Najlepiej byłoby mieć dwie Ziemie. Na jednej byłaby nasza cywilizacja, a na drugiej by jej nie było i moglibyśmy pokazać: tutaj, gdzie ludzie spalają paliwa kopalne, jest cieplej. A i tak znalazłyby się osoby podważające wyniki takich badań. Z Krzysztofem Markowiczem rozmawia Julita Żylińska.

fot. Materiały prasowe

Krzysztof Markowicz dr hab. nauk fizycznych, Zakład Fizyki Atmosfery Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego

Po tej – jak na ostatnie lata dosyć chłodnej zimie – niektórzy mają wątpliwości, czy faktycznie mamy globalne ocieplenie. Śnieg za oknem jest dowodem na to, że wszystko jest w porządku?

Klimat w Polsce i na całym świecie się zmienia, ale to nie znaczy, że zmienią nam się kompletnie pory roku. Klimat to nie jest pogoda, a ona jest w Polsce bardzo zmienna. W zimie może być bardzo ciepło, a latem chłodno. Są rejony świata, gdzie pogoda nie jest tak dynamiczna. My żyjemy w strefie przejściowej, w której ścierają się masy atlantyckie i kontynentalne, spływy powietrza z północy i z południa. Ostatnio napłynęło do nas powietrze z Sahary i nagle w lutym temperatura skoczyła do 20 st. C. Potem napływało powietrze z bieguna północnego i mamy ochłodzenie. Ta zmienność w naszym kraju zapewne w ciągu kilkudziesięciu lat się nie zmieni. Mało tego, wszystko wskazuje na to, że coraz częściej będziemy przechodzić ze skrajności w skrajność i jest to spowodowane właśnie ociepleniem. Ziemia nagrzewa się bowiem nierównomiernie. Badania naukowe pokazują, że obszary biegunowe ocieplają się o wiele silniej niż równik. Z drugiej strony, jak popatrzymy na rozkład temperatury na Ziemi, to zawsze mamy różnicę pomiędzy biegunem a równikiem i wiadomo, że nad biegunami jest chłodniej. Ale jeżeli teraz temperatura rośnie szybciej na biegunach niż na równiku, to ta różnica się zmniejsza, co oznacza, że coraz częściej będziemy mieli do czynienia z czymś, co nazywamy meandrowaniem prądów strumieniowych. Będą one powodowały gwałtowne napływy ciepłego powietrza z południa, a za kilka dni czy tygodni napływ bardzo zimnego powietrza z północy. Prawdopodobnie musimy się z tym liczyć w najbliższych dekadach.

A jak zmieniła się temperatura globalnie?

Wzrosła o ponad 1 st. C w stosunku do okresu przedindustrialnego. Rok 2020 okazał się o 1,2 st. C cieplejszy od okresu 1850–1900. Tempo ogrzewania klimatu w ostatnich latach wynosi ok. 0,2 st. C na dekadę, przy czym wielkość ta w Polsce jest prawie dwukrotnie większa.

Po 26 latach od pierwszego szczytu klimatycznego w debacie publicznej, przynajmniej w Polsce, ostatnio znów wracamy do pytania, czy te zmiany na pewno powoduje człowiek. Ten nurt negacjonistów podważa sens wydawania pieniędzy na ograniczenie emisji, powołując się m.in. na prace prof. Richarda Lindzena.

Odczarować ekologię. Woś recenzuje "Podręcznik dla zielonej prawicy"Zobacz również

