powoduje ochłodzenie mas powietrza nad tym terenem. Podobnie - w sposób wzmacniający - oddziałuje para wodna, podstawowy gaz cieplarniany; ocieplenie wiąże się z dalszym wzrostem jej zawartości w powietrzu, bowiem parowanie z oceanów oraz zdolność powietrza do pochłaniania większej ilości wody zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury.

Wreszcie nie można wykluczyć, iż atmosferę i oceany cechuje pewien stopień wewnętrznej niestabilności, jak gdyby były wyposażone w jakiś zakodowany, wewnętrzny mechanizm wywołujący zmiany. Oznacza to, że nawet niewielkie, przypadkowe zakłócenia mogą pociągać za sobą poważne i długotrwale zmiany klimatu.

4.Reagowanie, adaptacja i łagodzenie skutków.

Jeśli, jak sugeruje Międzynarodowy Zespól ds. Zmian Klimatu, pogłębienie się efektu cieplarnianego spowoduje ocieplenie w pierwszym stuleciu tego tysiąclecia, to w tej sytuacji, zdaniem IPCC, powinniśmy:

• zastosować niskonakładowe rozwiązania poprawiające sprawność urządzeń energetycznych w celu zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych;

• zlikwidować dopłaty do paliw kopalnych, które przyczyniają się - pośrednio lub bezpośrednio - do emisji gazów cieplarnianych;

• zastępować paliwa emitujące dużą ilość CO₂ paliwem, które emituje go mniej, w celu zredukowania emisji gazów cieplarnianych;

• zwiększyć lub zintensyfikować pochłanianie i retencje gazów cieplarnianych przez pochłaniacze, takie jak lasy;

• stosować już istniejące technologie (i opracowywać nowe) w celu zredukowania emisji metanu i tlenków azotu powstających w wyniku procesów przemysłowych, uprawy roli, transportu i spalania paliw kopalnych;

• zinstytucjonalizować formy międzynarodowej współpracy polegającej na realizacji wspólnych przedsięwzięć, przepływie technologii i ustalaniu zasad handlu emisyjnego w celu zminimalizowania kosztów związanych z ograniczaniem emisji gazów cieplarnianych;

• planować i wprowadzać w życie rozwiązania ułatwiające adaptację do zmieniających się warunków klimatycznych;

• podejmować dodatkowe badania nad przyczynami i skutkami zmian klimatu oraz możliwościami przystosowania się do zmian;

• prowadzić badania nad rozwojem technik umożliwiających dalsze zwiększenie sprawności obiektów energetycznych, minimalizowanie emisji gazów cieplarnianych, a wreszcie pozyskanie energii z innych niż paliwa kopalne źródeł;

• rozwijać zinstytucjonalizowane mechanizmy, takie jak np. systemy ubezpieczeń, w celu bardziej równomiernego rozłożenia ryzyka strat, do jakich może dojść w efekcie zmian klimatu.

Jednym z ważnych zagadnień jest to, jak i kiedy powinniśmy rozpocząć przystosowanie się do globalnego ocieplenia. Często mówi się, ze potrzebna będzie adaptacja dwojakiego rodzaju. Pierwsza polega na przyjęciu postawy „poczekamy - zobaczymy” i reakcji na zmiany dopiero wówczas, gdy już się pojawia. Druga zaś polega na podejmowaniu działań wyprzedzających rozwój wydarzeń, aby zminimalizować wszystkie możliwe negatywne skutki ewentualnych zmian bądź tez zwiększyć nasza zdolność do szybkiego i niezbyt kosztownego przystosowania się do nich.

5.Wplyw klimatu na miasto, wpływ miasta na klimat.

Osiedla i budynki tworzą „zabudowane” środowisko człowieka. Klimat z jednej strony a osiedle (lub miasto jako najważniejsza forma osiedla) i budowle z drugiej wywierają na siebie wzajemne oddziaływanie o przeciwnych kierunkach. W każdym z obu kierunków można wydzielić stopnie skali przestrzennej (makro-, mezo- i mikro-).

5.1. Wpływy mikroklimatyczne.

Związane są z głównymi strefami klimatycznymi kuli ziemskiej. W gorących i wilgotnych klimatach tropikalnych należy:

• dla ochrony przed parnością zapewnić swobodny przewiew wiatru w celu zapobiegania przegrzaniu organizmu ludzkiego,

• zapewnić ochronę przed częstymi i silnymi opadami.

Dlatego w strefie międzyzwrotnikowej najbardziej odpowiednia jest luźna zabudowa, szerokie ulice, zadaszone tarasy itp.

Zaś w suchym klimacie zwrotnikowym konieczna jest ochrona przed:

- promieniowaniem słonecznym,

- burzami piaskowymi (w pobliżu pustyń).

Dlatego w tej sytuacji preferuje się: budowę grubych ścian z małymi otworami okiennymi, gęsta zabudowę lub stawianie specjalnych ścian pełniących role osłon przeciwsłonecznych itp.

5.2 Wpływy mezo- i mikroklimatyczne.

Te pierwsze związane są z ukształtowaniem pionowym. Ujemne cechy klimatu doliny pogarszają na tyle klimat miasta, ze dojść może do wytworzenia niekorzystnych warunków dla człowieka np. osłabiona turbulencja w dolinie jest przyczyną złej jakości powietrza, mglistości, występowania skrajnych temperatur. Klimat obszarów górzystych jest dla miast korzystniejszy. Występuje tu lepsza jakość powietrza. Lecz przy zbyt dużych wysokościach n.p.m. występują częste mgły i opady śnieżne, co utrudnia komunikacje i zwiększa wymagania energetyczne.

Gdy zasięg zjawisk meteorologicznych nie przekracza 1m zwykło się mówić o mikroklimacie. Wąskie doliny są nieprzydatne dla budownictwa osiedlowego. Zimą nie dociera do dna doliny promieniowanie słoneczne, intensywność turbulencji jest jeszcze słabsza. Oto zmiany czynników charakterystyczne dla tego typu oddziaływania:

• wiatr (ciśnienie, chwianie się),

• ulewy (zawilgocenie ścian i spoin przez zacinające deszcze,

• sadz (obciążenie masztów i więź),

• pokrywa śnieżna (obciążenie płaskich dachów),

• różnice temperatur (zróżnicowana rozszerzalność budowli).

5.3 Wpływ miasta na klimat.

Miasta i okręgi przemysłowe stanowią punkt wyjścia dwojakich sztucznych, daleko sięgających wpływów klimatycznych, a to przez:

• emisje zanieczyszczeń powietrza,

• wytwarzanie ciepła.

6. Człowiek a klimat

Człowiek ma wybitne, fizjologiczne i psychiczne zdolności adaptacyjne, gdy chodzi o klimat, chociaż organizm ludzki musi utrzymywać temperaturę wewnętrzną w granicach ok. 36-37^oC. Z wyjątkiem obszarów trwale pokrytych śniegiem i najwyższych szczytów górskich człowiek żyje wszędzie. Siedziby ludzkie spotykamy nawet na wysokości 5000m., gdzie ciśnienie atmosferyczne jest o połowę mniejsze niż na poziomie morza. Człowiek mieszka i gospodaruje na Wyżynie Tybetańskiej oraz w miastach Boliwii leżących na wysokości około 4000m n.p.m. Kopalnie w Corocoro 6-37przekraczają nawet tę wysokość. W Himalajach stałe osiedla spotyka się na wysokości do 4350 m n. p. m.. Człowiek żyje we wszystkich strefach klimatycznych. Mieszka w Wierchojańsku, gdzie temperatura w styczniu spada do -70^oC, a okresowo przebywa na Antarktydzie, gdzie na stacji "Wostok" zanotowano najniższą temperaturę -91,5^oC. Mieszka również w Massaui, jednej z najgorętszych miejscowości na kuli ziemskiej. Średnia temperatura w lipcu sięga tu 35^o C. Górnicy kopalń Witwatersrandu w Afryce Południowej pracują na głębokości 2600m przy temperaturze 40^oC. Tę niezwykłą zdolność adaptacyjną człowiek zawdzięcza mechanizmowi termoregulacyjnemu wewnątrz organizmu, odporności orz zabiegom i urządzeniom umożliwiającym łagodzenie ujemnych skutków klimatu. Prostym środkiem regulowania klimatu najbliższego otoczenia, czyli mikroklimatu, jest odzież oraz mieszkanie, w którym człowiek spędza znaczną część swojego życia. Stwarzanie odpowiedniego mikroklimatu, ma doniosłe znaczenie gospodarcze. Stosuje się je w kopalniach, tunelach, w zakładach przemysłowych, zwłaszcza włókienniczych i tytoniowych, w wagonach kolejowych, na statkach i w samolotach. Do transportu na znaczne odległości łatwo psujących się produktów używa się wagonów i statków chłodni. Dzięki takim urządzeniom możliwe stały się pewne gałęzie gospodarki towarowej, obsługującej odległych odbiorców, np. hodowla w Australii, Nowej Zelandii i Argentynie, których produkcja znajduje zbyt na rynkach oddalonych o wiele tysięcy kilometrów od miejsca wytwarzania.

Sztuczny klimat jest nierozerwalnie związany z cywilizacją. Bez niego życie człowieka byłoby trudniejsze, a ekumena zajmowałaby znacznie mniejszy obszar niż zajmuje obecnie.

Przykładem wpływu człowieka na jeden z elementów klimatu może byś stosowanie od czasów Franklina piorunochronu i zmniejszenie niebezpieczeństwa grożącego wskutek wyładowań atmosferycznych.

