Spis treści
Przedmowa. Dlaczego wiedza o zmianach klimatycznych jest tak ważna?
Podziękowania
1. Podstawy klimatologii
Czym jest efekt cieplarniany i jak wpływa na ogrzanie Ziemi?
Dlaczego naukowcy mają pewność, że klimat Ziemi się ociepla?
W jaki sposób globalne ocieplenie wpływa na wzrost poziomu mórz i co zaobserwowano do tej pory?
Dokąd trafia większość ocieplenia spowodowanego przez człowieka?
Jaka część globalnego ocieplenia z ostatnich lat jest spowodowana działalnością człowieka, a jaka powstała z przyczyn naturalnych?
Na ile klimatolodzy są pewni, że działalność człowieka jest główną przyczyną ocieplenia z ostatnich lat?.
Skąd naukowcy wiedzą, że ostatnie zmiany klimatu są spowodowane przede wszystkim działalnością człowieka?
Dlaczego klimat zmieniał się w przeszłości, zanim nastąpiła emisja gazów cieplarnianych spowodowana przez człowieka?
Jakie są wzmacniające sprzężenia zwrotne systemu klimatycznego, które zamieniają umiarkowane ocieplenie początkowe w wielkie ocieplenie końcowe?
Czy obecny poziom stężenia dwutlenku węgla w atmosferze nie zdarzył się dotąd w historii ludzkości?
Czy ostatnie zmiany klimatyczne są bezprecedensowe?
9
10
13
Czy ostatnie zmiany klimatyczne spowodowane przez człowieka zachodzą szybciej, czy też nie tak szybko, jak przewidywali naukowcy?
19
Czy istnieje różnica między globalnym ociepleniem a zmianami klimatycznymi?. . 20
Jakie są źródła najistotniejszych zanieczyszczeń powodowanych przez człowieka, które powodują globalne ocieplenie?
W jaki sposób wylesianie przyczynia się do ocieplenia?.
Czym jest współczynnik ocieplenia globalnego i dlaczego jest on różny dla różnych gazów cieplarnianych?
Dlaczego tempo ocieplenia zdaje się zmieniać z dekady na dekadę?.
Czy w ostatnich latach globalne ocieplenie spowolniło lub zatrzymało się?. .
Czy możemy osiągnąć punkt, w którym emisja większej ilości dwutlenku węgla do powietrza nie spowoduje większej zmiany klimatu?
Czy przekroczyliśmy już punkty krytyczne (punkty bez powrotu) systemu klimatycznego?
2. Ekstremalne warunki pogodowe i zmiany klimatyczne
Jaka jest różnica między pogodą a klimatem?
Które ekstremalne zjawiska pogodowe pogarszają się przez zmiany klimatyczne, a które nie?
Jaka jest rola naturalnej zmienności klimatycznej, takiej jak cykl
El Niño – La Niña, dla ekstremalnych warunków pogodowych?.
Czy zmiany klimatyczne spowodowały powstanie huraganów Sandy i Harvey (i dlaczego jest to niewłaściwe pytanie)?
Jak zmiany klimatyczne wpływają na fale upałów?
W jaki sposób zmiany klimatyczne wpływają na susze?.
Jak zmiany klimatyczne wpływają na pożary?
W jaki sposób zmiany klimatyczne wpływają na szanse wystąpienia ulew lub silnych opadów?
Czy zmiany klimatyczne oznaczają większe czy mniejsze opady śniegu, gwałtowniejsze czy słabsze burze śnieżne?
W jaki sposób zmiany klimatyczne wpływają na fale sztormowe?.
22
23
61
Czy zmiany klimatyczne powodują, że huragany są bardziej niszczycielskie? . . . 63
Czym jest wzmocnienie polarne i jak wpływa na ekstremalne warunki pogodowe?
Czy zmiany klimatyczne i/ lub wzmocnienie polarne wpływają na ekstremalne warunki pogodowe na półkuli północnej?.
Czy zmiany klimatyczne wpływają na powstawanie tornad?
Dlaczego w ocieplającym się świecie niektóre zimy nadal wydają się wyjątkowo surowe?. . . . . . .
Zmiany klimatu
3. Prognozowany wpływ na klimat
Jakiego wpływu możemy się spodziewać w tym stuleciu z powodu zmian klimatycznych, jeśli pozostaniemy na dotychczasowej ścieżce emisji?
Jakie są największe źródła niepewności w prognozach dotyczących przyszłego globalnego ocieplenia?
Co dotychczasowe gorące okresy w klimacie Ziemi mówią nam o potencjalnej przyszłości?
W jaki sposób topniejąca wieczna zmarzlina może przyspieszyć globalne ocieplenie ponad to, co przewidywały modele klimatyczne?
