Globalno zatopljenje i znanost o tom procesu čvršća je i općeprihvaćenija nego što mislite. Ali opseg teme, kao i neobuzdane dezinformacije, mogu otežati odvajanje činjenica od fikcije.
Kako znamo da se globalno zatopljenje stvarno događa?
Globalno zatopljenje često se predstavlja kao predviđanje kompliciranih računalnih modela. No, znanstvena osnova za globalno zatopljenje mnogo je šira, a modeli su zapravo samo jedan njezin dio.
Više od jednog stoljeća znanstvenici su razumjeli osnovnu fiziku koja stoji iza pitanja zašto staklenički plinovi poput ugljičnog dioksida uzrokuju zagrijavanje. Ovi plinovi čine samo mali dio atmosfere, ali vrše veliku kontrolu nad Zemljinom klimom zadržavajući dio topline planeta prije nego što pobjegne u svemir. Ovaj efekt staklenika je vrlo važan: zato planet tako udaljen od sunca ima tekuću vodu i život!
Međutim, tijekom industrijske revolucije ljudi su počeli sagorijevati ugljen i druga fosilna goriva za pogon tvornica, talionica i parnih strojeva, što je dodalo više stakleničkih plinova u atmosferu. Od tada ljudske aktivnosti zagrijavaju planet.
Znamo da je to istina zahvaljujući velikom broju dokaza koji počinju mjerenjima temperature na meteorološkim postajama i na brodovima od sredine 19. stoljeća. Kasnije su znanstvenici satelitima počeli pratiti površinske temperature i tražiti tragove globalnog zatopljenja u geološkim zapisima. Zajedno, svi ovi podaci govore istu priču: Zemlja postaje sve toplija.
Prosječna globalna temperatura porasla je za 16,5 stupnjeva Celzijusa od 1880. godine, a najveće promjene dogodile su se krajem 20. stoljeća. Kopnena područja zagrijala su se više od morske površine, a Arktik se zagrijao najviše – za više od 15,5 stupnjeva Celzijusa samo od 1960-ih. Temperaturni ekstremi su se također pomaknuli.
Ovo zagrijavanje je bez presedana u novijoj geološkoj povijesti. Poznata ilustracija, prvi put objavljena 1998. i često nazivana grafikonom hokejaške palice, pokazuje kako su temperature stoljećima ostale prilično ravne (drška palice) prije nego što su se naglo okrenule prema gore (oštrica). Temelji se na podacima iz godova, ledenih jezgri i drugih prirodnih pokazatelja. A osnovna slika, koja je izdržala desetljeća ispitivanja klimatskih znanstvenika i kontraloga, pokazuje da je Zemlja danas toplija nego što je bila u zadnjih 1000 godina.
Zapravo, površinske temperature zapravo prikrivaju prave razmjere globalnog zatopljenja jer je ocean apsorbirao 90 posto topline zarobljene stakleničkim plinovima. Mjerenja prikupljena tijekom posljednjih šest desetljeća od strane oceanografskih ekspedicija i mreža plutajućih instrumenata pokazuju da se svaki sloj oceana zagrijava. Prema jednoj studiji, ocean je između 1997. i 2015. upio isto toliko topline koliko je to učinio u prethodnih 130 godina.
Također znamo da se globalno zatopljenje događa jer posljedice vidimo posvuda. Ledene ploče i ledenjaci se smanjuju dok se razine mora podižu. Arktički morski led nestaje. U proljeće se snijeg prije otopi i biljke ranije procvjetaju. Životinje se sele na više nadmorske visine i geografske širine kako bi pronašle hladnije uvjete. A suše, poplave i šumski požari postali su ekstremniji. Modeli su predvidjeli mnoge od ovih promjena, ali promatranja pokazuju da se one sada ostvaruju.
Koliko se znanstvenici slažu oko globalnog zatopljenja?
Ne može se poreći da znanstvenici vole dobre, staromodne argumente. Ali kada je riječ o globalnom zatopljenju, rasprave praktički nema: brojne su studije otkrile da se više od 90 posto znanstvenika koji proučavaju klimu na Zemlji slaže da se planet zagrijava i da su ljudi primarni uzrok. Većina velikih znanstvenih tijela, od NASA-e do Svjetske meteorološke organizacije, podržavaju ovo stajalište. To je zapanjujuća razina konsenzusa s obzirom na kontradiktornu, natjecateljsku prirodu znanstvenog pothvata, gdje pitanja poput onoga što je ubilo dinosaure ostaju gorko osporavana.