Pewien wpływ na klimat osiągnęło rolnictwo w dziedzinie ochrony przed przymrozkami. Od dawna znane są sposoby ogrzewania winnic i sadów w czasie przymrozków za pomocą piecyków dymnych i parowych oraz przez rozpalanie ognisk, a ostatnio przez ogrzewanie górnych warstw gleby prądem elektrycznym. Można w ten sposób uzyskać podniesienie temperatury o 5,6^oC. Dla ochrony przed mistralem ogrodnicy w dolinie Rodanu stosują płoty, mury i wały ziemne. Na wyspie Trynidad kakaowiec dojrzewa na wschodnim wybrzeżu tylko dzięki urządzeniom ochronnym przed pasatami. Rolnictwo posługuje się również " sztucznym klimatem" przez uprawę warzyw, owoców i kwiatów pod szkłem. Krajem, w którym na wielką skalę upowszechniono ten sposób uprawy, jest przede wszystkim Holandia. W Islandii ogrzewa się szklarnie za pomocą wody pochodzącej z naturalnych gorących źródeł. Zmianę mikroklimatu osiąga się również przez nawadnianie pól. Duża strata ciepła na parowanie powoduje mianowicie obniżenie temperatury powierzchni ziemi, co pociąga za sobą spadek temperatury dolnej warstwy powietrza i wzrost jej wilgotności względnej. Wyraźną zmianę warunków termicznych w wyniku sztucznego nawadniania stwierdzono na obszarach pustynnych. W oazach objętych irygacją temperatura jest w dzień o 5-6^o niższa niż w nocy zaś o tyleż stopni wyższa niż w otaczającej pustyni. Nawadniając duże obszary można doprowadzić do znacznych zmian warunków transformacji mas powietrza nad danym terytorium.

Walka z gradobiciem nie dała dotychczas zadowalających wyników. Próby sztucznego wywołania opadów atmosferycznych, podejmowane przede wszystkim w Australii i na zachodzie USA oraz w Holandii, polegają na odparowaniu pewnych chemikaliów, rozpylaniu suchego lodu, czyli zestalonego dwutlenku węgla lub rozpraszaniu z samolotów srebra. Uzyskano w tej dziedzinie pozytywne wyniki, aczkolwiek tylko na niewielkich obszarach. Pomyślne rozwiązanie problemu sztucznych odpadów w szerszej skali, przy użyciu opłacalnych środków, miałoby ogromne znaczenie dla gospodarki rolnej, zwłaszcza obszarów suchych. Do rozpraszania mgły, stanowiącej niebezpieczeństwo szczególnie dla lotnictwa, stosuje się gdzieniegdzie ogrzewanie dolnych warstw powietrza na lotniskach.

Pośredni wpływ człowieka na klimat wyraża się przede wszystkim w trzebieży lasów, która w czasach najnowszych przybrała katastrofalne rozmiary. Szacuje się, że obszar lasów zmniejszył się o około 45%, co nie mogło pozostać bez następstw dla klimatu nie tylko lokalnego, ale również regionalnego, tj. mezoklimatu. Las zapobiega silnemu ogrzewaniu i osuszaniu gleby i dlatego jest, zwłaszcza w lecie, chłodniejszy niż obszary bezleśne, podlega także mniejszym dobowym i rocznym wahaniom temperatury. Las osłabia również działanie siły wiatru i mechanicznej siły opadów, skuteczniej niż obszary bezleśne gromadzi opady deszczu i śniegu, zwiększa retencję wilgotności, ilość opadów i dni z opadami. Znaczną powierzchnią asymilacyjną las chłonie dwutlenek węgla w większej koncentracji, szkodliwy dla zdrowia. W rejonach suchych wylesieniu często towarzyszy nasilenie burz pyłowych i niszczenie pokrywy glebowej. Z tych względów las uważa się za czynnik" melioracji" klimatu.

Pasy leśne osłabiają destrukcyjną siłę wysuszającego wiatru w przestrzeni międzypasowej. Wprawdzie zakładanie pasów pociąga za sobą utratę około 2% powierzchni upraw rolnych, ale umożliwia, w zależności od warunków klimatycznych, podniesienie plonów na przylegających polach o 15-40%.

Innym przykładem wpływu człowieka na klimat są warunki klimatyczne miast. Wpływ ten jest tym większy, im bardziej rozległe i ludne są miasta oraz im silniej rozwinięty jest w nich przemysł. Zależy również od położenia miast i ich zabudowy. Duże miasta są w lecie i w zimie o 1 do 2^oC cieplejsze od ich okolic. W Paryżu różnica ta wynosi 0,75^oC w Berlinie 0,5^o, w Grazu 1,4^o, w Moskwie 1^o, w Leningradzie 0,5-0,8^oC. Miasto cieplejsze o 1^oC od swojej okolicy ma klimatyczne warunki termiczne miejscowości położonej na tym samym poziomie co najmniej o 100-150 km bliżej równika.

Największe różnice termiczne występują wieczorem, zwłaszcza w lecie. Stwierdzają to osoby wracające wieczorem do miasta z okolic podmiejskich. W Paryżu zanotowano np. w lecie o godz. 21 temperaturę o 2,5^o wyższą niż w okolicy, w Moskwie o 1,2^o. W lecie wyższa temperatura jest następstwem silniejszego nagrzania się jezdni asfaltowych, bruków i domów oraz utrudnionego przewiewu zabudowanej przestrzeni, w zimie działa ogrzewanie domów, kondensacja pary wodnej oraz mgły spowodowane pyłem i dymem. Tworzą one jak gdyby czapę, która hamuje przenikanie promieni słonecznych, a w nocy utrudnia wypromieniowanie. Stwierdzono także, że usłonecznienie np. w Berlinie jest o 20% słabsze niż w Poczdamie, a w Wiedniu nawet o 40%. Dzienne i roczne wahania temperatur są w miastach mniejsze niż na obszarach poza miastem. Powietrze w miastach zawiera wiele zanieczyszczeń, które określa się nazwą aerozoli, tj. układów koloidowych powstających w wyniku rozproszenia ciał stałych lub cieczy w ośrodku gazowym.

Geograf niemiecki P. A. Kratzer porównuje duże miasta do kamienistych pustyń i równocześnie do wulkanów. Wyrzucają one bowiem ustawicznie ogromne ilości dymu, kurzu, spalin i popiołu. Świadczą o tym następujące dane. W Londynie do niedawna na 1m² przypadało około 12 g sadzy. Oznaczało to w ciągu roku 144 t na 1 km². W przemysłowych okręgach Europy i Stanów Zjednoczonych ilość opadającego pyłu dochodzi do 700-900 ton na km² rocznie. Im wyższy jest potencjał ekonomiczny uprzemysłowionych krajów, tym wyższy stopień zanieczyszczenia środowiska. Wskutek spalania paliw na kuli ziemskiej do atmosfery dostaje się około 1,5 mld ton węgla. Rosyjski geograf Budyko sądzi, że jeśli dotychczasowe tendencje produkcji energii ( roczny wzrost o 6%) i wytwarzania CO₂ utrzymują się, to wpływ tych czynników przewyższy z czasem wpływ czynników naturalnych i spowodować może odczuwalną zmianę klimatu Ziemi.

Urządzenia mające na celu ochronę przed zanieczyszczeniem odpadami przemysłowymi są nawet w warunkach laboratoryjnych tylko częściowo skuteczne. Szacuje się, że w całej atmosferze ziemskiej znajduje się obecnie około 900mln ton zanieczyszczających substancji różnego składu i pochodzenia.

Pył unoszący się w powietrzu osłabia intensywność promieniowania słonecznego. Cząsteczki pyłu stają się jądrami kondensacji pary wodnej. Z tego powodu większe miasta są rozsadnikami mgieł, które przy bezwietrznej pogodzie wiszą nad miastem, nasycając atmosferę toksycznymi składnikami.

Miasto ma większą ilość odpadów atmosferycznych niż nie zabudowane obszary. W centrum Moskwy ilość opadów jest np. o 10% większa niż poza miastem. Z wieloletnich badań przeprowadzonych w Rochdale obok Manchesteru wynika, że suma opadów atmosferycznych jest o około 6% mniejsza w niedzielę i dni świąteczne niż w dniach powszednich, tj. normalnej działalności zakładów przemysłowych. Z tych samych przyczyn przemysłowe osiedla mają w nocy, kiedy pewna liczba fabryk nie pracuje, mniej opadów niż w dzień ( o około 14%).

Następstwem cieplejszego klimatu miast jest mniejsza ilość opadów śnieżnych. Pojawiają się one później i kończą wcześniej, a pokrywa śnieżna utrzymuje się krócej w mieście niż poza miastem. Często w mieście pada deszcz, a za miastem śnieg.

Zmiany klimatu wywołane bezpośrednio lub pośrednio przez człowieka dotyczą mikroklimatu, klimatu lokalnego i w pewnym stopniu klimatu regionalnego. Wielkich ruchów mas powietrza człowiek nie potrafi jednak obecnie regulować. Tym samym nie potrafi zapobiegać mrozom i upałom, posuchom i burzom, może je natomiast z dość dużą dokładnością przewidywać. Dzięki osiągnięciom meteorologii coraz precyzyjniejsze prognozowanie pogody pozwala osłabiać ujemne skutki żywiołowych katastrof klimatycznych i niekorzystnych zjawisk meteorologicznych. Trafne zapowiedzi przymrozków lub burz mają duże znaczenie dla rolnictwa, komunikacji i turystyki.

Istnieją liczne projekty mające na celu bardziej radykalne zmiany klimatu pod kątem widzenia bieżących i przyszłych potrzeb społeczeństwa. Do takich planów należą np. projekty zmiany kierunku rzek syberyjskich na południe do pustyń Azji Środkowej i stepów Kazachstanu lub wprowadzenie części wód Morza Śródziemnego na Saharę. Trudno przewidzieć, czy i kiedy tego rodzaju śmiałe projekty, których wykonanie miałoby również ogromny wpływ na klimat rozległych obszarów, dadzą się zrealizować. Zastosowanie energii atomowej dla celów pokojowych zwielokrotniło siły produkcyjne człowieka i uczyniło realnym niejeden projekt, który dawniej uważany był za wytwór fantazji.

