Jei pastaruoju metu skaitėte laikraščius, galėjote susidaryti įspūdį, kad globalinis atšilimas (GA) nevyksta taip, kaip manyta anksčiau.
Tai kas vyksta? Ar GA pastaraisiais metais išties sulėtėjo ar sustojo? Jei taip, kodėl? Ir ar tai reiškia, kad pasaulis nešils tiek daug, kaip prognozuota?
Praėjęs dešimtmetis buvo karščiausias nuo duomenų registravimo pradžios.
Teiginiai apie GA sustojimą nėra nauji. Didžioji jų dauguma patikrinimo neišlaiko, bet naujausios kalbos atrodo kitaip. Šį kartą jau patys klimatologai kalba apie sulėtėjimą.
Praėjęs dešimtmetis buvo karščiausias nuo duomenų registravimo pradžios – dėl to nesiginčijama. Tačiau vidutinė planetos paviršiaus temperatūra per šį laiką augo daug lėčiau, nei ankstesniais dešimtmečiais. Atšilimo tempas nuo 1998 m. iki 2012 m. buvo vos 0,04 °C per dešimtmetį, žymiai mažiau, nei vidutinis 0,11 °C atšilimas per dešimtmetį po 1951.
Tačiau tai nebūtinai reiškia, kad klimato kaita sustojo, kaip ir labai spartus atšilimas dešimtajame dešimtmetyje nereiškė, kas ji spartėja. Vietoje to pateikiamas standartinis tokių tempo pokyčių paaiškinimas: natūrali kaita.
Paviršiaus temperatūros kyla ir leidžiasi visą laiką dėl kintančių vėjų ir srovių, ir tokių reiškinių, kaip vulkanų išsiveržimai. Toks kintamumas lengvai gali užgožti šilimo tendenciją. Pašalinus žinomus natūralaus kintamumo veiksnius iš stebimų paviršiaus temperatūrų, matosi daug pastovesnė šilimo tendencija.
Tačiau toks nerūpestingas natūralios kaitos kaltinimas dabartiniu paviršiaus temperatūros kilimo sulėtėjimu vargu ar įtikins nuoširdžius GA skeptikus. Jie gali paklausti, kaip galime būti tikri, kad paviršiaus temperatūros kilimas sustojo dėl šiltėjimo tendenciją maskuojančio natūralaus kintamumo, o ne todėl, kad šiltėjimas išties sulėtėjo ar visai sustojo?
Norėdami į tai atsakyti, verčiau galvokime apie energiją, o ne temperatūrą. Pastarąjį šimtmetį planeta šilo dėl šiltnamio efektą sukeliančių dujų gausėjimo, nes jos veikia kaip papildomos antklodės, mažinančios atmosferos šilumos atidavimą iš viršutinio atmosferos sluoksnio.
Šilumos atveju yra trys galimos priežastys, kodėl Žemės temperatūra pastaruoju metu smarkiai neišaugo. Pirmoji, Saulė tapo blankesnė ir taip gauname mažiau šilumos. Saulės šiluma kyla ir leidžiasi 11 metų ciklais ir tokiais kosminiais zondais, kaip SOHO atliekamimatavimai rodo, kad jis nusileido ypač žemai.
Antroji priežastis gali būti, kad daugiau šilumos, nei įprastai, išspinduliuojama iš viršutinio atmosferos sluoksnio. Viena galima priežastis yra padidėjęs sieros aerozolių lygis atmosferoje. Šie aerozoliai leidžia spinduliams pakliūti į atmosferą, bet daug Saulės šilumos atspindi atgal. Sieros aerozoliai randasi dėl ugnikalnių išsiveržimų – vienos iš didžiųjų natūralaus kintamumo priežasčių, – o taip pat dėl anglių deginimo ir kitos žmonių veiklos. Be abejo, sieros dioksido lygis pastarąjį dešimtmetį pakilo, daugiausiai dėl daugelio mažų ugnikalnių išsiveržimų.
