KLIMA
Pripremila: Ljerka Opra
Tačka bez povratka
Mnoge naučne institucije izučuvaju promene sastava atmosfere izazvane ljudskim aktivnostima, koje su glavni uzrok nastanka efekta staklene bašte. Feedback procesima pripisuje se holocensko globalno otopljenje. Efekat staklene bašte stvaraju dugoživeći gasovi (greenhouse gases/GHG-s) među kojima je najznačajniji CO2. GHGs onemogućavaju da se deo toplote primljene od Sunca vrati u svemir. Ta toplota povećava temperaturu tla i okeana. Pri povećanju globalne temperature za oko 3 stepena, dominiraju spori feedback proces koji pomažu zagrejavanje usled čega se klima može značajno promeniti.
PROMENA ENERGIJE PLANETE
Pre 20 hiljada godina, u vreme LGM-a, Severna Amerika je najvećim delom bila okovana ledom. Pod ledom su bile srednja i zapadna Evropa. Jovan Cvijić je, po-četkom 20. veka, otkrio tragove lednika na Rili i Šari. Dr Slobodan Marković, profesor paleontologije Univerziteta u Novom Sadu, kaže da su u to vreme obale Dunava izgledale kao sadašnji predeli dalekog severa Evrope. Klimu LGM-a stabilnom je održavala energetska ravnoteža planete. Planeta je bila u energetskoj ravnoteži i tokom holocena pre industrijske ere (savremeno narušavanje je izazvala forsirana emisijom GHGs od druge polovine 20. veka). Nestabilnost, u periodu LGM-holocen, od 1W/m2 nastupila je u kratkom intervalu između. Ta nestabilnost (1W/m2) je tokom nekoliko milenijuma otopila led na kontinentima i promenila temperaturu okeana.Energetska nestabilnost pri kraju LGM-a od 1W/m2 pokrenula je spore feedback procese i smanjen je ledeni pokrivač, promenjen raspored vegetacije i priobalja, što je energetski nivo planete u holocenu pomerilo za 3,5 + 1W/m2. Kada se tim procesima dodaju efekti izazvani prirodnom emisijom GHGs, zatim efekti troposferskog ozona, vodene pare stratosfere, javlja se dodatno energetsko pomeranje od 3+0,5 W/m2. Ukupna promena energije od 6,5 W/m2 promenila je globalnu temperaturu za 5+1 stepen C. Na osnovu toga se dolazi do empirijskog podatka da promena energije planete od 1W/m2 menja globalnu temperaturu za 3/4+1/4 stepena C. |
Prema The Intergovernmental Panel on Climate Ghange (IPCC) Columbia University Earth Institute i prema Dept. Animal and Planet Sciences University of Sheffield, globalno otopljenje veće od 2-3 stepena C može biti opasno. U Evropskoj uniji je prihvaćeno da je ljudskom aktivnošću dostignuta granica otopljenja od 2 stepena C u odnosu na preindustrijski period. Prema Džemsu Hansenu (NASA) do 2000. godine globalna temperatura je porasla za 1,7 stepeni C u industrijskom periodu. On sa saradnicima pokušava da odgovori koliki poremećaj energetske ravnoteže planete može povećati globalnu temperaturu za taj dramatični stepen. Taj jedan stepen povećanja je možda dovoljan da se pokrene proces čiji bi ishod bila drastična promena klime. U suštini, istraživanje se svodi na određivanje stepena osetljivosti klime i dominantnog mehanizama koji, minimalnim narušavanjem energetske ravnoteže planete, dovode do smene ledenih doba i toplih intervala. Oni u tu svrhu koriste podatke dobijene osmatranjima i merenjima pa ih upoređuju sa informacijama o klimi prošlosti. Tako pokušavaju da saznaju kakvi su izgledi za budućnost. Preko paleoklimatoloških podataka došli su do saznanja da je sadašnje zagađenje sa CO2 od 385 ppm (delova na milion) u “opasnoj zoni”. To su saznali upoređujući preindustrijski holocen, čije je nulto vreme 1850. godine, sa: poslednjim glacijalnim maksimumom (last glacial maximum/LGM) od pre 20 hiljada godina i periodom kenozoika kada je na Zemlji bilo veoma malo leda.
Osetljivost k lime
 Klima je veoma osetljiva i reaguje na energetske promene reda veličine 1 W/m2. Zašto je tako? Kao prvo, povećanjem priliva energije zagreva se površinski sloj okeana. Da bi se akumulirana toplota iz površinskog sloja prenela do dna okeana, potrebno je da prođe hiljadu godina (do polovine sloja toplota se prenese za 25 godina a do 3/4 dubine za 250 godina). Toplota akumulirana u površinskom sloju okeana pokreće niz procesa. Topljenjem leda na polovima povećava se površina okeana, a time i površina koja akumulira toplotu, smanjuje se albedo, povećava količina vlage u atmosferi, pokreću burni atmosferski procesi kojima se toplota preraspoređuje. Paleoklimatološki podaci pokazuju da nastanak/prestanak ledenog doba zavisi od toga da li je temperature dubokog okeana iznad/ispod tačke zamrzavanja njegove vode.