To znane nazwisko w środowisku „atmosferycznym”. Ten naukowiec zasłynął wielokrotnie różnymi teoriami, które w znacznej mierze okazały się błędne. Klimat jest z pewnością bardzo złożony i nie wiemy wszystkiego o jego funkcjonowaniu, ale są pewne rzeczy, co do których nie mamy dzisiaj wątpliwości. Oczywiście w przypadku takiej nauki jak fizyka atmosfery nie zamykamy się w laboratorium i nie przeprowadzamy kontrolowanego eksperymentu, tak jak to mogą robić klasyczni fizycy. Wtedy można by wszystko nagrać, powtórzyć albo zaprosić niedowiarków – tego typu eksperymenty odbywają się w wielu laboratoriach, np. w CERN. My nie możemy zaprosić ludzi, dodać jakiegoś składnika do atmosfery i powiedzieć: popatrzcie, co się z tą atmosferą stanie, będzie coraz cieplej. Podejrzewam, że to stąd biorą się różne dziwne teorie, które krążą w przestrzeni publicznej. Argumenty nie są bowiem tak przekonujące, jak można by oczekiwać. Najlepiej byłoby mieć krążące niedaleko siebie dwie Ziemie z tą samą atmosferą, na jednej byłaby nasza cywilizacja, a na drugiej by jej nie było i moglibyśmy pokazać: no proszę, tutaj, gdzie są ludzie i spalają paliwa kopalne, jest cieplej. Myślę jednak, że i w tym przypadku znalazłyby się osoby kwestionujące i podważające wyniki badań. Mamy jednak narzędzie. Jest to modelowanie numeryczne w wirtualnej rzeczywistości. Wykorzystuje je wiele dziedzin nauki. Możemy zaproponować równania fizyczne, zapisać je w postaci kodu numerycznego i przeprowadzać symulację komputerową, np. jak zmienia się klimat. W tej symulacji można jakiś czynnik uwzględnić lub wręcz przeciwnie, np. emisje CO2. Gdy taki model uruchamiamy dla okresu historycznego, to staramy się zbadać, jak precyzyjnie potrafi on odtworzyć zmiany klimatu, jakie miały miejsce. Ale jeśli z tego modelu usuniemy emisje antropogeniczne gazów cieplarnianych i aerozoli i uwzględnimy tylko czynniki naturalne, to widzimy wyraźnie, że model nie odtwarza tego, co obserwowaliśmy w ostatnich dekadach. W modelu takiej zmodyfikowanej rzeczywistości nie ma globalnego ocieplenia. Oczywiście znowu ktoś powie, że modele są niedoskonałe. Z drugiej strony wiemy o tym, że wprowadzając do atmosfery więcej gazów cieplarnianych, zmieniamy tzw. bilans energii, co przekłada się bezpośrednio na zmianę temperatury. To są naprawdę dość proste rachunki, które wykonują nasi studenci. Po prostu można precyzyjnie policzyć, że wprowadzając pewne czynniki do atmosfery, zmieniamy bilans energii: im więcej jest gazów cieplarnianych, tym więcej energii pozostaje i na Ziemi jest cieplej. Nie dlatego, że Słońce emituje więcej czy mniej energii, tylko dlatego, że gazy cieplarniane redukują – jak mówimy – wypromieniowanie energii w zakresie dalekiej podczerwieni w przestrzeń kosmiczną.

Skoro prosty model pokazuje, że bez gazów cieplarnianych nie byłoby globalnego ocieplenia, to skąd dyskusja, która podważa tę zależność? Mówi się, że 97 proc. naukowców podziela ten konsensus, a więc 3 proc. ma inne zdanie.

W Polsce bardzo często można odnieść wrażenie, że osobami kwestionującymi dokonania fizyków atmosfery są naukowcy, którzy na co dzień nie zajmują się klimatem. Są to często osoby z tytułami profesorskimi, które jednak nigdy nie opublikowały artykułu na temat klimatu w poważnym czasopiśmie naukowym. Niestety pokutuje przekonanie, że na klimacie zna się każdy, bo tego doświadcza na własnej skórze. Śledzę zmiany klimatu mniej więcej od 30 lat i zawsze tak było. Na początku ludzie byli podejrzliwi wobec twierdzenia, że klimat w ogóle się ociepla. Pamiętam tę dyskusję, to był koniec lat 90. Dane wyraźnie pokazywały, że temperatura zaczyna coraz szybciej rosnąć i w tym czasie było pewnie nawet więcej niż 3 proc. twierdzących, że te dane są błędne. Dlaczego? Padały np. takie argumenty, że temperatura wzrosła, bo wokół jakiejś stacji pomiarowej rozbudowało się miasto, a wiadomo – w mieście jest cieplej. Krążyły też inne niestworzone historie o manipulacji danymi pomiarowymi, o ukrywaniu faktów itd. Nie bez winy są też sami naukowcy, którzy popełniali błędy. Dwadzieścia lat temu toczyła się dość zażarta dyskusja, dlaczego niektóre dane satelitarne nie potwierdzają globalnego ocieplenia. Kilka lat później okazało się, że dane były błędne przetwarzanie i w algorytmach nie brano pod uwagę ochładzania stratosfery. Gdy skorygowano metody, okazało się, że dane satelitarne zgadzają się z pomiarami prowadzonymi w stacjach na powierzchni ziemi. Zwrócono wówczas uwagę na stratosferę i tempo zmian temperatury na wysokości 20–50 km. Ludzie nie mają chyba świadomości, że nie cała atmosfera się ociepla. A byłoby tak, gdyby za globalnym ociepleniem stało Słońce. Ale stratosfera się ochładza, pytanie dlaczego. Ano właśnie dlatego, że tak działa na tę warstwę wzrost emisji gazów cieplarnianych.