Galiausiai, įmanoma, kad planeta tebekaito, bet didesnė šilumos dalis kaupėsi kažkur kitur, o ne apatiniame atmosferos sluoksnyje, į kurio temperatūrą nukreiptas mūsų dėmesys. Akivaizdžiausias kaltininkas yra okeanas. Vanduo dengia daugiau, nei 70 procentų planetos paviršiaus, ir gali sugerti daugybę šilumos: vieno vandens tūrio temperatūros pakėlimui 1 °C reikia maždaug 3000 kartų daugiau energijos, nei tokiam pat tūriui oro.
Šiluma nuolatos keliauja tarp vandenynų ir atmosferos – tai yra pagrindinė natūralaus kintamumo priežastis.
Stebėjimai rodo, kad netgi 94 procentai šiluminės energijos, planetos sukauptos nuo 1971 m. yra vandenyne, o likusius 4 procentus sugėrė sausuma ir ledas.
Tad, visą paviršiaus sušilimą nuo 1971 m. sukėlė vos 2 procentai šilumos. Jeigu vos vos daugiau šilumos, nei įprastai pateko į okeanus, jų temperatūrai poveikis būtų labai silpnas dėl milžiniškos vandens šilumos talpos, tačiau poveikis atmosferos temperatūrai būtų didelis. Ir keletas tyrimų rodo, kad pastaruoju metu vandenynai išties sugerdavo daugiau šilumos, nei įprastai.
Kodėl? Na, šiluma nuolatos keliauja tarp vandenynų ir atmosferos – tai yra pagrindinė natūralaus kintamumo priežastis. Svarbiausia, kas vyksta Ramiajame vandenyne. Vykstant reiškiniui El Niño, kai rytiniai vėjai paskleidžia šiltą vandenį didžiojoje dalyje Ramiojo vandenyno tropinio regiono, į orą patenka tiek šilumos, kad sušyla visas planetos paviršius. 1998-aisiais buvo ypač stiprus El Niño, būtent todėl tie metai buvo tokie šilti.
Vykstant priešingam reiškiniui, La Niña, kai vakariniai vėjai paviršiuje paskleidžia iš gelmių kylantį šaltą vandenį, tropinis Ramiojo vandenyno regionas sugeria tiek šilumos, kad atvėsta visos planetos paviršius. O pastaruoju metu buvo daug La Niña. „Neužfiksavome didelio El Niño per praėjusius 15 metų,“ sako Shang-Ping Xie iš Scripps okeonografijos valdybos San Diego'e, Kalifornijoje (žr. Kodėl modeliai nenumatė sulėtėjimo?). „Bet buvo keletas ilgai trukusių La Niña.“ Jau vien Xie atliktas modelio tyrimas, publikuotas rugpjūtį, galėtų paaiškinti lėtesnį paviršiaus šilimą (Nature, vol 501, p 403).
Kokia bebūtų priežastis, stebėjimai rodo, kad daugiau šilumos nei įprastai patenka į vandenynus ir ypač – į vandenynų gilumą (Geophysical Research Letters, vol 40, p 1754). „Šyla okeano gelmės,“ sako tyrimo autorius Kevinas Trenberthas ir Nacionalinio atmosferos tyrimų centro Boulderyje, Kolorade. Taigi, kai kurie tyrėjai, kaip Trenberthas ir Xie mano, kad šilimo sulėtėjimą labiausiai lemia vandenynai.
Nežinomi okeanai
Ne visus tai įtikina. Argo zondų tinklas okeano temperatūrų matavimui buvo pabaigtas kurti tik 2007 m., tad, nors ir turime gana gerą supratimą, kiek šilumos dabar glūdi vandenynuose, sunku užtikrintai teigti, kaip jis kito praeityje. Taip pat nesame tikri dėl aerozolių poveikių ir t. pan., tad lieka daug vietos debatams.
Vyraujantis požiūris, išreikštas naujausioje Tarpvyriausybinės tarybos dėl klimato kaitos (Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC) ataskaitoje, yra toks, kad maždaug pusė paviršiaus temperatūros kilimo sulėtėjimo atsirado dėl okeanų, o kita pusė – dėl Saulės ir gausesnių vulkaninių aerozolių. „Susidėjo trys ar keturi dalykai,“ pritaria Gavinas Schmidtas iš NASA Goddard kosmoso tyrimų instituto. Bet jis nemano, kad vandenynai yra vienas tų dalykų. Jie toliau sugėrė šilumą, bet negalime būti tikri, kad jie tai darė greičiau, nei įprastai, sako Schmidtas.
