1.4. Климатске промене данас
Током прошлог века, температура на Земљи почела је да расте на чудан начин. За 100 година средња температура ваздуха на Земљи је постала за један степен топлија! У периоду од 1980-их година средња глобална температура почиње значајно да расте. На Сл.1.4.1 дат је пример одступања температуре током једне године (2018) у односу на период 1961-1990., где се види да је одступање на највећем делу Земље позитивно. Глобално преовлађујуће позитивне вредности одступања су карактеристичне за сваку годину последњих деценија.
Глобално загревање које се сада дешава је последица појачаног ефекта стаклене баште.
Ефекат стаклене баште
Ефекат стаклене баште је задржавање топлоте коју емитује површина Земље у атмосфери, јер гасови са ефектом стаклене баште, који су саставни део атмосфере, апсорбују Земљино топлотно зрачење. Када су научници први пут описали тај ефекат пре 200 година, приметили су да Земљина атмосфера делује као стаклена башта за гајење поврћа. Зато су гасови који апсорбују Земљину топлотну радијацију добили назив „гасови са ефектом стаклене баште“.
Гасови са ефектом стаклене баште у атмосфери су угљен-диоксид, метан (из практичних разлога, наводићемо их по њиховим хемијским формулама, CO2 и CH4) и још неки, као и водена пара. Они спречавају да дуготаласно инфрацрвено (топлотно) зрачење Земљине површине у потпуности оде у космос. Као резултат тога, доњи слој атмосфере где се одвијају све временске прилике и где је највећа концентрација гасова, се загрева. Без ефекта стаклене баште просечна површинска температура ваздуха не би била 15 °C, као сада, већ -19 °C. Топлота Земљине површине одлазила би у свемир без загревања атмосфере. Услед тога тешко да би могао да постоји живот на нашој планети.
Научници су одавно предвидели да ће производњом и сагоревањем угља, нафте и гаса људи емитовати велике количине CO2 и CH4 и тако повећати ефекат стаклене баште. Средином 20. века то предвиђање је потврђено: концентрација тих гасова на целом свету почела је брзо да се повећава (Сл. 1.4.3).
Повећање конценрације гасова са ефектом стаклене баште представљају главни узрок климатских промена данас. Као резултат људских активности, пре свега сагоревања фосилних горива, развоја индустрије и саобраћаја и крчења шума, атмосферске концентрације гасова са ефектом стаклене баште као што су угљен-диоксид (CO2), метан (CH4) и азотсубоксид (N2О) достигле су рекордне нивое – више су него у било ком периоду у последњих најмање 800.000 година. Природна концентрација угљен-диоксида у атмосфери варирала је током историје и кретала се између 180 и 300 ppm (енг. parts per million – делова на милион других честица). Данас, концентрације CО2 износе 400 ppm! Од почетка индустријске револуције (од педесетих година 18. века), концентрација угљен-диоксида у атмосфери повећала се за 40%, концентрација метана за 120%, а концентрација азотсубоксида за 20%! Мишљење да људска активност води ка јачању ефекта стаклене баште први је изразио шведски научник Сванте Аренијус, још 1896. године.
Ниво океана, приказан на последњем доле графикону, мењао се у исто време кад и температура и концентрација гасова са ефектом стаклене баште. Током хладних периода ниво мора је био за 50–100 m нижи него сада, а у топлим периодима током последњих 100.000 година био је за 5–10 m виши.
Да ли до повећања концентрација CО2 долази искључиво због људских активности или је то и природни процес?
Сваке године процесом дисања, жива бића произведу количину угљен-диоксида који је много пута већи од његове емисије од стране човека. (Сл. 1.4.5). Ерупције вулкана и „дах“ океана такође играју улогу… Међутим, применом анализе изотопа установљено је да је главни узрок појачаног ефекта стаклене баште од људских активности. То се може утврдити зато што се молекули угљен-диоксида настали сагоревањем угља, нафте и природног гаса разликују од молекула угљен-диоксида емитованих у процесу дисања.
Oкеан, шуме и тла наше планете „помажу“ човечанству апсорбујући половину CO2 који је створио човек, док се друга половина акумулира у атмосфери (Сл. 1.4.5.) појачавајући ефекат стаклене баште. Услед тога загрева се атмосфера, а затим и океан (Сл. 1.4.7). Друга важна чињеница коју треба упамтити јесте да су људи посекли велики део светских шума, тако да је њихова способност да апсорбују CО2 из атмосфере сада мања него што је била у прошлости.
Анализа изотопа. Атоми исте супстанце могу да садрже различите количине одређених честица које се зову неутрони. Број неутрона у атому указује на то да ли атмосферски угљен-диоксид потиче од дисања живих бића или од сагоревања угља, нафте и природног гаса.
