VIII. CZŁOWIEK A ŚRODOWISKO NATURALNE
GLOBALNE ZMIANY KLIMATU
Klimat zmienia się bardziej gwałtownie niż kiedykolwiek przedtem. Wzrasta temperatura powierzchni Ziemi w tempie wskazującym na radykalną zmianę klimatu, który jak niedawno jeszcze sądzono miał pozostawać niezmieniony przez stulecia.
Trwają dyskusje nad przyczynami tego zjawiska. Zdecydowanie przeważa pogląd, że powodem tych zmian jest głównej mierze działalność człowieka. Część środowiska naukowo-badawczego jest zdania, że są to cykliczne zmiany klimatyczne na Ziemi niezależne od człowieka.
Jednakże wcześniejsze wahania klimatu - cykle ochładzania i ocieplania - były powolne i trwały tysiąclecia. Obecne zmiany mają inny przebieg.
PRZYCZYNY OCIEPLENIA KLIMATU
Wzrost emisji dwutlenku węgla (CO 2) do atmosfery
Dwutlenek węgla - naturalny składnik atmosfery, wdychany przez rośliny w procesie asymilacji, duże ilości CO 2 są magazynowane przez wody mórz i oceanów. Między atmosferą i oceanami zachodzi wymiana CO 2, dzięki czemu stosunek ilości gazu w powietrzu i wodzie jest stały.
Gazy cieplarniane tworzą otulinę wokół Ziemi, niezbędną dla istnienia życia. Izolują Ziemię i moderują jej klimat. Dzięki tej osłonie zmiany temperatury powierzchni Ziemi w cyklach dziennych, a nawet rocznych są nieznaczne. Średnia globalna temperatura Ziemi to 14 st. C. Na Księżycu, który nie ma tej otuliny, różnica temperatur lokalnego dnia i nocy sięga 200 st. C.
Gromadzenie się gazów cieplarnianych w atmosferze uniemożliwia ucieczkę nadmiaru ciepła z ziemskiej atmosfery. Gazy cieplarniane są pożyteczne, jeśli ich ilość nie przekracza normy. Nadmierny wzrost gazów niszczy warstwę ozonową.
Tzw. Efekt cieplarniany → powodem nadmierne gromadzenie w atmosferze :
Pary wodnej (wnosi największy wkład do efektu cieplarnianego - ponad 60% )
Dwutlenku węgla (ok. 20 % efektu cieplarnianego)
Tlenku azotu
Dwutlenku siarki
Metan
Przed rewolucją przemysłową w atmosferze ziemskiej było ok. 280 ppm (części na milion) dwutlenku węgla. Pod koniec lat 50 - tych XX w., kiedy rozpoczęto dokonywanie regularnych pomiarów, było to już 315 ppm, obecny poziom (2006) sięga 380 ppm i stale rośnie. Granica, której w/ g naukowców nie wolno przekroczyć to 450 ppm.
Jednocześnie temperatura Ziemi wzrasta. W ciągu 100,a głównie ostatnich 30 lat, średnia globalna temperatura wzrosła o 0,6 st. C.
Naukowcy ostrzegają - jeśli stężenie gazów cieplarnianych będzie się zwiększać o dwie części na milion w ciągu roku, to do osiągnięcia krytycznego poziomu pozostało nam zaledwie 35 lat.
Dwutlenek węgla to uboczny produkt spalania paliw kopalnych - węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego, a także drewna. Dynamiczny rozwój przemysłu, motoryzacji, transportu (szczególnie lotniczego), intensywne zużywanie surowców naturalnych do produkcji dotyczy zwłaszcza najlepiej rozwiniętych krajów świata. Uzależnienie cywilizacji od tych paliw jako podstawowego źródła energii w połączeniu z rozwojem gospodarczym i demograficznym spowodowały wzrost ilości CO 2 emitowanego do atmosfery. Efektem spalania paliw kopalnych jest również emisja dwutlenku siarki, tlenku azotu.