Jis įtaria, kad prie sulėtėjimo galėjo prisidėti augančios aerozolių emisijos Kinijoje. Tokios galimybės negali būti atmestos, atsako Jochemas Marotzke iš Max Planck meteorologijos instituto Hamburge, Vokietijoje, padėjęs rašyti atitinkamas naujausios IPCC ataskaitos dalis, bet tam nėra įrodymų.
Nors dėl tikslios sulėtėjimo priežasties kyla netikrumo, bendras vaizdas dvejonių nekelia. Matavimai rodo, kad jūros lygis kyla greičiau, nei bet kada, vidutiniškai po 3 mm kasmet. Mažiausiai už 1 mm per metus kaltas šylančio jūros vandens plėtimasis, rodantis, kad okeanas šilumą kaupia nepaisant vandens temperatūros matavimų. Likusi dalis randasi dėl sausumoje esančio ledo tirpsmo.
Taigi, jei apibūdinsime globalinį atšilimą bendru šilumos kiekiu atmosferoje, sausumoje ir okeanuose – kaip ir daro daugelis mokslininkų – tada sulėtėjimo nebuvo. „Globalus atšilimas nesustojo,“ sako Marotzke. „Jūrų ledas tebetirpsta, okeanas tebešyla ir jūros lygis tebekyla.“ Tiesą sakant, Trenberthas mano, kad procesas galėjo paspartėti.
Atidėtas veikimas
Tai kas vyks toliau? Ar sulėtėjimas reiškia, kad GA nebus toks didelis, kaip manėm? Faktas, kad paviršiaus temperatūra nebeaugo taip sparčiai, yra gera naujiena. Tai, kad jis sulėtėjo dėl mažesnio šilumos kiekio iš Saulės ar kad daugiau atspindėjo aerozoliai, mums pasisekė. Ta šiluma dingo visam laikui.
Greitesni vėjai gali sukelti stipresnes vertikalias sroves ir taip daugiau šilumos nustumti į gelmes.
Tuo tarpu padidėjęs vandenyno šilumos sugėrimas nėra toks vienareikšmis dalykas. Didelė dalis į vandenynus patenkančios šilumos ten ir pasiliks. Ta šiluma nešildys atmosferos (gerai), bet prisidės prie jūros lygio kilimo dėl šiluminio plėtimosi (negerai), ir tai reiškia, kad okeanai ateityje galės sugerti mažiau šilumos (blogai).
Tačiau dalis dabar į vandenynus patenkančios šilumos plūstels atgal į atmosferą, sukeldama spartų paviršiaus šilimą (labai blogai). „Dalis šilumos prarasta,“ sako Trenberthas. „Dalis šilumos grįš kitu El Niño.“
Didysis klausimas yra „kada“? Schmidtas ir kiti spėja, kad žemųjų atmosferos sluoksnių šilimas greitai paspartės, bet nustatyti tai tiksliai, būdų nėra. Daugelis natūralaus kintamumo faktorių, nuo Saulės tiekiamos šilumos iki El Niño, negali būti patikimai prognozuojami. Bet Trenberthas mano, kad svarbų vaidmenį vaidina ilgesnio laikotarpio okeano sąlygų pokyčiai, vadinamoji Ramiojo vandenyno dešimtmečio osciliacija (Pacific Decadal Oscillation). Kas du ar tris dešimtmečius ji apsiverčia dėl kintančių vėjų ir jei vadovautumėmės praeities duomenimis, jos fazė pasikeis per ateinančius 5–10 metų, sako Trenberthas. Jeigu jis teisus, tai baigs GA sulėtėjimą.
Yra ir kita galimybė: vandenynai gali sugerti daugiau šilumos dėl mūsų vykdomų planetos pokyčių. Pavyzdžiui, Vėjų greičiai virš okeanų padidėjo. Teoriškai, greitesni vėjai gali sukelti stipresnes vertikalias sroves ir taip daugiau šilumos nustumti į gelmes. Jei taip iš tiesų vyksta, GA sulėtėjimas gali tęstis metų metus, gal net dešimtmečius.