Czyli jest już w zasadzie zgoda co do faktów.

Teraz już większość osób przyznaje, że klimat się ociepla, bo z tym nie da się już dyskutować, skoro niemal z roku na rok mamy wyższą średnią temperaturę na Ziemi. Pojawiły się więc kolejne argumenty typu „być może jednak to nie człowiek jest winny”. Wynika to chyba z niezrozumienia, jak działają gazy cieplarniane w atmosferze, a drugą przyczyną jest to, że niektórzy powątpiewają, że rosnąca koncentracja gazów cieplarnianych to jest efekt działalności człowieka. Dla nich te argumenty są niewystarczające i podnoszą np. teorię, że to wulkany czy oceany emitują do atmosfery więcej dwutlenku węgla i dlatego jego poziom się podnosi. Tymczasem fakty są zupełnie inne. Wpływ wulkanów w ostatnich dekadach na globalny poziom CO2 jest niewielki, natomiast oceany nie emitują, a pochłaniają coraz więcej CO2 z atmosfery. Widzimy to po tym, jak woda staje się coraz bardziej zakwaszona. Jest też inny aspekt oddziaływania człowieka na klimat związany z emisjami cząstek – aerozoli. Ich obecność w atmosferze prowadzi do ochładzania klimatu, bo cząstki te blokują w pewnym stopniu promieniowanie słoneczne docierające do powierzchni Ziemi. Największe emisje tego typu cząstek obserwowane były po II wojnie światowej, gdy świat odradzał się po wieloletnich zniszczeniach. W tamtym okresie ogrzewanie klimatu spowolniło głównie z tego powodu. W późniejszych latach zdaliśmy sobie sprawę, że aerozole niszczą lasy (kwaśne deszcze), ale również negatywnie oddziaływują na zdrowie ludzi. W związku z tym w latach 70. i 80. zaczęto redukować emisje cząstek, co powodowało zwiększenie promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi i w konsekwencji przyspieszyło ogrzewanie planety. Nasze badania pokazują, że efekt ten jest szczególnie silnie widoczny w Polsce, gdzie poziom zanieczyszczenia powietrza aerozolem znacząco zmniejszył się w stosunku do lat 70. i 80 XX w., a temperatura zaczęła gwałtownie rosnąć w ostatnich dwóch, trzech dekadach.

W polskiej debacie jesteśmy w miejscu, które pan opisał: większość komentatorów przyznaje, że klimat się zmienia, ale twierdzi się też, że skoro topnieją pierścienie Saturna, to widocznie cały kosmos się ogrzewa. Albo mówi się, że klimat zmieniał się zawsze i za Chrobrego w Polsce uprawialiśmy winogrona...

Oczywiście tak było w historii. Popatrzmy na Mazury. Tam są jeziora polodowcowe, bo tam, gdzie dziś jest Polska, tysiące lat temu był lodowiec, który sięgał aż do Podkarpacia i miał prawie 1 km grubości. Tak, klimat podlega zmianom i to bardzo dużym. Nie da się jednak podważyć tego, że patrząc na dane paleoklimatologiczne, obserwujemy przyspieszenie tempa tych zmian. Kiedyś, jeśli nadchodziła epoka lodowcowa, a później ocieplenie, to ten czas przejścia z jednej fazy do drugiej trwał tysiące lat. Teraz to się odbywa w skali setek lat. Z analizy danych nie wynika, aby w przeszłości był okres, w którym mielibyśmy do czynienia z tak szybkimi zmianami klimatu. Aczkolwiek zdarzały się wybuchy dużych wulkanów, a wtedy w krótkiej perspektywie robi się dramatycznie chłodniej. Takie wulkany średniej wielkości wybuchają co kilkadziesiąt lat i obniżają na kilka lat temperaturę powietrza. Ostatni był Pinatubo w 1991 r. Ochłodził klimat o ok. 0,5 st. C. Są jeszcze cykle Milankovicia związane z tym, że zmieniają się parametry orbity ziemskiej, co też wpływa na klimat, ale ta zmiana też jest bardzo powolna. Tym niemniej w przestrzeni publicznej krąży tyle fałszywych informacji, że jest bardzo trudno to wszystko odczarowywać.

My próbujemy. Na ile procent możemy określić pewność, że człowiek przyczynia się do ocieplenia klimatu?