7. Globalne ocieplenie.

Globalne ocieplenie jest prawdopodobnie skutkiem rozwoju przemysłu i motoryzacji. Wprawdzie podwyższenie temperatury jest niemal niezauważalne przez człowieka, ale wpływ ocieplenia na planetę może być katastrofalny w skutkach

Rezultatem ocieplania klimatu Ziemi mogą być susze, katastrofalne powodzie, huraganowe wiatry i pożary. Zauważalne zmiany mogą dotyczyć również świata roślin i zwierząt. Dla naukowców pytanie o przyczyny ocieplania klimatu i poszukiwanie sposobów przeciwdziałania temu procesowi jest równie ważne jak przewidywanie jego skutków.

Jeśli przyczyną wzrostu temperatury na kuli ziemskiej nie byłaby działalność człowieka, odpowiedzi należałoby szukać w naturalnych procesach, jakie od milionów lat zachodzą na Ziemi. Badając dzieje Ziemi geolodzy odkryli ślady co najmniej kilku wielkich epok lodowcowych, kiedy następował gwałtowny spadek temperatury, a znaczna część naszej planety pokrywała lodem. Również w czwartorzędzie, młodszym okresie kenozoiku trwającym od około 2 milionów lat temu do dziś, lodowce pokryły ogromne obszary kuli ziemskiej. Młodsza epoka czwartorzędu, trwająca obecnie-holocen, traktowana jest przez wielu naukowców za jeszcze jeden interglacjał, czyli cieplejszy okres między dwoma glacjałami (zlodowaceniami), kiedy to lodowce zanikają lub ograniczają swój zasięg do małych obszarów. Na przestrzeni dziejów temperatura Ziemi wielokrotnie była znacznie wyższa niż obecnie. Wyraźne ocieplenie klimatu miało na przykład miejsce w pliocenie, najmłodszej epoce trzeciorzędu trwającej od ok.5 do2 mln lat temu, kiedy to poziom morza był o 30-35 metrów wyższy niż obecnie. Epoki lodowcowe są najprawdopodobniej wynikiem zmiany kąta nachylenia osi ziemskiej i jej orbity w stosunku do Słońca. Zmiany temperatury mogą mieć również związek z ilością wysyłanej w kierunku Ziemi energii słonecznej, ilością pyłu wulkanicznego w atmosferze i wreszcie w pewnym, choć ciągle trudnym do oszacowania stopniu z działalnością człowieka.

Naukowcy dysponują dowodami, że w ciągu ostatnich 100 lat temperatura Ziemi wzrosła o 0,5stopmia. Obecnie prawdopodobnie o 0,3 stopnia w ciągu 10 lat. Jeśli człowiek będzie nadal zanieczyszczał atmosferę, w XXI wieku średnia temperatura Ziemi może wzrosnąć od 1 do 5 stopni.

Lata osiemdziesiąte i dziewięćdziesiąte naszego stulecia przyniosły znaczny wzrost zainteresowania globalnymi problemami ekologicznymi spowodowanymi zwiększającą się presją człowieka na środowisko. Naukowcy, politycy i zwykli obywatele coraz częściej obawiają się, czy nasza obecna działalność nie doprowadzi do zachwiania równowagi biologicznej w skali całej planety. Jednym z najżywiej dyskutowanych zagrożeń tego rodzaju jest zjawisko ocieplenia globalnego. Jego możliwe konsekwencje obejmują znaczny wzrost temperatury, podniesienie poziomu mórz i oceanów, pustynnienie, zakłócenie naturalnego rytmu i wielkości opadów, wymieranie gatunków i wiele innych zjawisk, których natury nie jesteśmy w stanie obecnie przewidzieć. Główną przyczyną globalnego ocieplenia jest wzrost stężenia w atmosferze gazów cieplarnianych: dwutlenku węgla, metanu, podtlenku azotu i freonów. Otulają one Ziemię niczym kołdra, powstrzymując naturalne ciepło planety przed wypromieniowaniem. Człowiek spalając węgiel, ropę i gaz uwalnia do atmosfery dodatkowe ilości tych gazów. Kołdra robi się coraz grubsza. Za gruba.

Według zgodnej opinii większości naukowców proces globalnego ocieplenia już się rozpoczął. Siedem najcieplejszych lat w historii przypadło na ostatnią dekadę. Średnia temperatura powietrza przy powierzchni Ziemi podnosi się coraz szybciej. Skutkiem globalnego ocieplenia jest nasilanie się częstotliwości ekstremalnych zdarzeń pogodowych. Klimat staje się bardziej gwałtowny i mniej przewidywalny. Katastrofy naturalne, takie jak huragany, susze, czy choćby dramatyczna powódź, która nawiedziła tego roku Polskę zdarzają się coraz częściej i dotykają coraz większych obszarów.

Główne gazy cieplarniane powstają w rozmaitych procesach przemysłowych, przy produkcji energii, w rolnictwie. Nie ma społeczeństwa, które nie przyczyniałoby się do ich emisji, choć oczywiście udział jednych krajów jest większy niż innych. W tym sensie globalne zmiany klimatyczne są zjawiskiem prawdziwie ogólnoświatowym. Również czas i zasięg ich oddziaływania są nieporównywalne z żadnym innym problemem ekologicznym. O ile negatywne efekty większości zanieczyszczeń dają o sobie znać dość szybko, to ocieplenie globalne jest procesem powolnym i długotrwałym (w naszej ludzkiej skali), a wynikłe zeń zmiany mogą mieć charakter nieodwracalny.

Ludzkość, pomimo znacznej dozy niepewności co do tempa, skali i możliwych kosztów zmian klimatycznych, zaczęła podejmować pierwsze kroki, które mają zapobiec globalnemu ociepleniu.

Badania wskazują jednak, że konieczne jest dużo bardziej zdecydowane postępowanie. Zachowanie obecnej koncentracji gazów szklarniowych w atmosferze wymagałoby redukcji ich antropogenicznych emisji o 50- 60%. Czy jest to w ogóle wykonalne? Wielu badaczy twierdzi, że tak, choć wymagać to będzie rewolucyjnych zmian w dziedzinie energetyki, transportu, modeli konsumpcji.

Dwutlenek węgla, odgrywa decydującą rolę w procesach globalnego ocieplenia. Udział innych gazów jest również istotny, ale polityka ochrony klimatu nie będzie skuteczna, jeśli nie doprowadzi do ograniczenia emisji CO₂ powstającego w wyniku spalania paliw kopalnych. Wokół tego zagadnienia koncentrują się najważniejsze problemy ekonomiczne i polityczne, z którymi uporać się musi międzynarodowa ekologiczna dyplomacja. Co więcej, skuteczne rozwiązania zaprojektowane dla przeciwdziałania zmianom klimatu będą mogły stanowić model przydatny w innych wielkich debatach dotyczących ochrony środowiska w skali całej planety.

Destabilizacja klimatu może przynieść zwiększoną częstotliwość występowania klęsk żywiołowych, takich jak powodzie, katastrofalne susze, huragany. Zagrożeniu może ulec bezpieczeństwo żywnościowe wielu regionów świata. Podnoszący się poziom mórz i oceanów zagrozi wybrzeżom, portom i społecznościom nadmorskim. Zmiany klimatyczne odbiją się na cyklu życiowym i rozprzestrzenieniu licznych gatunków roślin i zwierząt. Niektórym z nich grozi zagłada. Inne mogą opanować nowe środowiska. Doprowadzić to może do zwiększania się zasięgu wielu chorób tropikalnych. Według World Watch Institute można oczekiwać, że globalne ocieplenie przyczyni się do miliona dodatkowych śmiertelnych przypadków malarii rocznie jeszcze przed rokiem 2050.

Jednym z przewidywanych efektów ocieplenia się klimatu jest podniesienie się poziomu mórz związane z topnieniem polarnych czap lodowych. Proces ten już się rozpoczął - w ciągu ostatniego stulecia poziom oceanu światowego podniósł się o kilkanaście centymetrów. W lutym 1995 r. naukowcy z brytyjskiej służby antarktycznej obserwowali oderwanie się od leżącego u podstawy Półwyspu Antarktycznego szelfowego lodowca Rossa olbrzymiej kry lodowej wielkości połowy województwa warszawskiego. Niektóre scenariusze przewidują wzrost poziomu morza nawet o 1,5 metra w ciągu następnego wieku. Bardziej umiarkowane prognozy mówią o 20 cm do roku 2030 i 60 cm w całym przyszłym wieku.

Prawdopodobne jest, że tempo globalnego ocieplenia ulegać będzie przyspieszeniu nie tylko w wyniku zwiększających się antropogenicznych emisji gazów szklarniowych, ale również na skutek dodatnich sprzężeń zwrotnych wbudowanych w mechanizm efektu szklarniowego: spodziewane ocieplenie przyniesie większe parowanie, a z kolei większy udział pary wodnej w atmosferze będzie wzmacniał siłę efektu cieplarnianego. Inny, podobnie działający mechanizm może polegać na cofaniu się w wyniku ocieplenia powierzchni zajmowanych przez śniegi i pływający lód morski; obszary takie w wyniku zmniejszonego wskaźnika odbicia promieni słonecznych będą kumulować więcej energii słonecznej, wypromieniowywanej następnie w postaci pochłanianych przez gazy szklarniowe fal podczerwonych. W świecie "cieplarnianym" może zmniejszyć się aktywność prądów oceanicznych i cyrkulacji wód. To z kolei ograniczy ilość CO₂ dostającego się do wód oceanicznych, zwiększy zaś jego udział w atmosferze.