Tariant, kad tai nevyksta ir paviršiaus šilimas netrukus paspartės, būtent kiek šilčiau pasidarys? Vienas paviršiaus sušilimo dėl anglies dvideginio lygio kilimo – vadinamasis klimato jautrumo – įvertinimo metodas yra pažvelgti, kiek jis sušilo iki šiol. Kadangi CO2 lygiai staigiai pakilo per pastaruosius 15 metų, bet temperatūros pakilo nedaug, skaičiavimai, naudojant naujausius skaičius, rodomas mažesnis jautrumas, nei pagal skaičiavimus, atliktus prieš dešimtmetį.
Klimato kaitos skeptikai pasigriebė šią idėją, bet yra daug priežasčių dėl to nedžiūgauti. Pirmiausia, jei temperatūros apatiniame atmosferos sluoksnyje per ateinančius dešimtmečius kils labai sparčiai, šie vertinimai turės vėl būti peržiūrėti. Tuo tarpu kiti jautrumo vertinimo metodai, tokie, kaip klimato pokyčių tolesnėje praeityje stebėjimas ar modelių naudojimas, teberodo didesnes reikšmes.
Apibendrinant, kalbos apie globalinio atšilimo sustojimą ar pertrauką yra klaidinančios. Tai, kad pasaulio paviršiaus temperatūra per pastarąjį dešimtmetį nekilo taip sparčiai, yra gera naujiena. Tačiau vis vien regėjome bauginančius orų ekstremumus, nuo beprecedenčių lietų Kolorade ir rekordinių karščių Australijoje iki taifūno Haiyan galios. Visa tai vyko, kol šilumą sugerdavo okeanas. Visi duomenys rodo, kad atmosferos šilimas netrukus paspartės vėl ir gali atsigriebti su kaupu.
Ar stipriai susilpnėjo šilimas?
Planetos paviršius dabar daugiau nei 0,6 °C šiltesnis, nei buvo 1951 m. Šilimo tempas per tą laiką smarkiai svyravo: jis ėmė spartėti devintajame dešimtmetyje, pasiekė 0,28 °C kilimą per dešimtmetį dešimtajame dešimtmetyje, bet nukrito iki 0,09 °C pirmajame šio amžiaus dešimtmetyje.
NASA duomenimis, kuri vertina Arkties temperatūrą, remdamasi artimiausiomis orų stotelėmis, 1998 m. – 2012 m. šilimo sparta buvo 0,07 °C per dešimtmetį.
Taigi, planeta nešyla taip sparčiai, kaip anksčiau. Bet detalės labai skiriasi, žiūrint kaip skaičiuojama tendencija. Pasirinkus pradiniu tašku labai karštus 1998 metus, lėtėjimas atrodo itin dramatiškas: šilimo sparta nuo 1998-ųjų iki 2012 buvo vos 0,04 °C per dešimtmetį. Jei ši tendencija tęstųsi, planetos paviršius 2100 m. būtų tik 1 °C šiltesnis, nei 1950 m. – tai yra gerokai mažiau, nei 2 °C „pavojingas lygis“.
Bet šie skaičiai paremti globaliais paviršiaus temperatūros įrašais, kuriuos surinko JK Hadley centras, ir šiuose įrašuose nėra sparčiausiai šylančio Arkties regiono, kadangi ten atliekama mažai stebėjimų. NASA duomenimis, kuri vertina Arkties temperatūrą, remdamasi artimiausiomis orų stotelėmis, 1998 m. – 2012 m. šilimo sparta buvo 0,07 °C per dešimtmetį. O pagal Kevino Cowtano iš Jorko universiteto, JK, ekstrapoliavusio Arkties temperatūrą iš palydovų duomenų, praeitą mėnesį paskelbtą tyrimą, 1998 m. – 2012 m. šilimo sparta buvo 0,12 °C per dešimtmetį. Jeigu jis teisus, šilimas sulėtėjo labai nedaug, nuo 0,18 °C per dešimtmetį dešimtajame dešimtmetyje iki 0,16 °C naujajame tūkstantmetyje, – o tai vis vien reiškia pavojingos 2 °C ribos viršijimą iki 2100-ųjų.