W jaki sposób wzrost liczby pożarów może przyspieszyć globalne ocieplenie w porównaniu z modelami klimatycznymi?
Jakie są inne ważne dodatnie lub wzmacniające sprzężenia zwrotne wpływające na system klimatyczny?.
Jaki będzie wpływ wzrostu poziomu mórz?
W jaki sposób zmiany klimatyczne doprowadzą do bardziej niszczycielskich burz w tym stuleciu?
Jakich susz możemy się spodziewać w tym stuleciu?.
Jakie są prognozowane skutki zmian klimatycznych dla zdrowia?
Jak globalne ocieplenie wpływa na produktywność człowieka?
Czy dwutlenek węgla przy spodziewanych w tym stuleciu poziomach narażenia ma bezpośredni wpływ na zdrowie ludzkie lub funkcje poznawcze?
Czym jest zakwaszenie oceanu i dlaczego ma znaczenie dla życia morskiego?
Czym jest bioróżnorodność i jak wpłynie na nią zmiana klimatu?
Jak zmiany klimatyczne wpłyną na sektor rolny i naszą zdolność do wyżywienia rosnącej populacji świata?
W jaki sposób zmiany klimatyczne zagrażają bezpieczeństwu narodowemu, regionalnemu i globalnemu?
Jaki jest najlepszy prawdopodobny scenariusz dla zmian klimatycznych w tym stuleciu?
Jaki jest najgorszy prawdopodobny scenariusz zmian klimatycznych w tym stuleciu?.
Co naukowcy rozumieją przez „nieodwracalne skutki” i dlaczego tak bardzo się ich obawiają w odniesieniu do zmian klimatycznych?
4. Uniknięcie najgorszych skutków
Co jest najistotniejszą przyczyną dezorientacji odnośnie do tego, co ludzkość musi zrobić, aby uniknąć najgorszego wpływu na klimat?
Czym jest paryskie porozumienie klimatyczne z grudnia 2015 roku i dlaczego jest ono tak ważne?
Dlaczego naukowcy i rządy uznali, że 2°C to granica, po przekroczeniu której zmiany klimatyczne staną się „niebezpieczne” dla ludzkości?
Czym jest pakt klimatyczny z Glasgow z listopada 2021 roku i dlaczego jest tak kontrowersyjny?.
Jaki rodzaj redukcji emisji gazów cieplarnianych jest niezbędny, aby utrzymać ocieplenie znacznie poniżej 2°C?
Jaki byłby koszt ekonomiczny osiągnięcia celu 2°C?
Co się stanie, jeśli nie osiągniemy celu 2°C?
Czy możemy adaptować się do zmian klimatycznych spowodowanych przez człowieka?
Czym jest geoinżynieria i czy może odgrywać ważną rolę w zmniejszaniu wpływu zmian klimatycznych?
5. Polityka i przepisy klimatyczne
Jaką politykę klimatyczną stosują rządy na całym świecie do walki ze zmianami klimatycznymi?
Czym jest podatek węglowy?
Czym jest handel uprawnieniami do emisji dwutlenku węgla?
Co robią Chiny i Indie, aby ograniczyć emisję dwutlenku węgla?.
Co robią Stany Zjednoczone, aby ograniczyć emisję dwutlenku węgla?
Jak różne partie polityczne w Stanach Zjednoczonych i na świecie postrzegają naukę i politykę klimatyczną?
Czy podejmowane są działania dezinformacyjne na temat klimatologii na szeroką skalę, a jeśli tak, to kto je finansuje?.
Kim są negacjoniści klimatyczni?
6. Rola czystej energii
Jakich zmian w naszym systemie energetycznym wymagałby cel 2°C?
Czym jest efektywność energetyczna i jaką rolę odegra?
Czy energia jądrowa odegra znaczącą rolę w wysiłkach na rzecz zminimalizowania zmian klimatycznych?
Jaką rolę odgrywa gaz ziemny w dojściu świata do celu 2°C?
W jakim stopniu energia słoneczna może przyczynić się do zapobiegania niebezpiecznym zmianom klimatycznym?
Jak dużą rolę odegra energia wiatrowa w zapobieganiu niebezpiecznym zmianom klimatycznym?
VIII Zmiany klimatu
193
Czym jest wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla (sekwestracja dwutlenku węgla) i jaką rolę może odegrać?.
Czym jest bioenergia i jaka jest jej rola w ograniczaniu zanieczyszczenia dwutlenkiem węgla?
Jakie inne bezemisyjne źródła energii mogą przyczynić się do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych?
Jak możemy zmniejszyć emisję dwutlenku węgla w sektorze transportowym?.