Społeczność międzynarodowa zaczęła sobie uświadamiać zagrożenie, jakie dla naszej cywilizacji stanowi efekt szklarniowy stosunkowo niedawno. Do drugiej połowy lat siedemdziesiątych o globalnym ociepleniu dyskutowano wyłącznie w gronie naukowców. Szersze zainteresowanie opinii publicznej, a także uwagę międzynarodowej dyplomacji zjawisko to zyskało dopiero w ciągu ostatniej dekady. W 1988 r. Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO) i Program Środowiskowy Narodów Zjednoczonych (UNEP) powołały wspólnie zespół naukowców, któremu powierzono zadanie prowadzenia prac badawczych i dostarczania rządom i organizacjom międzynarodowym raportów, na podstawie których można by zaprojektować ramy polityki przeciwdziałania globalnemu ociepleniu i inicjować działania zmierzające do ochrony klimatu. Grupa ta - Międzyrządowy Zespół do spraw Zmian Klimatu (IPCC) - stała się najbardziej autorytatywnym ciałem reprezentującym głos nauki w debacie na temat ocieplenia globalnego. Pierwszy raport IPCC opublikowany w 1990 r.³ zyskał olbrzymi rozgłos i w znacznej mierze przyczynił się do podjęcia rozmów, które zaowocowały przyjęciem Konwencji Klimatycznej. Od tego czasu IPCC przedstawił dwie kolejne oceny dostarczające dalszych dowodów potwierdzających wpływ człowieka na światowy system klimatyczny. Chociaż przyznają one, że Ziemia w swojej historii doświadczała już okresów szybkich i znaczących zmian klimatycznych, a klimatolodzy wciąż borykają się z wieloma niewiadomymi, to ogólna ocena pozwala stwierdzić, że istnieją dowody potwierdzające zauważalny wpływ działalności człowieka na światowy system klimatyczny". Najważniejsze tezy II Raportu (opublikowanego na wiosnę 1996 roku) przedstawiono poniżej:

• średnia temperatura przy powierzchni Ziemi podniosła się w tym stuleciu o 0,3-0,6 ^oC; ostatnie lata należą do najgorętszych od czasu rozpoczęcia pomiarów meteorologicznych w połowie XIX wieku; istnieją dowody potwierdzające zauważalny wpływ działalności człowieka na światowy system klimatyczny;
  dostępne modele klimatologiczne pozwalają prognozować wzrost średniej temperatury Ziemi o 1-3,5 ^oC do końca przyszłego wieku; towarzyszyć mu będzie podniesienie się poziomu mórz o 0,5 m;

• nawet gdyby udało się powstrzymać wzrost koncentracji gazów cieplarnianych w atmosferze, ich działanie w postaci podnoszącej się temperatury i wzrostu poziomu oceanów utrzymywać się będzie przez wiele następnych stuleci;

• nasilenie się w ostatnich latach częstości występowania wielu skrajnych zjawisk klimatycznych może świadczyć, że globalne zmiany klimatyczne już zachodzą i będą pogłębiać się w nadchodzących latach;
  zmiany klimatu w sposób szczególny dotkną kraje rozwijające się i biedne (jak np. Bangladesz), a więc te, które mają najmniejsze możliwości i szanse na wprowadzenie działań zapobiegających i dostosowawczych;

• radykalna i znaczna redukcja antropogenicznych emisji gazów cieplarnianych jest konieczna. Obecny poziom rozwoju technologicznego sprawia, że jest ona technologicznie i ekonomicznie możliwa. Co więcej, wiele rozwiązań ograniczających emisję gazów cieplarnianych może przynieść dodatni wynik finansowy netto (m.in. na skutek zwiększenia efektywności produkcji, oszczędności zasobów naturalnych, ograniczenia strat środowiskowych);

• konieczne jest bezzwłoczne podjęcie zdecydowanych działań przez rządy wszystkich krajów świata. Ich odkładanie powoduje, że ludzkość w coraz większym stopniu narażona będzie na nieprzewidywalne efekty globalnych zmian klimatycznych.

Dokładność modeli matematycznych stosowanych przez klimatologów w celu prognozowania długotrwałych trendów klimatycznych ulega stałej poprawie. Wedle przyjętego przez IPCC scenariusza bazowego, który przewiduje kontynuowanie dotychczasowej ścieżki rozwojowej, bez podejmowania skoordynowanej międzynarodowej akcji na rzecz ograniczenia emisji CO₂ atmosferyczne stężenie tego gazu rosnąć będzie w tempie ok. 1% rocznie. Model ten przewiduje również znaczny wzrost emisji związków siarki (zwłaszcza w dynamicznie rozwijających się gospodarkach Azji Południowo-Wschodniej i w Chinach), które częściowo powstrzymują tempo globalnego ocieplenia. W efekcie spodziewać się można wzrostu średnich temperatur w wysokości 0,2 ^oC na dekadę. Doprowadziłoby to do podniesienia się średniej temperatury Ziemi o ponad 2,5 ^oC w stosunku do klimatu sprzed rewolucji przemysłowej jeszcze przed końcem przyszłego wieku. Są to oczywiście wartości średnie. Regionalne zróżnicowanie efektów globalnego ocieplenia może być dużo bardziej wyraziste i zależeć będzie od układu wielu powiązanych ze sobą czynników, takich jak położenie i lokalne warunki geograficzne, użytkowanie ziemi i szata roślinna, rozprzestrzenienie emisji związków siarki, wpływ prądów morskich itp.

Według prognoz przygotowanych w Hadley Centre, wiodącym brytyjskim ośrodku zajmującym się badaniami globalnych zmian klimatycznych, zwiększanie się koncentracji w atmosferze gazów szklarniowych oddziaływać będzie na klimat we wszystkich zakątkach Ziemi. Oczekiwane kierunki zmian w poziomie średnich temperatur, wielkości opadów i wilgotności gleby dla różnych obszarów globu przedstawiono w poniższej tabeli.

Regionalne zróżnicowanie oczekiwanych globalnych zmian klimatycznych do 2050 r. Za: Parliamentary Office of Science and Technology, (1995)

Parametr	WZROST	SPADEK
temperatura	praktycznie wszystkie regiony świata; największy na wysokich szerokościach geogr. półkuli północnej, w północnej i środkowej Afryce i w północnej części Ameryki Południowej w Europie: znaczny wzrost we wschodniej części kontynentu, umiarkowany w pozostałej części, niewielki na wybrzeżu atlantyckim	izolowane obszary północnego Atlantyku i północnego Pacyfiku
opady	umiarkowany wzrost w większości regionów; największy nad obszarami oceanicznymi położonymi wzdłuż równika w Europie: niewielki wzrost w części północnej	niewielki spadek w niższych szerokościach geogr.; najwyższy spadek w północnej części Ameryki Południowej, południowej Afryce, Indiach i w północnej Australii w Europie: średni, miejscami znaczny spadek w części południowej; brak większych zmian w części środkowej
wilgotność gleb	wzrost w Ameryce Północnej, środkowej Afryce i w północnej części Azji w Europie: niewielki wzrost w Skandynawii i krajach regionu bałtyckiego	Ameryka Środkowa i Południowa, południowa Afryka, Bliski Wschód, południowa Azja i Australazja w Europie: znaczny spadek w części południowo-wschodniej i w Alpach; umiarkowany spadek w większości pozostałych regionów (w tym w Europie Środkowej)

Propozycje w sprawie wielkości i terminarza planowanych redukcji emisji. Wiele krajów, wśród nich członkowie UE, wzywa do co najmniej 15% redukcji emisji CO₂ do roku 2010. Niektóre, w tym kraje AOSIS podtrzymują berlińską propozycję zakładającą bardziej ambitny limit: 20% do 2005 r. Inne, między innymi Australia, Japonia, Kanada i USA uważają datę 2005 za nierealistyczną i proponują przyjęcie zobowiązań dopiero na lata 2010-2015. Wiele propozycji odnosi się również do zwiększenia wysiłów w celu wywiązania się z już nałożonych obowiązków (stabilizacja emisji na poziomie 1990 r.).

Problem skoordynowania polityki ochrony klimatu w skali międzynarodowej. Niektóre rządy, w tym UE, zwracają uwagę na konieczność polityki, która będzie skoordynowana w skali międzynarodowej (np. w celu uniknięcia zaburzeń w konkurencyjności). Inne strony argumentują, że podejście elastyczne, zostawiające państwom możliwość wyboru najbardziej w ich wypadku stosownego typu polityki i instrumentów jej realizacji odznaczać się będzie większą efektywnością ekonomiczną.
Jednolita wielkość obowiązkowej redukcji. Dyskusje budzi też problem, czy przyjęte zobowiązania co do wielkości redukcji mają być jednakowe dla wszystkich, czy też uzasadnione jest ich zróżnicowanie i powiązanie z takimi parametrami jak np. wkład w globalne emisje, energochłonność gospodarki, wielkość dochodów per capita. Krytycy drugiego podejścia wskazują, że rodzi ono istotne problemy metodologiczne i polityczne. Za zróżnicowaniem wymogów przemawiają natomiast względy sprawiedliwości i rachunek ekonomiczny.

7.1. Jak to się dzieje?

Jedną z przyczyn wzrostu temperatury Ziemi jest nadmierne nagromadzenie w atmosferze pary wodnej, dwutlenku węgla, tlenku azotu, dwutlenku siarki i metanu. Znaczne ilości tych gazów dostają się do atmosfery również w wyniku procesów naturalnych. Jednak za wzrost koncentracji tych związków w atmosferze w ostatnim stuleciu odpowiedzialny jest głównie człowiek. Porównanie sposobów, w jaki nagromadzone w atmosferze gazy oddziałują na bilans cieplny Ziemi do procesów zachodzących w szklarni jest jak najbardziej adekwatne. Atmosfera ziemska, podobnie jak ściany szklarni, przepuszcza krótkofalowe promieniowanie Słońca ( światło i promieniowanie ultrafioletowe), dzięki czemu znaczna część energii słonecznej dociera do powierzchni Ziemi. Tu zamieniana jest na ciepło, czyli promieniowanie długofalowe, które Ziemia wypromieniowałaby z powrotem w przestrzeń kosmiczną, gdyby nie atmosfera, a właściwie para wodna i inne gazy, które są taką samą pułapką dla ciepła, jak ściana szklarni.

