Wielkie przeszłe zmiany klimatu były naturalne, bo odbywały się bez znaczącej obecności ludzkiej. Podczas wyjścia z ostatniej epoki lodowcowej na całej Ziemi żyło mniej ludzi niż obecnie mieszka tylko w jednym z wielkich miast. W 2010 roku naszą planetę zamieszkuje niemal 7 miliardów ludzi, którzy zużywają coraz więcej energii i drastycznie zmieniają powierzchnię Ziemi. Jak pokazuje zestawienie sporządzone przez Kaj-fez-Bogataj, w ciągu 200 lat, między latami 1800 a 2000, liczba ludności wzrosła 8-krotnie, emisje dwutlenku węgla 21-krotnie, produkcja energii pierwotnej 32-krotnie, produkt globalny brutto (z uwzględnieniem inflacji) 100-krotnie, a długość dziennego przemieszczania się (oprócz chodzenia i biegu) 1000-krotnie. Dlatego uzasadnione jest nazywanie naszych czasów epoką antropocenu - erą, podczas której wpływ człowieka na nasz glob jest porównywalny z geologią.
W najnowszym raporcie Międzyrządowej Komisji Zmian Klimatu (IPCC 2007), zawierającym ocenę bieżącego stanu wiedzy o zmianach klimatu, ich konsekwencjach oraz możliwościach adaptacji i przeciwdziałania, znajdujemy mocne stwierdzenie: „Większość zaobserwowanego wzrostu średniej temperatury globalnej od połowy XX wieku jest bardzo prawdopodobnie spowodowana wywołanym przez człowieka wzrostem stężenia gazów cieplarnianych". Brak jest alternatywnego sposobu poważnego wyjaśnienia przyczyn ocieplenia w ostatnich dekadach.
Dokonano szacunków różnych składowych tzw. wymuszenia radiacyjnego w okresie 1750-2005 (IPCC 2007). Efektywne wymuszenie radiacyjne wzrosło w tym czasie o 1,72 Wm2, z czego czynniki antropogeniczne odpowiedzialne są za wzrost o 1,6 W-m2, a czynniki naturalne (Słońce) o 0,12 W-m2. Słońce jest więc odpowiedzialne tylko za 7,5% ocieplenia w ostatnich 250 latach (a jeszcze mniej, procentowo, np. w ostatnich 50 latach). Pośród czynników antropogenicznych wzrost atmosferycznego stężenia długowiecznych gazów cieplarnianych jest odpowiedzialny za wzrost o 2,64 W m 2, ale kompensujący efekt aerozoli wyniósł -1,2 W-m2 (IPCC 2007).
Węgiel z zasobów kopalnych, które powstawały w skorupie ziemskiej przez wiele milionów lat, jest uwalniany do atmosfery w ogromnych ilościach w postaci gazu cieplarnianego - dwutlenku węgla - w skali czasowej dziesięcioleci. Atmosferyczne stężenie dwutlenku węgla rośnie także wskutek wylesienia ograniczającego możliwość wiązania węgla przez roślinność. Rośnie stężenie metanu (produkcja ryżu, hodowla bydła, topnienie wiecznej zmarzliny) i podtlenku azotu (rolnictwo). W efekcie intensyfikacji efektu cieplarnianego „dach" naszej globalnej szklarni zatrzymuje coraz więcej promieniowania długofalowego emitowanego przez Ziemię, które opuściłoby system ziemski. Rysunek 2 przedstawia wzrost stężenia atmosferycznego dwutlenku węgla w różnych skalach czasowych - od bezpośrednich pomiarów w Mauna Loa (Hawaje, USA) w okresie ostatnich 50 lat do pośrednich rekonstrukcji historii setek i tysięcy lat. Analiza rdzeni lodowych pokazuje, że co najmniej od 650 000 lat nie było atmosferycznych stężeń dwutlenku węgla równie wysokich jak obecnie (IPCC 2007).
Badania modelowe wzmacniają argumenty o antropogenicznym podłożu obecnych zmian klimatu. Używając
Rys. 2. Stężenie atmosferyczne dwutlenku węgla. Wykres górny - 1958-2010 (wyniki pomiarów z obserwatorium Mauna Loa - Hawaje, USA; źródło: Instytut Scrippsa i NOAA). Wykres dolny-ocena globalna za ostatnie 10 000 lat; wykres na szarym tle - ostatnie 250 lat; źródło: IPCC
modeli przy założeniu wymuszeń naturalnych (aktywność słoneczna, erupcje wulkanów) i antropogenicznych (wzrost atmosferycznych stężeń gazów cieplarnianych i wzrost, a potem spadek atmosferycznej zawartości aerozoli oraz wylesienie), jesteśmy w stanie odtworzyć zasadnicze cechy zaobserwowanego przebiegu temperatury globalnej, w tym brak wzrostu temperatury w latach 1945-1975. Zakładając natomiast wyłącznie wymuszenia naturalne, nie jesteśmy w stanie wytłumaczyć wzrostu temperatury w ciągu ostatnich 40 lat (IPCC 2007).
Skoro modele matematyczne radzą sobie z interpretacją zasadniczych już zaobserwowanych zmian i wahań klimatu, można ich użyć do wnioskowania o przyszłości.
Modele zgadzają się co do kierunku przyszłych zmian temperatury, przewidując wszędzie dalsze, jeszcze bardziej intensywne, ocieplenie, przy czym silniejsze ocieplenie oczekiwane jest w wysokich szerokościach geograficznych na półkuli północnej. Dla terenu Polski projekcje przewidują do końca XXI wieku wzrost temperatury średniej rocznej
0 3-3,5°C, ale wartości zależą istotnie od scenariusza emisji
1 od modelu klimatycznego.
AemcoiA