Од свих чинилаца океан има најзначајнију улогу у обликовању климе на Земљи. Он садржи више од 90% енергије климатског система планете. Када би температура атмосфере расла, али не и температура океана, било би много мање разлога за аларм. Са друге стране, када би сва топлота коју складиште океани отишла у атмосферу, температура ваздуха би уместо 1°C до сада порасла за 36°C услед повећане концентрације гасова са ефектом стаклене баште. То значи да је океан једна од главних карика климатског система. Нажалост, температура светског океана такође расте из године у годину. Зато климатолози верују да хладне зиме, па чак ни хлађење ваздуха на планети не могу да буду знак да је глобално загревање заустављено јер количина топлоте у климатском систему Земље као целини наставља да се повећава из године у годину. Повећање температуре океана, за које је потребно много више топлоте него за загревање копнених површина, је јасан сигнал дешавања интензивног загревања климатског система (Сл. 1.4.7.).
Осим што мењају састав гаса у атмосфери, људи загађују ваздух аеросолима који се састоје од сићушних честица. Атмосферу загађују и разне супстанце настале услед емисија из електрана, аутомобила и авиона, услед шумских пожара, спаљивања траве, итд. Честице у ваздуху спречавају пролаз Сунчевог зрачења до подлоге и доприносе смањењу загревања површине апсорпцијом Сунчевог зрачења. Када падну на снежну или ледену површину, површина постаје тамнија и повећава се апсорпција Сунчевог зрачења, што појачава ефекат загревања. Дакле, човечанство утиче и на пораст и на смањење температуре, али утицај његових активности који води ка глобалном загревању (појачавањем ефекта стаклене баште) око три пута је већи од ефекта хлађења који производе човекове активности. Према томе, свакако постоји разлог да се говори о глобалном загревању коју изазива човек.
Још седамдесетих година 20. века климатолог Михаил Будико предвидео да ће се до 2000. године човечанство суочити са проблемима у виду нових и „чудних“ промена климе. Био је у праву.
Од времена када су људи почели да ложе угаљ, температура ваздуха на површни Земље повећала се за 1 °C, а 0,75 °C тог повећања догодило у последњих 50 година (Сл. 1.4.6). На први поглед чини се да је та промена умерена и не изгледа као да представља претњу. Међутим, не смемо да заборавимо да је то просечна промена за целу планету и за сва годишња доба. На неким местима та промена била је много већа. Температуре ваздуха на далеком северу, на Арктику, порасле су чак за 2–3 °C (Сл. 1.4.1).
Средња температура ваздуха за територију Србије је порасла око 1.2 °C у односу на климу средине 20.века, а у Београду за око 1.5 °C, због додатног утицаја појачаног ефекта урбаног топлотног острва. Пораст температуре је значајан од 1980-их година, а последња деценија била је најтоплија до сада.
Највећи пораст је осмотрен у максималној температури током лета, када се дешава и највеће смањење падавина.
„Јутро је… Оштар мраз спалио зелено лисје,
А танак и бео снег покрио поља и равни,
И сниски, тршчани кров. У даљи губе се брези
И круже видокруг тавни.“
(Одломак из песме „Зимско јутро“, српског песника Војислава Илића, 1862-1894)
Зар се није време и у прошлости чудно понашало? Свакако да јесте. Александар Пушкин, чувени руски песник, написао је у свом ремек-делу, Евгенију Оњегину:
‘Те године је изнад села трајала дуго јесен стара, земља је жудно снега хтела, а пао је тек јануара [трећег] ноћу…’
Пушкин користи (руски, српски) јулијански календар „старог стила“, па је његов 3. јануар заправо по садашњем календару 20. децембар. Али то је и даље веома касно за први снег у централном делу европске Русије – снег обично почиње да пада већ крајем октобра.
Опис јаке зиме даје и Петар Кочић, српски књижевник, у својој приповеци „Кроз мећаву“: „Сува зима стегла. Одасвуд бије, пржи и као уједа оштра и немила студен. Рушти се окорели снег, и жалосно цвилећи угиба се под ногама“.
На врелину лета подсећа песникиња Десанка Максимовић у песми „Ближи се ближи лето“: ….“ Помаља златну косу у зрелим њивама жутим….“
И у 19. веку било је топлих дана зими и хладних раздобља лети, олуја и поплава, обилних снежних падавина и суша, па чак и ледене кише која све прекрива дебелом кором леда.
Кључна чињеница је да се такве опасне природне појаве сада чешће дешавају и да ће оне постати још чешће у будућности. И даље ћемо доживљавати периоде веома хладног времена иако ће, временом, то вероватно постати мање уобичајено. Биће и неких позитивних ефеката глобалног загревања, али тренутно видимо више негативних ефеката.