Tabela 1. Najwięksi emitenci CO 2 ( w gigatonach)
|
|
|
|
USA |
5,8 |
6,4 |
6,9 |
Chiny |
5,1 |
8,6 |
11,4 |
Rosja |
1,5 |
1,8 |
2,0 |
Japonia |
1,2 |
1,8 |
3,3 |
Indie |
1,1 |
1,3 |
1,2 |
Źródło: IEA 2007
Wycinanie lasów zwłaszcza lasów tropikalnych
Obecnie 2- krotnie zmniejszyła się powierzchnia lasów tropikalnych. Człowiek pozyskuje drewno, wypala lasy na pola uprawne, co uwalnia ogromne ilości CO 2 do atmosfery;
Spalanie lub błędne składowanie odpadów toksycznych
Wykorzystywanie freonów w produkcji:
lodówek, aerozoli, pianek izolacyjnych, rozpuszczalników chemicznych.
Po zużyciu opakowań bardzo trwałe gazy przedostają się do atmosfery i gromadzą w stratosferze na wysokości ok. 20 - 25 km. Cząstki freonów ulegają rozpadowi, uwalniają chlor, który zabiera atomy tlenu z cząstki ozonu. Ozon przekształca się w zwykły tlen. Tak niszczona warstwa ozonowa przepuszcza do powierzchni Ziemi więcej promieniowania UV, przyczyniając się do wzrostu globalnego ocieplenia.
Uczeni twierdzą, że świat nie jest w stanie zatrzymać globalnego ocieplenia. Może jedynie zmniejszać rozmiar szkód. Aby zmniejszyć emisję CO 2 niezbędne są nowe kosztowne technologie. Emisja CO 2 powinna w ciągu najbliższych 50 lat zmaleć co najmniej o połowę.
Przewiduje się działania ograniczające emisję CO 2:
podniesienie sprawności urządzeń ciepłowniczych, chłodniczych i oświetlenia;
zmniejszenie zużycia paliwa w transporcie i zmniejszenie średniego rocznego przebiegu aut;
zwiększenie sprawności elektrowni węglowych;
zmniejszenie dotacji do gazu, ropy i węgla; opodatkowanie węgla;
większe wykorzystanie energii nuklearnej;
wprowadzenie systemów wyłapywania i przechowywania pod ziemią dwutlenku węgla, aby nie dostawał się do atmosfery;
wyższe podatki na paliwa tradycyjne i pojazdy benzynowe;
wprowadzenie nowych technologii w budownictwie;
zastosowanie na szeroką skalę odnawialnych źródeł energii (wielokrotny wzrost mocy elektrowni wiatrowych, wzrost pozyskiwania energii słonecznej, wzrost produkcji bioetanolu);
zaprzestanie wyrębu lasów, akcje zalesiania;
ekologiczne metody uprawy na całości gruntów;
Istnieje grupa uczonych, którzy wykorzystując najnowsze technologie planują ochłodzić Ziemię. Opracowali kilka pomysłów rewolucyjnych, jak zahamować ocieplenie klimatu:
TARCZA NA ORBICIE
Pomysł polega na wysłaniu na orbitę aż 16 trylionów soczewek średnicy 60 cm każda. Mają one załamywać promienie słoneczne tak, by te omijały Ziemię i nie ogrzewały atmosfery. To najambitniejszy i najdroższy projekt;
FABRYKI CHMUR
Statki oceaniczne mają wyrzucać w powietrze parę z podgrzewanej wody morskiej. Tworzyłyby się chmury, odbijące promienie słoneczne i ochroniące Ziemię przed nagrzewaniem. Pomysł ten ma największe szanse realizacji - jest najskuteczniejszy i łatwy do wykonania;
SIARKOWY EKRAN
Rozpylenie w górnej warstwie atmosfery miliona ton dwutlenku siarki to mógłby być skuteczny pomysł na walkę z ociepleniem. Nie spodobał się jednak ekologom, gdyż związki siarki, które utworzyć miałyby ochronny ekran odbijający promienie słoneczne, zanieczyszczają atmosferę.