To jest wartość na poziomie dziewięćdziesięciu kilku procent, w związku z czym jest to informacja niemal pewna. Ten wysoki poziom pewności wynika z wielu faktów naukowych, których systematycznie przybywa. W ostatnich latach średnia temperatura na Ziemi rośnie niemal z roku na rok. Teoretycznie ogrzewanie w najniższych warstwach atmosfery można by wytłumaczyć wzrostem aktywności słonecznej, a my nic takiego nie obserwujemy. Wręcz przeciwnie, Słońce w ostatnich latach jest dość mało aktywne – obserwujemy nawet, że ilość energii, którą emituje, delikatnie spada. A wiemy coraz więcej na ten temat, bo są coraz lepsze detektory satelitarne i stacje naziemne, w związku z tym nie ma tu mowy o niedopatrzeniu. Ponadto dane są dostępne publicznie. Ale oczywiście możemy próbować to podważać i tkwić w tym stanie.

No dobrze, więc są dowody, że ocieplenie napędzane działalnością człowieka przyspiesza. Ale są i tacy, którzy nie rozumieją, czemu mamy na to narzekać. Zwłaszcza w Polsce. Będziemy mieć tropikalne wakacje w kraju albo pomarańcze w ogródku.

Ktoś lubi jeździć na nartach, więc będzie ubolewał. Jeszcze ktoś inny powie, że zaoszczędzi na ogrzewaniu zimą, bo mieszka w domu jednorodzinnym. Oczywiście, jest bardzo dużo argumentów za tym, że w ciepłym klimacie powinno się żyć przyjemniej, ale jest też druga strona medalu. Przy zmianie klimatu musimy spodziewać się w Polsce coraz częstszych susz i powodzi błyskawicznych. Ucierpi na tym nie tylko rolnictwo, lecz także wiele innych dziedzin gospodarki. Już w 2020 r. wiosna była bardzo sucha i pojawiły się problemy z pożarami, niższy był stan wód, przez co mogły stanąć elektrownie. Dopiero druga część roku przyniosła większe opady. Kiedy to się powtórzy, trudno przewidzieć, ale przynajmniej tej wiosny będziemy mieli dość dobre zasoby wody po sporych opadach śniegu. Sytuacja może się jednak szybko zmienić. W naszych szerokościach geograficznych przy zmieniającym się klimacie niestety będziemy przeżywali okresy deficytu wody i koszty tego mogą być olbrzymie, zwłaszcza jak trzeba będzie wyłączać elektrownie. Znów ktoś może powiedzieć, że będziemy wtedy korzystać z paneli słonecznych. Musimy też pamiętać o podnoszącym się w szybkim tempie światowym poziomie wód. Może to nie jest jeszcze dramat, 3–4 mm na rok, ale myślę, że w perspektywie kilkudziesięciu lat najniżej położone obszary w Polsce będą miały problem i będziemy musieli coś z tym zrobić.

Więc mamy ocieplenie, może nawet faktycznie spowodowane przez spalanie paliw kopalnych, ale przecież za wyjście z tego zapłacimy wszyscy, a Europa to zaledwie kilkanaście procent światowych emisji, a Polska tylko odpowiada za 1 proc. Jaki jest sens poświęceń, których się od nas wymaga.

Jest kilka wątków tej historii. Mówiliśmy tylko o emisji dwutlenku węgla, ale gdy jeździmy samochodami, spalamy paliwa kopalne, emitujemy również inne związki chemiczne, które nie są obojętne. Wiele krajów ma z tym większy problem niż my, ale w Polsce też jest on poważny. Musimy więc na to spojrzeć z szerszej perspektywy: zanieczyszczenie to nie są tylko gazy cieplarniane i klimat, lecz także jakość naszego życia, tego, czym oddychamy. Są raporty, ile osób umiera rocznie z różnych powodów związanych ze smogiem i życiem w zanieczyszczonym powietrzu. Trudno udowodnić, że dana osoba zmarła z tego powodu, bo ludzie nie umierają na smog, ale on dokłada swoją cegiełkę do naszych schorzeń. Koszty, które ponosimy, są potężne i rzadko zdajemy sobie z tego sprawę. Poza samochodami, mamy też samoloty (chociaż akurat w ostatnim roku ruch lotniczy mocno się zmniejszył ze względu na pandemię COVID-19). Emitują one wiele związków chemicznych, a także parę wodną, która z kolei przyczynia się do powstawania chmur – nazywa się je smugami kondensacyjnymi. Im ich więcej, tym klimat cieplejszy. I tutaj nie ma dużych wątpliwości, już od wielu lat są prowadzone badania pokazujące, że awiacja przyczynia się do globalnego ocieplenia. Naprawdę musimy się mocno zastanowić, jak widzimy swoją przyszłość na tej planecie: że dużym wyzwaniem są nie tylko samochody, ogrzewanie, produkcja energii, ale również przemieszczanie się na duże odległości. Coś z tym na dłuższą metę trzeba zrobić. Koszty będą potężne, tylko póki co mało kto się tym zajmuje. Politycy, jak wiemy, myślą krótkofalowo, od wyborów do wyborów...