Користећи климатске моделе да би били укључени ефекти различитих процеса који утичу на климу (и природне и оне које изазива човек), климатолози не само што могу да објасне шта се сада дешава, већ могу да дају процене будуће промене климе. У зависности од тренда промене будућих емисија гасова који изазивају појачани ефекат стаклене баште, температура на Земљи могла би драстично да порасте током овог века. Према повољном сценарију, очекивана промена средње глобалне температуре би била у опсегу 1,5–2,0 °C у поређењу са почетком 20. века. Међутим, по сценарију RCP8.5 који подразумева даље повећање емисија гасова са ефектом стаклене баште, стопом пораста као до сада, средња глобална температура ваздуха ће се највероватније повећати за око 4,0 °C. Северна области, где долази до смањивања снежног и леденог покривача, ће се више загревати, а повећање температуре на Арктику могло би да износи чак и 10 °C! То ће имати велики утицај на количине падавина, на ниво мора, учесталост и жестину екстремних временских непогода. Како ће се 21. век завршити зависи у великој мери од људских активности.
Основне информације о климатским променама у нашем региону показују очекивано алармантно повећање температуре на целој територији за период 2016-2035., који је већ започео. Другим речима, то значи да се очекује да ће пораст средње температуре на територији Србије бити у опсегу 0,6-1,0 °C у односу на климу са краја 20. и почетка 21. века (1986-2005.), која је већ за око 0,7 °C топлија од климе половине 20. века. Колики ће бити пораст температуре зависи од пораста глобалних емисија гасова са ефектом стаклене баште. Током периода средином века (2046-2065.), очекује се да ће пораст средње температуре бити у опсегу 1,5-2,1°C. Нижи пораст одговара сценарију RCP4.5 (подразумева заутављање пораста емисија до 2040. године), а горња граница је одређена по сценарију RCP8.5 (сценарио константног пораста емисија током 21. века). До краја века (2081-2100.) очекивано повећање средње температуре ће бити за око 2°C по RCP4.5 и око 4,5°C по RCP8.5 сценарију. Поред пораста климатске вредности температуре, повећана је и климатска варијабилност, нарочито што се тиче падавина. Ово значи да је већа разлика у годишњој количина падавина, неке године ће имати велике епизоде суше, док ће се током других година јављати периоди са великом количином падавина. Овакве смене у падавинском режиму могуће је очекивати и у току једне године. Поред повећане учесталости екстремних догађаја, суша и екстремних падавина, уочава се и повећање екстремних топлотних таласа.
Наравно, утицај Сунца, вулкана, океанских струја и других природних процеса такође је веома значајан. Али утицаји на време и климу које они изазивају краткотрајне су и њихова улога током дугих периода је мала.
Зато се већина научника слаже да је човечанство одиграло највећу улогу у климатским променама које се дешавају на Земљи током последњих 60 година (од средине 20. века) и које ће се наставити кроз 21. век.
Највећи утицај човека на климатски систем потиче од емисија гасова који изазивају појачан ефекат стаклене баште а који настају сагоревањем фосилних горива: угља, природног гаса и нафтних деривата. Смањење употребе фосилних горива у електранама, саобраћају, индустрији и свакодневном животу смањиће утицај човека на климу. Али сагоревање фосилних горива није једини фактор. Човек утиче на климу и сечењем шума које су апсорбовале CO2 из атмосфере, допуштањем да се велике количине метана ослободе из цевовода и индустријском применом нових синтетичких и моћних гасова који изазивају ефекат стаклене баште. Због тога је тако тешко решити проблем климатских промена: оно што је потребно јесте реорганизација целокупне светске привреде да би она постала „зелена“ и да би могла да функционише и у корист људи и у корист климе.
Питања
- Шта би се десило да нема ефекта стаклене баште? Како је он изазиван?
- Зашто је температура на Земљи тако много порасла за последњих 100 година?
- Да ли су до пораста концентрација CO2 у атмосфери довели природни узроци или човекове активности? Како је то доказано?
- Зашто можемо да кажемо да човечанство утиче и на загревање и на хлађење климе Земље? Који је од та два ефекта већи?
- За колико степени су се температуре повећале током протеклих 50 година? Да ли је то повећање у северној Европи било веће или мање у односу на цео свет? Да ли је повећање у региону у коме је Србија било веће или мање у односу на северну Европу?
Задаци
Пронађите дебео, глатко одсечен балван или неки велики пањ. Погледај годове: видећеш да су неки ужи а неки шири. Најстарији годови налазе се у средишту балвана или пања, а најмлађи су на рубу.
Широки годови означавају топле године, а уски годови означавају хладне године. Изброј колико је у последњих 20 година било топлих, а колико хладних година.