Znanstveno suglasje o globalnom zatopljenju počelo se javljati u kasnim 1980-ima, kada se utjecaj zagrijavanja izazvanog djelovanjem čovjeka počeo uzdizati iznad prirodne klimatske varijabilnosti. Do 1991. dvije trećine znanstvenika koji se bave zemljom i atmosferom ispitanih za ranu konsenzusnu studiju reklo je da prihvaćaju ideju antropogenog globalnog zatopljenja. A do 1995. Međuvladin panel za klimatske promjene, poznato konzervativno tijelo koje povremeno razmatra stanje znanstvenih spoznaja, zaključio je da “ravnoteža dokaza sugerira da postoji primjetan ljudski utjecaj na globalnu klimu.”
Trenutačno se više od 97 posto klimatologa slaže oko postojanja i uzroka klimatskih promjena.
Pa odakle nam ideja da još uvijek postoji rasprava o globalnom zatopljenju? Velik dio toga došao je iz koordiniranih kampanja slanja poruka tvrtki i političara koji su se protivili klimatskim mjerama. Mnogi su gurali priču da znanstvenici još uvijek nisu odlučili o globalnom zatopljenju, iako je to zavaravalo. Frank Luntz, američki republikanski konzultant, objasnio je razloge u zloglasnom memorandumu iz 2002. konzervativnim zastupnicima: “Ako javnost počne vjerovati da su znanstvena pitanja riješena, njihova će se stajališta o globalnom zatopljenju promijeniti u skladu s tim”, izjavio je. Dovođenje u pitanje konsenzusa i danas je uobičajena točka razgovora, a brojka od 97 posto postala je nešto poput gromobrana.
Kako bi poduprli neistinu dugotrajne znanstvene sumnje, neki su ljudi ukazali na stvari kao što je Projekt peticije o globalnom zatopljenju, koji je poticao vladu Sjedinjenih Država da odbaci Protokol iz Kyota iz 1997., što je rani međunarodni klimatski sporazum. Peticija je proglasila da se globalno zatopljenje ne događa, a čak i da se događa, ne bi bile loše za čovječanstvo. Od 1998. godine potpisalo ga je više od 30.000 ljudi sa znanstvenim titulama. No, gotovo 90 posto njih studiralo je nešto drugo osim znanosti o Zemlji, atmosferi ili okolišu, a među potpisnicima je samo 39 klimatologa. Većina su bili inženjeri, liječnici i drugi čije je obrazovanje imalo malo veze s fizikom klimatskog sustava.
Nekoliko poznatih istraživača i dalje se protivi znanstvenom konsenzusu. Neki, poput Willieja Soona, istraživača povezanog s Harvard-Smithsonian Centrom za astrofiziku, imaju veze s industrijom fosilnih goriva. Drugi ne, ali njihove tvrdnje nisu izdržale pod težinom dokaza. Najmanje jedan istaknuti skeptik, fizičar Richard Muller, promijenio je mišljenje nakon što je ponovno procijenio povijesne podatke o temperaturi u sklopu projekta Berkeley Earth. Nalazi njegova tima u biti su potvrdili rezultate koje je namjeravao istražiti, a on je otišao čvrsto uvjeren da ljudske aktivnosti zagrijavaju planet.
G. Luntz, američki republikanski anketar, također je promijenio svoj stav o globalnom zatopljenju i sada savjetuje političare o tome kako motivirati klimatske akcije.
Posljednja napomena o neizvjesnosti: poricatelji je često koriste kao dokaz da znanost o klimi nije utemeljena. Međutim, u znanosti neizvjesnost ne podrazumijeva nedostatak znanja. Umjesto toga, to je mjera koliko je dobro nešto poznato. U slučaju globalnog zatopljenja, znanstvenici su pronašli niz mogućih budućih promjena u temperaturi, oborinama i drugim važnim varijablama — koje će uvelike ovisiti o tome koliko brzo smanjimo emisije. Ali neizvjesnost ne potkopava njihovo povjerenje da je globalno zatopljenje stvarno i da ga ljudi uzrokuju.
Kako znamo da je globalno zatopljenje uzrokovano ljudima?
Znanstvenici su proučavali globalno zatopljenje u prošlosti kako bi razumjeli čimbenike koji mogu uzrokovati zagrijavanje ili hlađenje planeta. Velike su promjene u sunčevoj energiji, cirkulaciji oceana, vulkanskoj aktivnosti i količini stakleničkih plinova u atmosferi. I svaki je s vremena na vrijeme odigrao svoju ulogu.