Część promieniowania słonecznego dochodzącego do powierzchni Ziemi nie jest pochłaniana i zamieniana na ciepło, lecz ulega odbiciu i wraca w przestrzeń kosmiczną. Stosunek ilości promieniowania odbitego do ilości promieniowania padającego na daną powierzchnię określa się mianem albedo. Jego wartość zależy od charakteru powierzchni- szczególnie dużym albedo charakteryzuje się pokrywa śnieżna i górna powierzchnia chmur. Dlatego im mniejsze stają się obszary pokryte wiecznym śniegiem, tym mniejsza część promieniowania ulega odbiciu i tym szybciej rośnie temperatura na Ziemi.

7.2. Koncentracja gazów

Naukowcy spierają się co do pochodzenia i przyczyn wahań ilości obecnych w atmosferze gazów cieplarnianych. Jednym z najważniejszych jest dwutlenek węgla. Dwutlenek węgla jest naturalnym składnikiem atmosfery, powstającym w procesach oddychania, gnicia i spalania. Gaz ten jest wchłaniany przez rośliny w procesie asymilacji, w którym z wody i dwutlenku węgla pod wpływem światła słonecznego powstaje materia organiczna. Uzupełnieniem tego procesu jest oddychanie, w którym z materii organicznej i tlenu powstaje energia, woda i dwutlenek węgla wydalony do atmosfery. W ten sposób rośliny biorą udział w regulowaniu ilości CO₂ w atmosferze. Wahania stężenia CO₂ w warstwie przyziemnej są zatem często związane z metabolizmem roślin. W dzień jest go mniej niż w nocy w związku z intensywną asymilacją, więcej w pochmurny dzień i zimą, kiedy do Ziemi dociera mniej światła, a procesy asymilacyjne ulegają spowolnieniu. Duże ilości CO₂ magazynowane są przez wody mórz i oceanów. Między atmosferą i oceanami zachodzi wymiana CO₂, dzięki czemu stosunek ilości tego gazu w powietrzu i w wodzie jest stały. Rola mórz i oceanów polega również na tym, że są one środowiskiem życia fitoplanktonu. Ma on tę samą zdolność do asymilacji dwutlenku węgla, co rośliny lądowe. Nadmiar fitoplanktonu może być jednak niebezpieczny. Co jakiś czas opinię publiczną alarmują doniesienia o toksycznych zakwitach fitoplanktonu na wodach przybrzeżnych, które mają związek z wyższą temperaturą wód morskich i nadmierną koncentracją zanieczyszczeń działających na plankton jak nawozy na rośliny uprawne.

Stężenie dwutlenku węgla w atmosferze wzrasta także na skutek działalności człowieka. W wielkich miastach przemysłowych ilość CO₂ osiąga nawet do 0,05-0,07% ( średnie stężenie CO₂ w atmosferze wynosi 0,03%), szczególnie w zimie przy pochmurnej pogodzie. Dwutlenek węgla jest ubocznym produktem spalania drewna i paliw kopalnych- węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego. Uzależnienie naszej cywilizacji od tych paliw jako podstawowego źródła w połączeniu z eksplozją demograficzną spowodowały wzrost ilości dwutlenku węgla emitowanego do atmosfery. Ogromne ilości tego gazu powstają również przy wypalaniu lasów- najpopularniejszej w wielu regionach świata metodzie zdobywania nowych pól i pastwisk.

Efektem spalania paliw kopalnych jest również emisja dwutlenku siarki. Silniki wszechobecnych samochodów wytwarzają tlenek azotu.

Metan (CH₄) jest produktem beztlenowej fermentacji celulozy pod wpływem bakterii metanowych. Środowiskiem życia tych organizmów są podmokłe gleby, zamulone dna zbiorników wodnych, bagna, ścieki komunalne i przewody pokarmowe przeżuwaczy oraz termitów. Część metanu uwięziona jest w regionach polarnych w wiecznej zmarzlinie ( stale zamarznięta warstwa gruntu). W miarę ocieplania klimatu i wytapiania pokrywy lodowej i wiecznej zmarzliny metan jest uwalniany do atmosfery. Istotnym źródłem metanu w atmosferze są również procesy zachodzące w przewodach pokarmowych zwierząt domowych. Szacuje się, że w ciągu ostatnich stu lat ilość metanu w atmosferze podwoiła się.

Freony to gazy stosowane w chłodziarkach oraz jako gazy nośne w opakowaniach aerozolowych. Po zużyciu opakowań, te bardzo trwałe gazy przedostają się do atmosfery i gromadzą w stratosferze na wysokości 20-25 km. Tu powodują rozbijanie zbudowanych z trzech atomów tlenu cząsteczek ozonu. Tak niszczona warstwa ozonowa przepuszcza do powierzchni Ziemi więcej promieniowania ultrafioletowego, co przyczynia się do globalnego ocieplenia klimatu.

7.3. Wpływ ocieplenia na ekosystem

Globalne ocieplenie klimatu może doprowadzić do topnienia pokryw lodowych. Przypuszcza się nawet, że pęknięcie, które pojawiło się w ostatnich latach w pokrywie lodowej Zachodniej Antarktydy jest właśnie wynikiem ocieplenia klimatu. Topnienie pokryw lodowych może spowodować podwyższenie poziomu mórz i zagrożenie dla milionów ludzi żyjących na nisko położonych wybrzeżach mórz i w pobliżu ujść rzek. Szacuje się, że poziom morza podnosi się o 6 cm w ciągu 10 lat. Jeśli temperatura na Ziemi będzie nadal wzrastać, miasta takie jak Rotterdam, Londyn, Nowy Orlean czy Wenecja znajdą się pod wodą. Z praw fizyki wynika również, że wzrost temperatury wody powoduje wzrost jej objętości, co może jeszcze spotęgować efekt wywołany topnieniem lodu.

W miarę ocieplania się klimatu wiele regionów nawiedzają katastrofalne susze- obszary te stają się bardziej zagrożone pożarami. Przykładem może być trudny do opanowania wielki pożar Parku Narodowego Yellowstone w 1992 roku czy pożary regularnie nawiedzające obszary górskie krajów śródziemnomorskich. Pożary są wprawdzie naturalnym zjawiskiem w miejscach takich jak Yellowstone czy śródziemnomorska makia, wydaje się jednak, że powierzchnia obszarów suchych i częstotliwość pożarów w ostatnich latach wzrasta.

Człowiek, spalając coraz więcej paliw, wycinając lasy i zakładając na ich miejscu miasta, zakłady przemysłowe i pola uprawne, przyczynia się pośrednio do globalnego ocieplania i zmiany klimatu. W niektórych rejonach brakuje wody, co powoduje obniżenie plonów w wielu dotychczas żyznych rejonach świata. Charakterystyczne dla obecnych zmian klimatu jest również obserwowane już od pewnego czasu w wielu regionach świata częstsze pojawianie się katastrofalnych huraganów. Wzrost temperatury powoduje też uwolnienie wody uwięzionej w wysokogórskich pokrywach śnieżnych, lodowcach i otoczonych lodowymi barierami jeziorach, co prowadzi do nasilenia zjawisk powodziowych. Katastrofalne powodzie mają też związek z wycinaniem górskich lasów. Pozbawione roślinności stoki nie zatrzymują wody, są bardziej podatne na erozję i stanowią zagrożenie dla mieszkańców górskich miasteczek i wiosek. W maju 1998 roku w górach w okolicach Neapolu w południowych Włoszech pod błotną lawiną zginęło kilkaset osób. O skali zagrożenia najlepiej świadczy fakt, że góry stanowią 40% powierzchni lądów.

Nawet małe zmiany temperatury maja poważny wpływ na świat żywych istot. Wzrost temperatury powoduje migrację zwierząt i przesuwanie obszarów występowania roślin ku chłodniejszym dotychczas regionom- na północ na półkuli północnej i na południe na półkuli południowej.

Doskonałym przykładem takiej migracji jest zachowanie znanego w Europie, jak i Ameryce motyla- rusałki admirała. Do niedawna 98 naukowcy uważali, że admirały nie zimują w Wielkiej Brytanii, przybywają tam dopiero wiosną z cieplejszych krajów Europy. Jednak od kilku lat liczne obserwacje potwierdzają fakt zimowania tego motyla ( w postaci imago- dorosłego osobnika) w stosunkowo chłodnej Wielkiej Brytanii. Prawdopodobnie wyjaśnieniem tego zjawiska jest właśnie ocieplenie klimatu.

7.4. Czym nam grozi globalne ocieplenie?

Większość naukowców jest zgodna co do tego, że ocieplania klimatu ulega przyspieszeniu, a skutki zmian mogą być coraz dotkliwsze.

Lodowce zaczną topnieć, przez co poziom mórz się podniesie i słona woda zaleje nisko położone tereny nadmorskie. Nastąpi przesuniecie obszarów rolniczych. Pogoda stanie się bardziej kapryśna, a sztormy gwałtowniejsze.

Jednak mniej znane następstwa tego procesu mogą okazać się równie zgubne. Z symulacji komputerowych wynika, że globalne ocieplenie i związane z nim zmiany klimatyczne zwiększą zasięg wielu poważnych chorób.

Wpływ ogrzewania się atmosfery na zdrowie może różnie się przejawiać. Przede wszystkim w częstszych, dłuższych i intensywniejszych falach upałów, które staną się szczególnie groźne, jeśli w godzinach wieczornych nie nastąpi ochłodzenie.

7.5. Inicjatywy międzynarodowe

W latach dziewięćdziesiątych społeczność międzynarodowa podjęła dwie próby ograniczenia emisji gazów do atmosfery.

