37989 SNC03824

W historii Ziemi udokumentowano wielokrotne zmiany klimatu; ostatnia z nich nastąpiła wraz z zanikiem plejstoceńskich lądolodów około 10 tys. lat temu, tzn. w czasach rozkwitu paleolitycznej kultury pierwotnych społeczeństw. Obecnie z roku na rok, z dekady na dekadę, obserwujemy zmienność warunków klimatycznych. Polega ona na różnokierunkowych, fluktuacyjnych lub quasi-cyklicznych wahaniach stanu atmosfery, które interpretować można jako ciągłą adjustację (poprawianie) równowagi systemu klimatycznego.

Fluktuacje (tac. fluctuatio - falowanie, chwiejriośe, niepewność) - bezładne zmiany, wzrosty i spadki, powtarzające się nieregularnie odchylenia zmiennej od jej średniego poziomu. Obserwuje się je w przebiegu większości elementów klimatu; mogą zawierać .ukryte’ trendy lub cykle - wykrywalne metodami statystycznymi i matematycznymi, takimi jak analiza regresji lub analiza harmoniczna. O realnym istnieniu trendu lub cyklu możemy mówić, gdy prawdopodobieństwo wystąpienia tego rodzaju systematycznych zmian w losowych wahaniach (tj. w szumie) jest dostatecznie małe i gdy wskażemy na przyczynę powodującą, że zmienna (element klimatu) wykazuje stały wzrost, spadek lub okresowo powtarzające się wahania.

Oddziaływania na system klimatyczny, będące przyczyną zmian, pochodzą z zewnątrz systemu bądź też powstają w samym systemie. Zmienna aktywność Słońca, erupcje wulkanów, zmiany składu atmosfery wskutek działalności człowieka - to przykłady zewnętrznych czynników klimatotwórczych. Kriosfera (lody morskie, lądolody i lodowce), a także biosfera (szczególnie roślinność na lądach i fitoplankton) są w znacznym stopniu produktami klimatu, ale jednocześnie też aktywnymi, wewnętrznymi czynnikami, wpływającymi na przebieg procesów formujących klimat.

Zmieniające się w czasie oddziaływania czynników klimatu są impulsami, na które Lodpowiada” atmosfera ziemska, różnymi postaciami zmienności klimatu. Jej przejawami są trendy (tzn. względnie trwałe tendencje) i rytmiczne wahania elementów Jdimatu. Część zmian ^.atmosferze nie daje się jednak przyporządkować żadnej regularnej formie - tworzą one bezładny szum.

m Według Ch. D/Sćhoehwiesego (1997) współczesny trend klimatyczny - globalne ggieplenie - jest 2-3 razy pilniejszy od szumu. Wśród ciągłych wahań dominuje rosnąca tendencja temperatury. Rytmiczne wahania są porównywalne z szumem, a tylko niektóre cykle wyróżniają się jako istotne maksima w widmie zmian klimatycznych.

|| Widmem (spektrum) nazywa się rozkład „mocy” wahań o określonej częstotliwości (okresach cyklicznych zmian). Biorąc pod uwagę różne częstotliwości powtarzających się zmian, określamy udział (moc) tych zmian w ogólnej wariancji badanej zmiennej (elementu klimatu). W szumie wszystkie częstotliwości mają równą wielkość (jest to tzw. szum biały), natomiast jeśli jakiejś częstotliwości odpowiada moc wyraźnie wyższa od mocy szumu - uznaje się ją za wskazanie występującej cykliczności zmian o tej częstotliwości. Na przykład, w widmie zmian wielkości zlodzenia Bałtyku zaznacza się cykliczność 7-8-letnia, która różni się od szumu, reprezentowanego przez wahania o innych częstotUwościach^jjg^dopodobieństwem przewyższającym 95%. Mówi się więc o okresowości, bo małe są szanse, by tak wyraźne maksimum w widmie należało tylko do szumu klimatycznego (rys. 15.1).