Cowtano tyrimas tikriausiai nebus paskutinis žodis. Palydovai temperatūrą matuoja temperatūrą aukštai virš žemės, tad paviršiaus temperatūros ekstrapoliavimas sudėtingas. Tačiau kokie bebūtų tikslūs skaičiai, yra daugiau nei pakankamai priežasčių manyti, kad per šį šimtmetį šilimas ne tik tęsis bet ir smarkiai spartės (žr. pagrindinį straipsnį).
Kodėl modeliai nenumatė sulėtėjimo?
Prognozavimas yra ne tik labai sunkus, bet kartais net neįmanomas. Lėtesnis paviršiaus šilimas per pastarąjį dešimtmetį vyksta dėl įvairių faktorių kombinacijos, tarp kurių ir keletas šaltų La Niña Ramiajame vandenyne, neįprastai žema Saulės radiacija ir daugiau vulkanų išsiveržimų (žr. pagrindinį straipsnį). Nė vieno iš šių gamtinių įvykių negalime patikimai numatyti.
Pagrindinė problema, kad gamtinių įvykių laikas ir dydis kiekviename modelio paleidime skiriasi nuo vykstančio tikrame pasaulyje.
Tad, tikriausiai nenuostabu, kad iš 114-os naujausių modelių simuliacijų, tik trys numatė tokią žemą 1998 m. – 2012 m. tendenciją, kokia buvo stebima. Modeliai neteisingai nustato trumpo laikotarpio tendencijas ne dėl to, kad juose nėra įskaičiuojamas natūralus kintamumas – į jį atsižvelgiama. Atskiri klimato modelio vykdymai smarkiai varijuoja ir dažnai rodo dešimtmečius ar ilgesnius laikotarpius, kai paviršiaus temperatūros vos didėja ar net žemėja, nepaisant stiprios šiltėjimo tendencijos ilguoju laikotarpiu, būtent ką dabar ir matome.
Pagrindinė problema, kad gamtinių įvykių laikas ir dydis kiekviename modelio paleidime skiriasi nuo vykstančio tikrame pasaulyje. Pavyzdžiui, vienoje modelio simuliacijoje, gali būti La Niña 1998 m., kitoje sąlygos gali būti neutralios, kai tuo tarpu tikrame pasaulyje 1998 m. vyko išskirtinai stiprus El Niño.
O kas, jei užuot leidę La Niña ir El Niño atsirasti spontaniškai, nurodysime modeliui, kada jie vyko iš tiesų? Shang-Ping Xie ir Yu Kosaka iš Scripps okeonografijos valdybos San Diego'e, Kalifornijoje, pirmą kartą tai atliko, modelyje užduodami jūros paviršiaus temperatūrą tropinėje Ramiojo vandenyno dalyje. Šis „istorinis“ modelis atkūrė stebėtą pasaulinę paviršiaus temperatūrą nuo 1950 m. stebėtinai tiksliai (Nature, vol 501, p 403).
Jis netgi atkūrė daug regioninių ir sezoninių šilimo lėtėjimo charakteristikų. Šis artimas atitikimas buvo pasiektas netgi neįtraukus vulkaninių emisijų po 2005 metų ar dabartinio Saulės tiekiamos energijos sumažėjimo. „Visa tai man rodo, kad dabartinio sulėtėjimo, pagrindinis sukėlėjas yra Ramiojo vandenyno [paviršiaus] atvėsimas,“ sako Xie.
Natūralaus kintamumo nenuspėjamumas reiškia, kad klimato modeliai gali niekada nebūti tinkami numatant ateinančius 5 ar 10 metų (nors kai kas stengiasi pritaikyti juos šiam tikslui). Svarbiausia tai, kad trumpalaikis natūralus kintamumas nėra svarbus, numatant, kiek pasaulis atšils per ateinantį šimtmetį ar tris. Taigi, faktas, jog modeliai nenumatė sulėtėjimo būtent tada, kai jie vyko, nėra priežastis abejoti jų ilgalaikėmis projekcijomis. Pagalvokite taip: galime būti tikri, kad kita žiema bus daug šaltesnė nei vasara, nors negalime tiksliai numatyti kaip kasdien kis temperatūros.