W czerwcu 1990 roku podpisano protokół montrealski, w którym państwa- sygnatariusze zobowiązały się do wyeliminowania freonów z użycia do 2000 r. Postanowienia te włączone do ustawodawstwa Unii Europejskiej w formie kilku szczegółowych zapisów. Inicjatywa ta nie została jednak podjęta przez kraje rozwijające się.

W 1993 roku 50 państw ratyfikowało postanowienia konwencji ONZ w sprawie zmian klimatycznych- państwa sygnatariusze zobowiązane były do końca wieku zredukować emisję gazów do atmosfery do poziomu z roku 1990. Według danych z lipca 1996 tylko Wielka Brytania, Niemcy, Holandia i Luksemburg miały szansę osiągnąć ten cel. Wielu naukowców uważa, że aby zatrzymać wzrost temperatury, emisję gazów w krajach rozwiniętych należy zredukować o 60%. Tak więc nawet osiągnięcie celów wytyczonych w roku 1993 nie pozwoli radykalnie poprawić sytuacji.

Dane amerykańskie wskazują, że w 1995 roku emisja gazów cieplarnianych w tym kraju ciągle rosła. W Stanach Zjednoczonych 85% gazów to CO₂, przy czym aż 98% dwutlenku węgla pochodzi ze spalania węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego. Co prawda, na przykład Luksemburg emituje więcej dwutlenku węgla w przeliczeniu na jednego mieszkańca niż Stany Zjednoczone, ale za to od 1960 roku to niewielkie państwo zmniejszyło emisję tego gazu o połowę. Stany Zjednoczone wytwarzają najwięcej gazów i mają więc największy udział w globalnym ociepleniu.

Potrzeba przeciwdziałania wzrostowi temperatury Ziemi sprzyja propagatorom zastosowania energii jądrowej. Energia wytwarzana w elektrowniach atomowych jest stosunkowo czysta, elektrownie atomowe mają niewielki udział w emisji gazów. Jednak pod innymi względami stanowią równie poważne źródło zagrożenia dla środowiska.

8. Globalne ocieplenie a warunki życia roślin i zwierząt.

Globalne ocieplenie zmienia warunki życia roślin i zwierząt. Gatunki, którym nie uda się dostosować, będą musiały zginąć.

Zmiany klimatu- wcześniejsze wiosny, krótsze łagodniejsze zimy- wymuszają na zwierzętach i roślinach zmianę sposobu życia. Zwyciężą te gatunki, które szybko dostosują się do nowego otoczenia. Do zmian klimatycznych doskonale dopasował się maleńki komar Wyeomyia smithii. Zbadali go ostatnio amerykańscy uczeni z Oregonu

Wyeomyia żyje na wschodnim wybrzeżu Ameryki Północnej. Jaja składa w bardzo specyficznym miejscu- w liściach owadożernej rośliny kapturnicy purpurowej. Larwy owada rozwijają się do momentu przedzimowego ochłodzenia. Wtedy przechodzą w stadium poczwarki, która jest w stanie przetrwać zimę. Dr Wiliam E. Bradshaw i dr Christina M. Holzapfel stworzyli w laboratorium warunki do złudzenia przypominające naturalne środowisko owadów. Badacze od początku lat70 aż do połowy lat 90 zbierali komary z całego terenu ich występowania.

Wyniki badań wykazały, że Wyeomyia potrafi idealnie dostosować się do ocieplenia klimatu. Im dłużej trwa ciepła jesień, tym później owad przestaje jeść i przechodzi w stadium poczwarki. Dzięki temu odżywia się średnio o dziewięć dni dłużej niż 30 lat temu. Na wiosnę komar jest silniejszy i lepiej przygotowany do życia.

Wyeomyia smithii dostosował się do przemian bez problemu, ale nie wszystkie owady miały tyle szczęścia. Dr Ward B. Watt z Uniwersytetu Stanforda w Kalifornii przeprowadził laboratoryjne badania na motylach z rodziny szlaczkoni ( Colias). - Okazało się, że osobniki, które najlepiej dostosowały się do zróżnicowanych temperatur, są jednocześnie najmniej płodne- opowiada dr Watt. A zatem motyle najbardziej odporne na globalne ocieplenie mają jednocześnie najmniejsze szanse na potomstwo

Wiele ptaków, m.in. żurawie, kormorany, ohary, skowronki, mewy i gęsi przylatuje na północ( również do Polski) na tereny lęgowe znacznie wcześniej niż przed laty, bo już pod koniec lutego, a nie na początku lub w połowie marca. Okazuje się, że obecnie ptaki składają jaja nawet o 8-10 dni wcześniej niż 30 lat temu. Z badań wynika, że także skrzek żab pojawia się o 9-10 dni wcześniej niż w latach 70.

Stopniowy wzrost temperatury w ciągu ostatnich lat stworzył też lepsze warunki dla ciepłolubnych drzew w polskich lasach. Obszary porastane niegdyś przez drzewa iglaste- zwłaszcza sosnę- zostały w dużej części " zajęte" przez drzewa liściaste- przede wszystkim dęby. Rywalizację wygrywają zwierzęta i rośliny, które wykorzystują dłuższe okresy lepszej pogody. Wcześniej budzą się z zimowego snu, dzięki czemu mają więcej czasu na rozwój i nabranie sił do ciężkiego zadania, jakim jest wydanie potomstwa. W tyle pozostają gatunki zaczynające wiosenną aktywność o tradycyjnej porze. Spóźnialskich opieszałość może wiele kosztować.

Niestety na świecie żyje mnóstwo gatunków, które nie są w stanie dostosować się do nowych warunków klimatycznych. Globalne ocieplenie już spowodowało wymarcie ropuchy złotej z Kostaryki, a wiele innych gatunków stoi na progu zagłady. Należy do nich łosoś północno- pacyficzny oraz koralowce.

W najbliższych latach temperatura na Ziemi może wzrosnąć nawet o 2,5 stopnia Celsjusza. Skutki ocieplenia klimatu już teraz dokuczają morsom, lwom morskim, fokom, mewom trójpalczastym( żyjącym także w Polsce) i czerwonogim. Stale maleje liczba przedstawicieli tych gatunków. By znaleźć odpowiedni klimat, zwierzęta rozpoczynają wielkie wędrówki w poszukiwaniu najlepszych terenów. 120 tys. lat temu, przy temperaturze, do jakiej mogą doprowadzić zmiany klimatyczne, w okolicach dzisiejszego Londynu przechadzały się hipopotamy, słonie i lwy. I choć trudno sobie wyobrazić powrót afrykańskich zwierząt do Europy, to aż strach pomyśleć, jak tym razem zareaguje przyroda.

9. Wpływ człowieka na klimat.

Wiele czynników wpływa na zmiany klimatu. Z roku na rok klimat Ziemi zmienia się, a zależy to od ilości energii, jaką otrzymuje planeta od Słońca, od pochłaniania jej przez atmosferę i powierzchnię Ziemi oraz od tego, jaka jej część zostaje odbita i wypromieniowana ponownie w przestrzeń kosmiczną. Ilość energii, którą otrzymywała Ziemia, wahała się w różnych okresach geologicznych. Kiedy w czasie ostatniej epoki lodowcowej ląd europejski pokryty był lodem, tam gdzie w dorzeczu Amazonki rośnie las równikowy, była niegdyś pustynia. Zmiany klimatu zależne są również od innych czynników, takich jak: ruch kontynentów, kierunek i prędkość prądów morskich, zmiany składu atmosfery, zachmurzenie oraz działalność wulkaniczna. W XX wieku dużą rolę zaczęła odgrywać działalność człowieka i obecnie jest ona głównym powodem tych zmian.

Początki rozwoju rolnictwa były jednocześnie początkami wpływu człowieka na klimat. Aby uzyskać tereny pod uprawy, na wielu obszarach niszczono roślinność leśną, co przyczyniało się do wzrostu prędkości wiatru oraz zmian temperatury i wilgotności dolnej warstwy atmosfery. Zmieniała się także wilgotność gleby, parowanie i odpływy rzeczne. Wycinanie wielkich obszarów lasów równikowych zmniejsza również zawartość tlenu; prowadzi też do ekspansji terenów zurbanizowanych lub podatnych na erozje obszarów suchych, pustynnych. W efekcie zmieniają się właściwości i fizyczne powierzchni planety i procesy pochłaniania lub odbijania energii słonecznej.

Początki tzw. rewolucji przemysłowej były kolejnym etapem wpływu człowieka na klimat. Spalanie paliw kopalnych dostarcza do atmosfery więcej gazów szklarniowych oraz pyłów. Gazy te zatrzymując wypromieniowywanie ziemskie powodują wzrost temperatury powietrza, pyły mogą zaś hamować dopływ energii słonecznej do powierzchni Ziemi.

Uważano dotąd, że zmiany klimatyczne mają stosunkowo niewielki związek z ludzką działalnością. Różne prognozy wskazują jednak, że do połowy XXI wieku zakres tych zmian przyczyni się do zaburzeń, jakie nie występowały w przyrodzie przez ostatnie 10 tys. lat. Chociaż niektóre zmiany mogą być okresowo korzystne dla pewnych regionów, należy się spodziewać, że ogólnie spowodują poważne zakłócenia. Gdyby naukowcy potrafili określić rozmiary wpływu poszczególnych rodzajów działalności człowieka na klimat, mogliby wówczas zaproponować strategie osłabiania najniebezpieczniejszych zaburzeń.