FARMA PLANKTONU
W walce z rosnącymi temperaturami może pomóc także dwutlenek żelaza wrzucony do oceanu. Związek ten ma stymulować wzrost planktonu pochłaniającego CO 2. Najnowsze badania pokazują, że dwutlenek żelaza można zastąpić znacznie skuteczniejszym mocznikiem.
INNE PRZYCZYNY ZMIAN KLIMATYCZNYCH (poglądy krytyczne)
Zmienna aktywność słońca
Obecne ocieplenie klimatu wg pewnego kręgu uczonych nie wynika z działań człowieka, a spowodowane jest zwiększoną aktywnością Słońca i dotyczy całego Układu Słonecznego; Cykliczne zmiany aktywności słonecznej to cykliczna natura zjawisk klimatycznych, niezależnych od człowieka. Promieniowanie słoneczne dochodzące do powierzchni Ziemi nie jest w całości pochłaniane i zamieniane na ciepło, lecz ulega odbiciu i wraca w przestrzeń kosmiczną. Naturalne przyczyny mają decydować o zmianie klimatu, a człowiek przyczynia się do nich jedynie w 2- 3%.
- Wątpliwe jest wg tych badaczy, że zmniejszając zawartość CO 2 w atmosferze można wpłynąć na globalną zmianę temperatury;
- Nie można negować szkodliwych oddziaływań ludzi na środowisko, ale wytwarzanie CO 2 w procesie spalania węgla i innych surowców kopalnych do tych szkodliwych działań nie należy;
- Obecne zmiany klimatu i ocieplenie to naturalny proces, jaki od milionów lat zachodzi na Ziemi. Geolodzy, badając dzieje Ziemi odkryli ślady co najmniej kilku wielkich epok lodowcowych, kiedy następował gwałtowny spadek temperatur. Na przestrzeni dziejów temperatura Ziemi wielokrotnie była znacznie wyższa niż obecnie (np. X i XI wiek).
Przeprowadzono badania masy lodowców alpejskich - ich wzrost i cofanie się. Maksymalne cofnięcia Lodowca Aletsch miało miejsce w latach 780 i 2001,a maksymalny zasięg w 1370, 1660, 1860. Dość wiernie mają oddawać one rytm zmian aktywności Słońca, a nie działalności ludzkiej.
Niskich temperatur można spodziewać się w latach 2055 - 2060, a głębokie oziębienie ma trwać przez ok. 50 lat i być podobne do tego z lat 1645 - 1717, gdy średnia temperatura globalna była niższa od obecnej o 1 - 2 stopnie C, a przez zamarznięty Bałtyk jeździło się do Szwecji saniami, nocując po drodze w karczmach stawianych na lodzie.
W atmosferze ok. 25% promieniowania słonecznego jest odbijana w przestrzeń kosmiczna przez chmury. W niewielkich ilościach promieniowanie UV jest korzystne dla ludzi i przyrody. Jego nadmiar powoduje zaburzenia w ekosystemie.
Naukowcy ostrzegają przed spadkiem temperatur. Wg nich ocieplenie dobiega kresu i jesteśmy u progu epoki lodowcowej. Finałem ocieplenia może być zlodowacenie naszej planety.
Promieniowanie ziemskie
Promieniowanie ziemskie emitowane przez powierzchnię Ziemi jest silniej pochłaniane w atmosferze niż promieniowanie słoneczne. Niewiele ponad 10% promieniowania ziemskiego opuszcza atmosferę, pozostała część jest w niej pochłaniana przez gazy cieplarniane i następnie remitowana w kierunku powierzchni Ziemi i kosmosu.