U procesu otapanja/zamrzavanja okeana važnu ulogu ima njegova temperaturna inercija. Upoređivanjem promene globalne temperature pri tlu i promene temperature dubokog okeana u vreme kada je Zemlja bila bez leda i u vreme glacijacije, došlo se do podatka da postoji korelacija između globalne temperture i temperature dubokog okeana. U smeni vremena kada je Zemlja bila gotovo bez leda i pleistocenske glacijacije kada je Zemlja bila pod ogromnim ledenim pokrivačem, odnos promene globalne temperature pri tlu i promene temperature dubokog okeana je bio 1,5.
Kritična tačka
Velike varijacije klime u kenozoiku, otkrivene preko paleoklimatoloških podataka, pripisuju se promenama sastava atmosfere. Ugljen-dioksid se oslobađao sagorevanjem organskog materijala, što je godišnje povećavalo njegovu koncentraciju za 0,01 ppm. Emitovan je i sa površinskih izvora koji su se javljali usled geofizičkih procesa pri kojima je dolazilo i do raznih hemijskih reakcija atmosferskog taloga sa karbonskim organskim sedimentima. Pre 60-50 miliona godina, Indija se brzo pomerala ka severu (18-20 cm godišnje) i ta oblast je bila depo organskih karbonskih sedimenata, kao i u vreme indoazijskog sudara kada su formirani Himalaji i plato Tibeta. Od tada pa nadalje, Indijski i Atlanski okean bili su glavni depoi ugljenika. U kenozoiku, koncentracija CO2 u atmosferi u vreme ledenog doba je bila 180 ppm, a u ranom kenozoiku je iznosila 1000-2000 ppm, odnosno 1500 + 500 ppm, što znači da se energija planete menjala za oko 10W/m2.
U periodu pre 65-35 miliona godina Zemlja je bila gotovo oslobođena leda. Zahlađenje je počelo pre 50 miliona godina i vodilo je glacijaciji Antartika, što se dogodilo pre oko 34 miliona godina. Taj proces je verovatno bio posledica negativnih feedback redukcija temperature. Procenjuje se da je, pre 35 miliona godina, pre oledenjenja Antarktika, koncentracija CO2 u atmosferi iznosila 400-500 ppm.
Hansen i saradnici su došli do zaključka da, kada koncentracija CO2 dostigne vrednost 425 + 75 ppm, pokreću se procesi koji vode značajnoj promeni klime. Na te procese se ne može uticati. Prema Hansenu kritična tačka koncentracije je 350 ppm. Pri koncentraciji od 350 ppm, može se uticati na buduće događaje: forsiranjem/neforsiranjem zagađenja sa GHGs. Povećavanjem koncentracije forsira se dostizanje njene kritične vrednosti koja neminovno vodi promeni klime. Zadržavanjem koncentracije CO2 na nivou kritične tačke i njenim smanjivanjem, moguće je zadržati postojeće klimatsko stanje.
Budućnost ne izgleda ružičasta. Antropogenim dejstvom, godišnje povećanje koncentracije CO2 u atmosferi iznosi 2 ppm. To znači da ono što se u dalekoj prošlosti prirodnim procesima događalo za milion godina (povećanje količine CO2 u atmosferi za 100 ppm), čovek industrijske ere može postići za samo 50 godina. Hansen smatra da je neophodno smanjiti koncentraciju CO2 sa vrednosti 385 ppm na kritičnu tačku od 350 ppm, jer se planeta zagreva brže nego što je projektovano najpesimističnijim scenarijem IPCC. Reklo bi se da budućnost Zemlje i čovečanstva zavise od antropogenog uticaja na atmosferu u narednoj deceniji. Pripremajući se i za najcrnji scenario, u okviru IPCC razvijen je numerički model klime za ograničenu oblast, sličan modelima koji se koriste za prognozu vremena u ograničenoj oblasti. To je bilo potrebno da bi se saznalo kakve bi se promene mogle dogoditi u raznim regionima. Dobro je poznato da globalno otopljenje/zahlađenje ne zahvata ravnomerno sve oblasti. Promena temperature na polovima je uglavnom dvostruka u odnosu na promenu globalne temperature, a u tropima i dubokom okeanu se menja za dve trećine.
Ljerka Opra
|