Mimo niepewności co do szczegółów zmian klimatycznych wiemy, że nasza działalność w różny sposób negatywnie wpływa na atmosferę. Stosowanie paliw kopalnych w elektrowniach i pochodnych ropy naftowej w samochodach powoduje emisję płynów i gazów, które zmieniają skład atmosfery. W widocznych zanieczyszczeniach, pochodzących z paliw bogatych w siarkę, znajdują się pyły wielkości mikrona, zwane aerozolami, które często tworzą mleczną mgiełkę na niebie. Aerozole te okresowo schładzają atmosferę, ponieważ odbijają część promieni słonecznych w przestrzeń kosmiczną. W powietrzu utrzymują się zazwyczaj kilka dni, aż wraz z deszczem spadną na powierzchnię Ziemi. Wpływ niewidocznych gazów jest bardziej długotrwały. Dwutlenek węgla pozostaje w atmosferze przez sto, a nawet więcej lat. Co gorsza, takie gazy cieplarniane wychwytują część promieniowania słonecznego, które w przeciwnym razie zostałoby odbite od powierzchni Ziemi w przestrzeń kosmiczną i utworzyło płaszcz izolujący oraz ocieplający dolne warstwy atmosfery.

Nie ma wątpliwości, że od początku rewolucji przemysłowej, czyli od końca XVIII wieku, emisje tylko ze spalania paliw kopalnych zwiększyły stężenie dwutlenku węgla w atmosferze o bliski 30%. Oceany i rośliny równoważyły dotychczas nadmiar dwutlenku węgla, wychwytując jego część z powietrza, lecz stężenie tego gazu nadal rośnie. Nieuchronnym skutkiem emisji gazów cieplarnianych do atmosfery jest globalne ocieplenie klimatu. Większość naukowców zgadza się oczywiście z tym, że w ciągu ostatnich 120 lat średnia temperatura Ziemi wzrosła o 0.6°C, głownie w wyniku spalania paliw kopalnych.

Globalne ocieplenie klimatu powoduje osuszanie Ziemi przez wyparowywanie wody z oceanów, gleby i roślin. Dodatkową wilgoć w atmosferze można porównać do nadmiaru wody w przepełniającym się zbiorniku, który opróżnia się dzięki różnym zjawiskom pogodowym niosącym opady, a więc ulewom tropikalnym, burzom z piorunami, burzom śnieżnym lub układom frontalnym. Wzmożony cykl wodny prowadzi do dotkliwych susz na obszarach suchych i niespotykanie silnych opadów na obszarach wilgotnych, zwiększając zagrożenie powodziowe. Anomalie pogodowe wystąpiły w ostatnich dziesięcioleciach w wielu częściach świata.

Oprócz spalania paliw kopalnych negatywny wpływ na system klimatyczny mogą także wywrzeć inne rodzaje działalności człowieka. Na przykład wycinanie lasów w celu zwiększenia obszarów uprawnych eliminuje drzewa, które mogłyby absorbować dwutlenek węgla z atmosfery i zmniejszać efekt cieplarniany. Mniej drzew oznacza również większy odpływ wód opadowych, a to przyczynia się do powodzi.

Ważna jest umiejętność rozpoznania czynników mogących wywoływać zmiany klimatu. Należy również wiedzieć, jak działalność ludzi w danym miejscu wpłynie na lokalny a następnie globalny klimat. Zjawiska pogodowe o niewielkich rozmiarach przebiegają przypadkowo. Częstość tych zdarzeń może być bardzo zróżnicowana w zależności od miejsca występowania. Większość czynników zmieniających klimat, takich jak wzrost stężenia gazów cieplarnianych, wpływa jednolicie na wszystkie obszary planety. Zmienność zjawisk pogodowych tym silniej maskuje wielkoskalowe oddziaływania, im mniejsze regiony są brane pod uwagę.

Bardzo duży problem stanowi brak dostatecznej wiedzy na temat procesów wpływających na klimat, takich jak zaburzenia cyklu węglowego i zmiany w użytkowaniu Ziemi. Co więcej, mogą one inicjować cykle sprzężeń zwrotnych. Na przykład podniesienie się temperatury może wpływać na wilgotność powietrza, co z kolei wzmacnia pierwotne zaburzenie. W tym przypadku wyższa wilgotność powietrza powoduje wzrost temperatury, gdyż para wodna jest aktywnym gazem cieplarnianym.

Naukowcy dopiero teraz zaczynają sobie uświadamiać, jak bardzo niektóre z tych sprzężeń zwrotnych wpływają na życiodajny cykl węglowy naszej planety. W 1991 roku podczas erupcji wulkanu Mont Pinatubo na Filipinach do atmosfery przedostała się taka ilość popiołu i dwutlenku siarki, że spowodowała okresowe ochłodzenie na całej kuli ziemskiej. Wzajemne oddziaływanie składników atmosfery i kropelek wody w powietrzu zatrzymało bowiem część docierającego promieniowania słonecznego. Takie ograniczenie dopływu energii do powierzchni Ziemi może przyczynić się do zahamowania poboru dwutlenku węgla przez rośliny.

Różne sposoby użytkowania ziemi także wpływają na zaburzenia kontynentalnych i regionalnych systemów klimatycznych. Wycinanie drzew zmniejsza zdolność lasu do wychwytywania dwutlenku węgla z powietrza. Powierzchnia gruntów przeznaczonych do celów rolniczych po wycięciu lasów ma jaśniejszą barwę niż gęste zarośla i drzewa. Odbija zatem więcej promieni słonecznych, a to prowadzi zazwyczaj do ochłodzenia się atmosfery, zwłaszcza jesienią i latem. Obszary gęsto porośnięte drzewami mają ciemną barwę, więc pochłaniają więcej energii słonecznej oraz bardziej podwyższają temperaturę i wilgotność powietrza.

Długi okres pozostawania dwutlenku węgla i innych gazów w atmosferze sprzężony z powolną zwykle reakcją klimatu na zmieniające się warunki oznacza, że jeśli nawet ograniczymy teraz szkodliwe rodzaje ludzkiej działalności, to system klimatyczny Ziemi najprawdopodobniej nadal będzie ulegał znacznym zmianom.

Topnienie lodowców w Andach i w innych częściach świata już potwierdza ocieplanie się klimatu naszej planety. Podnoszenie się poziomu morza i zatapianie wybrzeży są także efektem tego procesu. Według przewidywań temperatura wzrośnie o blisko 2°C do końca następnego wieku. Najprawdopodobniej zmiany klimatu przyciągną największą uwagę dopiero wówczas, gdy ich skutki wpłyną negatywnie na warunki życia ludzi. Skupienie się osadnictwa w regionach nadbrzeżnych i nisko położonych obszarach podatnych na zalewanie to tylko jedna z początkowych trudności, z którymi najprawdopodobniej będziemy się borykać. Dopóki jednak społeczeństwo znajduje oparcie w niepewności twierdzenia o wpływie ludzi na klimat, dopóty trudno będzie wywalczać prawne podstawy zmian norm dotyczących emisji zanieczyszczeń pochodzących ze spalania paliw kopalnych lub wielkości powierzchni wycinanych lasów.

Aby prognozować, jaki będzie nasz wpływ na świat, należy zrobić wszystko by już teraz uruchomić wszechstronny system obserwacji i przetwarzania danych. Uzyskane stąd informacje mogą stanowić bazę danych dla modeli, które pomogą we właściwym prognozowaniu przyszłego klimatu w następnych dziesięcioleciach. Odpowiednio planując, będziemy mogli na przykład dokładnie przewidywać, jak zaprojektować zapory oraz zbiorniki wodne, aby przeciwdziałać choćby częściowo spodziewanym powodziom lub niedoborom wody, a także w jakim stopniu emisje gazów cieplarnianych z nowych elektrowni wpłyną na ocieplenie naszej planety. Zmiany klimatyczne zachodzą i są nieuniknione. Możemy je spowolnić i sensownie zaplanować działania, obecnie jednak nie robimy nic w tym kierunku.

Istnieje wprawdzie Ramowa Konwencja w Sprawie Zmian Klimatu ONZ (United Nations Framework Convention on Climate Change), podpisaną przez prezydenta George'a Buscha w 1992 roku. Zobowiązuje ona rządy 179 państw świata do zaangażowania się w zapobieganie niszczącemu wpływowi człowieka na klimat Ziemi. Pierwszym jej efektem było podpisanie w 1997 roku Protokołu z Kioto, którego założeniem jest ustabilizowanie poziomu emisji gazów cieplarnianych. Nadal jednak nie powstał długofalowy globalny system monitoringu klimatu.

Podsumowanie

Do najpoważniejszych ekologicznych zagrożeń, przed którymi stanęła ludzkość u progu nowego tysiąclecia należą zmiany klimatu następujące w wyniku emisji do atmosfery gazów cieplarnianych: dwutlenku węgla, metanu, podtlenku azotu i innych. Człowiek wykorzystując paliwa kopalne uwalnia do atmosfery dodatkowe ilości tych gazów, przyczyniając się do wzmożenia efektu szklarniowego. Nie ma pełnej zgodności co do tempa, skali i możliwych kosztów zmian klimatycznych, ale według opinii większości naukowców proces globalnego ocieplenia już się rozpoczął. Jeżeli sprawdzą się najgorsze z rozpatrywanych scenariuszy, Ziemi zagraża żywiołowy kataklizm. W sposób szczególny dotknięte zostaną kraje rozwijające się i biedne, a więc te, które mają najmniejsze możliwości i szanse na wprowadzenie działań zapobiegających i dostosowawczych.

Działania podejmowane na arenie międzynarodowej doprowadziły do przyjęcia w 1992 r. Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w Sprawie Zmian Klimatu. Celem tej Konwencji, ratyfikowanej przez Polskę w 1994 r., jest osiągnięcie stabilizacji stężenia w atmosferze gazów cieplarnianych na takim poziomie, który zapobiegnie niebezpiecznym antropogenicznym oddziaływaniom na system klimatyczny.