Jakie dotychczasowe problemy ograniczyły sukces rynkowy paliw alternatywnych i pojazdów nimi napędzanych?
Jaką rolę mogą odegrać pojazdy elektryczne?
Czym są wodorowe ogniwa paliwowe i pojazdy nimi napędzane?
Jakie wyzwania stoją przed pojazdami napędzanymi wodorowymi ogniwami paliwowymi jako rozwiązaniem klimatycznym?
Jaką rolę w procesie odchodzenia od paliw kopalnych może odegrać magazynowanie energii?
Co może zrobić sektor rolny i hodowlany, aby zminimalizować zmiany klimatyczne?.
Jaką rolę może odegrać oszczędzanie energii?
7. Zmiany klimatyczne i my
Jak zmiany klimatyczne wpłyną na ciebie i twoją rodzinę w nadchodzących dziesięcioleciach?
W jaki sposób zmiany klimatyczne mogą wpłynąć na przyszłą cenę nieruchomości nadmorskich?
W jaki sposób zmiany klimatyczne mogą wpłynąć na decyzje o tym, gdzie zamieszkać na emeryturze w nadchodzących dziesięcioleciach?
Co studenci powinni dziś studiować, jeśli chcą być przygotowani do pracy w globalnie ocieplonym świecie?
Czy zmiany klimatyczne powinny wpływać na sposób inwestowania?
Jak można zmniejszyć swój ślad węglowy?
Jaką rolę w zmniejszaniu śladu węglowego mogą odegrać zmiany w diecie?
Jak najlepiej rozmawiać z kimś, kto nie akceptuje rosnącej ilości dowodów na temat klimatologii?
Czy nadal mamy czas, aby zachować przyjazny klimat?.
Materiały źródłowe
Przypisy
W jaki sposób zmiany klimatyczne wpływają na szanse wystąpienia ulew lub silnych opadów?
Jednym z najrzetelniejszych odkryć naukowych jest odkrycie bezpośredniego związku między globalnym ociepleniem a ekstremalnymi opadami lub ulewami. „Podstawowa fizyka mówi nam, że cieplejsza atmosfera jest w stanie utrzymać więcej wilgoci – w tempie wzrostu około 7 procent na stopień [Celsjusza] ocieplenia”, jak wyjaśniło Centrum Hadley UK Met Office w raporcie z 2014 roku zatytułowanym Climate Risk: An Update on the Science (Zagrożenie klimatyczne: Najnowsze dane naukowe). Ponadto stwierdzono: „Oczekuje się, że doprowadzi to do podobnego wzrostu procentowego intensywnych opadów deszczu, co zostało w zasadzie potwierdzone przez modele i zaobserwowane zmiany w dziennych opadach deszczu”.
Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu stwierdził w swojej kompleksowej piątej ocenie nauk o klimacie z 2013 roku, że prawdopodobnie intensyfikacja opadów deszczu już się zaczęła na większości obszarów lądowych na całym świecie. W Stanach Zjednoczonych naukowcy zaobserwowali ostry skok w najintensywniejszych dwudniowych burzach, takich, jakie zwykliśmy obserwować tylko raz na 5 lat (patrz rysunek 2.2).
Krajowa ocena klimatu z 2014 roku, która jest jak dotąd najbardziej kompleksową analizą obecnego i przyszłego wpływu klimatu w Stanach Zjednoczonych, wskazała: „Mechanizm napędzający te zmiany jest dobrze rozpoznany”. Zlecony przez Kongres raport 300 czołowych klimatologów i ekspertów, który został zatwierdzony przez Narodową Akademię Nauk, wyjaśnia: „Cieplejsze powietrze może zawierać więcej pary wodnej niż powietrze chłodniejsze. Globalne analizy pokazują, że ilość pary wodnej w atmosferze w rzeczywistości wzrosła z powodu ocieplenia spowodowanego przez człowieka. (…) Ta dodatkowa wilgoć jest dostępna dla systemów burzowych, co skutkuje zwiększonymi opadami deszczu. Zmiany klimatyczne zmieniają również charakterystykę atmosfery, która wpływa na wzorce pogodowe i burze”.
Obserwowany w USA trend w nasileniu intensywnych opadów
Względna liczba ekstremalnych z darzeń [%]
RYSUNEK 2.2.
Wskaźnik dziesięcioletni sum opadów dwudniowych, które są przekraczane średnio tylko raz w okresie 5 lat. Zmiany porównuje się do okresu 1901–1960. Jak pokazują dane, takie zjawiska „raz na 5 lat” stały się znacznie powszechniejsze.
Źródło: Via the 2014 U.S. National Climate Assessment.