SKUTKI OCIEPLENIA KLIMATU
- Topnienie pokrywy lodowej. Olbrzymie pęknięcie w pokrywie lodowej Zachodniej Antarktydy. Himalajskie lodowce, zasilające w wodę główne rzeki Azji Południowej, cofają się o ok.10 m rocznie,
- Podwyższenie poziomu wód i oceanów ( o ok. 6 cm w ciągu 10 lat), co grozi zalanie wielu miast i terenów nadbrzeżnych,
- Katastrofalne susze ( wysychanie lasów deszczowych Afryki i Ameryki Płd., a także susze w Płd. Europie i zachodniej części Ameryki Płn. pożary, brak wody, fale upałów (w 2003 r. podczas jednego z najgorętszych sezonów letnich w dziejach półkuli północnej w Europie fala upałów zabiła ok. 35 tys. osób),
- Obniżanie plonów,
- Zakłócony cykl wegetacji roślin,
- Przesunięcie stref klimatycznych,
- Możliwość zmiany w przebiegu prądów morskich: ciepły prąd Golfstrom jest częścią ogromnego mechanizmu transportowego, dzięki któremu ciepłe wody powierzchniowe z rejonu Zatoki Meksykańskiej przemieszczają się w rejon Europy Północnej (ciepłe zimy w Anglii, fiordy norweskie z krewetkami). Globalne ocieplenie może spowodować zatrzymanie tego prądu. Zimne wody głębinowe przesyłane są z północy na południe Atlantyku.
- Zmiana rozkładu opadów i pór roku,
- Zwiększenie powierzchni stepów i pustyń, eliminowanie tundry,
- Huragany, powodzie, lawiny błotne ( wycinane lasy górskie),
- Migracja wielu gatunków zwierząt,
- Ginięcie wielu gatunków (biały niedźwiedź, nie ma pożywienia, pozostaje na dryfujących krach i ginie),
- Wymieranie raf koralowych (na skutek wysokich temperatur polipy koralowca odrzucają porastające je glony),
- Wzrasta powierzchnia ciepłych mórz, powodując cyklony; tworzą się nagony sztormowe - gwałtowne wiatry powodują podniesienie się poziomu wód w pobliżu brzegów i powstanie wielkich fal;
- Problemy w turystyce ( sztuczne naśnieżanie w górach - brak śniegu).
Kto może zyskać na ociepleniu? ( niektóre przykłady)
- Grenlandia znów może stać się zielonym lądem
- Syberyjska tundra zmieni się w żyzna prerie
- Kraje z kręgu polarnego będą miały dostęp do bogactw naturalnych, które teraz pokrywa czapa lodowa
- Kanada, Rosja, Skandynawia - większa wydajność rolnictwa
- Wzrost turystyki w tych krajach, również w Polsce ( ciepły Bałtyk )
Niektóre ustalenia organizacji międzynarodowych (2007):
- 2007/II - raport Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) - naukowcy orzekli, że w obecnym stuleciu średnia temperatura na Ziemi wzrośnie o 1,8-4 stopni Celsjusza, a poziom oceanów podniesie się o 28 do 43 cm.; stwierdzili, że człowiek w największym stopniu odpowiedzialny za zmiany klimatyczne; (Oskar dla Ala Gore'a za film”Niewygodna prawda”);
- 2007/VI - ustalenia G-8 (Niemcy, Heiligendamm) w sprawie kontynuacji dialogu międzynarodowego w sprawie zmian klimatycznych w ramach ONZ; szczyt G-8 poprzedzony spotkaniem na szczeblu ministrów ochrony środowiska (Poczdam,III/2007);
- 2007/IX- 62 Sesja plenarna ONZ (wystąpienia m.in. w sprawie zmian klimatu jako problemu globalnego, opracowanie raportu);
- 2007/XII- Bali, przygotowania do umowy międzynarodowej nt. zmian klimatycznych, której ustalenia zastąpią wygasający w 2012 r. Protokół z Kioto (podpisany w 1997r. (wszedł w życie w 2005 r.),przewidywał zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych w państwach uprzemysłowionych w 2008-2012 o ok.5% w stosunku do poziomu roku 1990; mechanizmy handlu emisjami).
1