Konwencja Klimatyczna akcentuje wspólną, ale zróżnicowaną odpowiedzialność poszczególnych krajów wobec możliwych zmian klimatu. Podstawowym obowiązkiem nałożonym na państwa rozwinięte oraz państwa w okresie transformacji, w tym również na Polskę, jest osiągnięcie do roku 2000 poziomu emisji dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych nie przewyższającego poziomu emisji z roku 1990 (w przypadku Polski - z roku 1988). Wymóg stabilizacji emisji nie dotyczy krajów rozwijających się. Natomiast wszystkie strony Konwencji zobowiązane są między innymi do: sporządzania i publikowania inwentaryzacji antropogenicznych gazów szklarniowych, przygotowywania i wdrażania narodowych programów działań zmierzających do przeciwdziałaniu zmianom klimatu, współpracy w upowszechnianiu praktyk i technologii zapobiegających antropogenicznym emisjom gazów szklarniowych, uwzględniania problematyki zmian klimatu w polityce gospodarczej, społecznej i ekologicznej.

Zasadniczym elementem polityki UE na rzecz ochrony klimatu było przyjęcie zbiorowego celu stabilizacji odnoszącego się do wszystkich krajów Unii łącznie, opartego na założeniu, że możliwy wzrost emisji w niektórych krajach będzie zrównoważony głębszymi cięciami dokonanymi gdzie indziej. Wśród krajów Unii istnieją znaczne rozpiętości w wielkości emitowanego CO₂ związane z poziomem rozwoju gospodarczego, modelem energetyki i dominującym typem użytkowanych paliw. Dzięki przyjęciu wspólnych zobowiązań i podzieleniu się obciążeniami, państwa takie jak Hiszpania, Portugalia czy Grecja, które wciąż odrabiają zaległości w rozwoju i nie planują zastopowania emisji, mogły przystąpić do Konwencji Klimatycznej w 1992 r. Brak jest pewności, czy Unia spełni wymogi Konwencji, istnieją jednak dane, które dają podstawę by sądzić, że jest to możliwe (ostateczny rezultat zależeć będzie od postawy Niemiec, Wielkiej Brytanii, Włoch i Francji - największych producentów CO₂ w gronie Unii). Jednocześnie Unia jest zwolennikiem przyjęcia w Kioto protokołu zobowiązującego strony Konwencji do 15% redukcji emisji do 2010 r. Z ostatnich wypowiedzi w Brukseli wynika jednoznacznie, że Unia oczekuje poparcia swej propozycji ze strony krajów stowarzyszonych.

Polski wkład do światowej emisji gazów szklarniowych jest znaczny. Emisja dwutlenku węgla sięgająca 400 mln ton rocznie lokuje nasz kraj na piątym miejscu w Europie, a dwunastym na świecie. Wysoka emisja gazów cieplarnianych wiąże się przede wszystkim z niekorzystną dla atmosfery strukturą wytwarzania energii w Polsce. To sektor paliwowo-energetyczny odpowiada za ponad 60% emisji CO₂. Dzieje się tak, ponieważ ponad 75% zapotrzebowania na energię pierwotną pokrywane jest przez spalanie węgla kamiennego i brunatnego - nośników w największym stopniu odpowiedzialnych za emisję gazów szklarniowych. Niekorzystny stan polskiej energetyki ma uwarunkowania historyczne, których korzenie tkwią w okresie gospodarki planowej. W tym czasie doszło do rozbudowy silnie scentralizowanego systemu energetycznego, opierającego się na wielkich elektrowniach zasilanych węglem. Szczególny priorytet nadany funkcjom produkcyjnym sprawił, że notorycznie zaniedbywano problemy ochrony środowiska. Sytuację pogarszała bardzo wysoka energochłonność polskiej gospodarki, powodowana między innymi sztucznie ustalanymi, zaniżanymi cenami energii i brakiem jakichkolwiek zachęt do jej oszczędności oraz promowaniem energochłonnego przemysłu ciężkiego. Obecnie sytuacja ta ulega zmianie.

Polska jest jednym z nielicznych krajów, w których dokonano w ostatnich latach istotnej redukcji emisji CO₂. Emisje dwutlenku węgla zmniejszyły się bardzo wyraźnie na przełomie lat osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych. Ich spadek w okresie 1988-1991 przekroczył 20%, obecnie ustabilizowały się one na poziomie nie przekraczającym 400 mln t rocznie. Spadek ten spowodowany był przede wszystkim recesją gospodarczą. Od 1992 r. Polska notuje jednak wzrost PKB, któremu towarzyszy dalszy spadek lub stabilizacja podstawowych emisji. Wiąże się to z procesami restrukturyzacji gospodarki i wzrastającą efektywnością wykorzystania energii. Scenariusze rozwoju przewidują, że Polska nie powinna mieć trudności z wypełnieniem ciążącego na niej obowiązku stabilizacji emisji CO₂ w roku 2000. Więcej niewiadomych dotyczy sytuacji po roku 2000, oraz możliwości dostosowania się do nowych, bardziej rygorystycznych, limitów emisji, które mogą zostać uzgodnione w Kioto.
Podtrzymanie obserwowanych obecnie tendencji obniżania się emisji gazów cieplarnianych, przy spodziewanym rozwoju kraju i wzroście zapotrzebowania na energię będzie niezwykle trudne. W tej sytuacji pierwszoplanową wagę dla możliwości ograniczania emisji gazów szklarniowych będą miały działania podejmowane w obrębie sektora elektroenergetycznego. Należą do nich zwłaszcza: propagowanie efektywnego wykorzystania energii, pełniejsze sięgnięcie do dostępnych źródeł energii odnawialnej, wprowadzenie sprzyjających ograniczaniu emisji CO₂ narzędzi regulacyjnych i ekonomicznych, w tym podatku węglowego. Osiągnięcie emisji na poziomie postulowanym przez UE nie będzie również możliwe bez znacznego wzrostu udziału gazu w bilansie energetycznym. Realizacja takiego scenariusza wiązać się musi z uzyskaniem społecznej aprobaty, grozi on bowiem pewnymi kosztami społecznymi i możliwością spadku jakości życia na początkowym etapie jego wprowadzania. Skompensują to spadek bezrobocia, szybsze tempo rozwoju gospodarczego oraz wzrost konkurencyjności polskiej gospodarki uzyskane w późniejszym okresie.

Najnowsze odkrycia dotyczące klimatu

i prognozy na najbliższą przyszłość:

• Rok 1998 był najcieplejszy w naszym stuleciu! Statystyki wskazują, że do rekordowych pod tym względem należą całe lata dziewięćdziesiąte. Chodzi tu oczywiście o średnią roczną temperaturę globu.

• Pyły w powietrzu silnie wpływają na klimat. Taki wniosek wypływa z gigantycznego eksperymentu klimatycznego o nazwie INDOEX, przeprowadzonego na Oceanie Indyjskim. Stwierdzono, że chmura zanieczyszczeń znad Indii zaburza naturalne procesy powstawania chmur i zatrzymuje znaczne ilości ciepła w atmosferze.

• Spada ilość niektórych substancji niszczących ozon. Wskazują na to wyniki wieloletnich pomiarów atmosferycznych stężeń freonów i halonów. Prowadzona od wielu lat polityka ograniczania emisji tych gazów zaczyna przynosić efekty - stężenia niektórych mają tendencję zniżkową.

• Duża zawartość CO₂ w dzisiejszej atmosferze nie jest wcale wyjątkowa. Nowy zbiór danych klimatycznych wskazuje że mniej więcej 9500 lat temu wystąpił podobny wzrost stężenia tego gazu, osiągając wartości zbliżone do notowanych współcześnie. Z pewnością nie było to wówczas skutkiem spalania paliw kopalnych.

• Wyraźne już ocieplenie klimatu zaznacza się nasileniem różnych anomalii pogodowych, takich jak niedawne huragany i katastrofalne powodzie w Europie Zachodniej.

• Katastrofalne ulewy, opady śniegu, powodzie, huragany i sztormy występują coraz częściej, z większą intensywnością i w nietypowych dla naszego klimatu porach - zapowiada Zakład Klimatologii IMGW

• W najbliższych tygodniach mogą występować w Europie podobne anomalie, gdyż okres od połowy listopada do marca jest najbardziej dynamiczny w naszym klimacie. Pojawiają się m.in. głębokie niże w rejonie Islandii i Szkocji, które przynoszą intensywny wiatr.

• Jesienno-zimowe wichury i sztormy występują częściej i są znacznie potężniejsze niż przed laty, częściej też docierają do Polski.

• Równocześnie nasza cywilizacja staje się coraz bardziej wrażliwa na zagrożenia klimatyczne. Widać to wyraźnie na przykładzie ostatnich powodzi w Wielkiej Brytanii czy włoskich Alpach. Dawniej wezbrana rzeka zalewała łąki. Teraz powódź niszczy uprawy, zabudowania i drogi.

Bibliografia:

1. Stephen Tilling: Ozon a efekt cieplarniany; Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1992, Wydanie pierwsze

2. S.P.Chromow: Meteorologia i Klimatologia; Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1990, Wydanie trzecie

3. Józef Barbag: Geografia gospodarki świata; Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1993, Wydanie trzecie poprawione

4. Ryszkiewicz M.: Ziemia i życie; Prószyński i S-ka, Warszawa 1995

5. Andrew Gondie: Prognozy XXI wieku; Prószyński i S-ka, Warszawa 1998

6. G. Flemming: Klimat, środowisko, człowiek; Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa 1983

7. Thomas R. Karl, Kevin E. Trenberth: Wpływ człowieka na klimat; Świat Nauki, 1/2000

8. Paul R. Epstein: Globalne ocieplenie - czym nam grozi?; Świat Nauki, 11/2000

9. Zbigniew W. Kundzewicz: Ciepło, coraz cieplej; Wiedza i Życie, 7/2001

10. Wydarzenia roku'99: Klimat; Wiedza i Życie, 1/2000

11. Mirosław Sobolewski: Przeciwdziałanie skutkom zmian klimatycznych - polityka i współpraca międzynarodowa; Raport nr 118

14

---