Ale prezydent USA Joe Biden już się naraził klimatycznym konserwatystom. Jemu i niektórym politykom europejskim zarzuca się, że na zmianach klimatu próbują zbić polityczny kapitał, że wypierają przemysł oparty na paliwach kopalnych. Dyskredytowane jako polityczne są też globalne instytucje zajmujące się klimatem, jak Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu przy ONZ (IPCC).

To dobry przykład. Ponieważ organizacja ta ma w nazwie „Międzyrządowa”, u niektórych zapala się czerwona lampka podejrzliwości. Ale gdy zadamy sobie trochę trudu i zajrzymy w raporty, to wśród autorów są tylko naukowcy, nie ma polityków. Oczywiście, ktoś może powiedzieć: „Naukowcy, ale mogą mieć też swoje poglądy polityczne”. Tak, mogą mieć, jak wszyscy. Ale to są naukowcy z najwyższej światowej półki, którzy zajmują się klimatem. I ich raporty to nie widzimisię jakiegoś polityka, tylko przegląd światowej literatury naukowej, dorobek wieloletnich badań całego środowiska badawczego. Oczywiście wnioski są napisane tak, żeby je mogli zrozumieć także niespecjaliści. To są głęboko merytoryczne publikacje i tam nie ma miejsca na naciski polityków. Wszystko jest oparte na publikacjach, które są recenzowane, a postawione tezy musiały przejść przez sito weryfikacji. Są one bardzo cenne dla całego świata naukowego i oczywiście my też z nich korzystamy. I one ewoluują wraz z aktualnym stanem wiedzy. Pokazują, co wiemy, co jest jeszcze niepewne, jaki jest poziom tej niepewności. Ich celem jest też transparentne pokazanie społeczeństwu, że jeszcze wszystkiego nie rozumiemy. A niektórzy odczytują to jako: „O, przyznali się, że nie wiedzą!”. Patrząc z mojej perspektywy, 30 lat temu nie było aż takiego zainteresowania klimatem, prowadziliśmy po prostu badania, które nie budziły takich emocji. Dziś, głosząc wyniki swoich badań, można oberwać, że się jest po lewej albo po prawej stronie sporu politycznego. Tym samym politycy, który faktycznie próbują działać na rzecz klimatu, są często oskarżani, że robią to tylko po to, aby zbić swój kapitał partyjny. Tutaj potrzeba ponadnarodowej zgody, bo tylko wspólne działania wszystkich państw mogą zapewnić naszym dzieciom i wnukom względnie dobre warunki do życia na tej planecie.

Pandemia zwróciła naszą uwagę na to, że może powinniśmy żyć w większej harmonii ze środowiskiem. Unia tworzy plan zielonego wychodzenia z kryzysu. Są też badania, które mówią o możliwym wpływie działalności człowieka na rozprzestrzenianie się nowych wirusów. Czy to wszystko może pomóc świadomości zmian klimatu?

To trochę wykracza poza moje kompetencje. Ja patrzę na COVID-19 jak na eksperyment, który się dzieje. Dał nam nowe możliwości badawcze, bo zredukował emisje. Nagle jest zdecydowanie mniej samolotów na niebie i widzimy, co się dzieje. Okazało się, że na wiosnę 2020 r. w Holandii padały rekordy, jeśli chodzi o ilość promieniowania słonecznego dochodzącego do powierzchni ziemi. Najwyższe wartości od 100 lat. Przez to, że było znacznie mniej chmur. Tego typu sytuacje jak pandemia czy zamachy z 11 września 2001 r., mimo że oczywiście są bardzo uciążliwe dla społeczeństwa, to jednak otwierają nowe furtki. W Warszawie w kwietniu 2020 r. niemal nie było ruchu samochodowego i my to widzimy na danych – i możemy pokazać, jak spadły poziomy zanieczyszczenia powietrza. Okazało się, że te spadki nie były takie duże, co podważa krążące powszechnie opinie, że w stolicy to głównie transport odpowiada za wysoki poziom zanieczyszczenia powietrza. Sami nie przeprowadzilibyśmy takiego eksperymentu, nie powiedzielibyśmy wszystkim warszawiakom – nie jedźcie w poniedziałek do pracy samochodem, bo chcielibyśmy sobie pobadać, jak to wpłynie na jakość powietrza i system klimatyczny. A teraz mamy taką możliwość i możemy zyskać narzędzie, żeby jeszcze lepiej pewne zjawiska fizyczne zrozumieć.