Ten ostatni punkt jest bardzo ważny. Najgorsze ulewy gwałtownie wzrosły, lecz nie tylko dlatego, że cieplejsze powietrze utrzymuje więcej wilgoci, która z kolei jest zasysana do głównych systemów burzowych. Coraz częściej naukowcy wyjaśniają, że zmiany klimatyczne wpływają na prąd strumieniowy i wzorce pogodowe w sposób, który może spowodować spowolnienie lub zablokowanie systemów burzowych, dając im w ten sposób więcej czasu na „wyrzucenie” olbrzymich opadów (co zostanie omówione w dalszej części tego rozdziału).
Ponieważ globalne ocieplenie sprawia, że mokre obszary stają się jeszcze wilgotniejsze, a suche regiony – znacznie suchsze, efekt ten nie przejawia się w ten sam sposób w każdej części kraju. Rysunek 2.3 pokazuje wykres Krajowej Oceny Klimatu z 2014 roku dotyczący „procentowych zmian ilości opadów podczas ekstremalnych zdarzeń (najbardziej ekstremalne 1 procent) w latach 1958–2012 dla każdego regionu”19 .
Scenariusz zwiększonej emisji, 2080–2099
Liczba dni
<10203045607590105>120
RYSUNEK 3.3.
Dni z temperaturami powyżej 37,5°C w scenariuszu wyższych emisji (bez zmian).
Źródło: Amerykańska Krajowa Ocena Klimatu.
0153045607590105120135150165180>120
Liczba dni w roku
RYSUNEK 3.4.
Oczekuje się, że liczba dni w roku z temperaturą szczytową powyżej 32°C znacznie wzrośnie, zwłaszcza w scenariuszu wyższej emisji, jak pokazano na mapie. Prognozy wskazują, że pod koniec wieku Floryda północna będzie miała ponad 165 dni (prawie 6 miesięcy) w roku z temperaturami ponad 32°C, w porównaniu z mniej więcej 60 dniami w latach 60. i 70. XX wieku. Wzrost liczby bardzo upalnych dni będzie miał konsekwencje dla zdrowia ludzi, suszy i pożarów.
Źródło: National Climate Assessment (NCA).
Co to oznacza dla produktywności? Profesor Solomon M. Hsiang napisał w 2012 roku:
W moim artykule w „Proceedings of the National Academy of Sciences” z 2010 roku odkryłem, że wymagające najwięcej pracy sektory gospodarek narodowych zmniejszyły produkcję o mniej więcej 2,4 procent na każdy stopień Celsjusza, i argumentowałem, iż to wygląda podejrzanie, jakby było związane z redukcją wydajności pracowników. Korzystając z zupełnie innej metody i zestawu danych, Matt Neidell i Josh Graff Zivin stwierdzili, że podaż pracy w mikrodanych spadła o 1,8 procent na stopień Celsjusza. Obie reakcje rozpoczęły się przy około 26°C.
Studium Hsianga pokazuje, że „produkcja krajowa w kilku branżach [nierolniczych] (…) spadała szybciej przy bardzo wysokich temperaturach dziennych”. Japoński profesor odkrył, że w pomieszczeniach „każdy stopień wzrostu temperatury powyżej 25°C spowodował 2-procentowy spadek produktywności”, jak donosi „New York Times” w 2012 roku.
Widać zatem, że różne rodzaje badań z wykorzystaniem różnych zbiorów danych dają podobne wyniki. Badania te dotyczą przede wszystkim adaptacji –jednym z najczęstszych sposobów, w jaki zdrowi ludzie reagują na wysokie temperatury, jest po prostu mniejsza ilość pracy. NOAA zwraca uwagę na ważne zastrzeżenie dotyczące swoich badań, które zwykle sprawia, że wyniki są konserwatywne: „Koncentrujące się na zdolności zdrowych, zaaklimatyzowanych osób badanie nie ukazuje poważnych konsekwencji stresu cieplnego dla mniej zaadaptowanych osób, na przykład młodych, starych i chorych”.
Hsiang zwraca uwagę na wynik końcowy (podkreślenie dodane):
Warto zauważyć, że zmniejszenie wydajności pracowników nigdy nie zostało uwzględnione w ekonomicznych modelach przyszłego ocieplenia (…) pomimo faktu, że eksperymenty 50 lat temu wykazały, iż temperatura ma silny wpływ na wydajność pracowników. (…) W swojej rozprawie doktorskiej dokonałem pewnych wstępnych szacunków przy użyciu powyższych liczb i stwierdziłem, że sam wpływ produktywności może zmniejszyć produkcję na mieszkańca o ~9 procent w latach 2080–2099 (przy braku silnej adaptacji). Koszt ten przekracza łączny koszt wszystkich innych prognozowanych strat ekonomicznych razem wziętych.