Na primjer, prije 300 godina kombinacija smanjene sunčeve energije i povećane vulkanske aktivnosti dovoljno je ohladila dijelove planeta da su Londonci redovito klizali na Temzi. Prije otprilike 12 000 godina velike promjene u atlantskoj cirkulaciji bacile su sjevernu hemisferu u hladno stanje. A prije 56 milijuna godina, golema eksplozija stakleničkih plinova, uslijed vulkanske aktivnosti ili golemih naslaga metana (ili oboje), naglo je zagrijala planet za najmanje 12,8 stupnjeva Celzijusa, poremetivši klimu, zagušivši oceane i potaknuvši masovna izumiranja.
U pokušaju utvrđivanja uzroka trenutnog globalnog zatopljenja, znanstvenici su promatrali sve ove čimbenike. Prva tri su se malo razlikovala tijekom posljednjih nekoliko stoljeća i prilično su vjerojatno imala skromne učinke na klimu, posebno prije 1950. godine. Ali ne mogu objasniti brzo rastuću temperaturu planeta, posebno u drugoj polovici 20. stoljeća, kada je solarna proizvodnja zapravo pala, a vulkanske erupcije imale su učinak hlađenja.
To se zatopljenje najbolje objašnjava porastom koncentracije stakleničkih plinova. Staklenički plinovi imaju snažan učinak na klimu (vidi sljedeće pitanje zašto). A od industrijske revolucije, ljudi ih dodaju sve više u atmosferu, prvenstveno vađenjem i spaljivanjem fosilnih goriva poput ugljena, nafte i plina, pri čemu se oslobađa ugljični dioksid.
Mjehurići drevnog zraka zarobljeni u ledu pokazuju da je prije otprilike 1750. godina koncentracija ugljičnog dioksida u atmosferi bila otprilike 280 dijelova na milijun. Počeo je polako rasti i prešao 300 p.p.m. prag oko 1900.
Razine CO2 zatim su se ubrzale kako su automobili i električna energija postali veliki dijelovi modernog života, nedavno je premašila 420 p.m. Koncentracija metana, drugog najvažnijeg stakleničkog plina, više se nego udvostručila. Sada emitiramo ugljik mnogo brže nego što je bio otpušten prije 56 milijuna godina.
Ova brza povećanja stakleničkih plinova uzrokovala su naglo zagrijavanje klime. Zapravo, klimatski modeli sugeriraju da zagrijavanje staklenika može objasniti gotovo sve promjene temperature od 1950. godine. Prema najnovijem izvješću Međuvladinog panela za globalno zatopljenje, koje procjenjuje objavljenu znanstvenu literaturu, prirodni pokretači i unutarnja klimatska varijabilnost mogu objasniti samo mali dio zagrijavanja s kraja 20. stoljeća.
Ali staklenički plinovi nisu jedini spojevi koji mijenjaju klimu i koje ljudi ispuštaju u zrak. Izgaranje fosilnih goriva također proizvodi zagađenje česticama koje reflektiraju sunčevu svjetlost i hlade planet. Znanstvenici procjenjuju da je ovo onečišćenje prikrilo do polovice zagrijavanja u stakleniku koje bismo inače doživjeli.
Budući da se staklenički plinovi pojavljuju prirodno, kako znamo da uzrokuju porast temperature na Zemlji?
Staklenički plinovi poput vodene pare i ugljičnog dioksida imaju važnu ulogu u klimi. Bez njih bi Zemlja bila previše hladna da zadrži tekuću vodu i ljudi ne bi postojali!
Evo kako to funkcionira: temperatura planeta je u osnovi funkcija energije koju Zemlja apsorbira od sunca (koje je zagrijava) i energije koju Zemlja emitira u svemir kao infracrveno zračenje (koje je hladi). Zbog svoje molekularne strukture, staklenički plinovi privremeno apsorbiraju dio tog izlaznog infracrvenog zračenja i zatim ga ponovno emitiraju u svim smjerovima, šaljući dio te energije natrag prema površini i zagrijavajući planet. Znanstvenici su razumjeli ovaj proces od 1850-ih.
Koncentracije stakleničkih plinova su u prošlosti prirodno varirale. Tijekom milijuna godina, atmosferske razine CO2 mijenjale su se ovisno o tome koliko su plinovitih vulkana izbacili u zrak i koliko je uklonjeno kroz geološke procese. Na vremenskim skalama od stotina do tisuća godina, koncentracije su se mijenjale kako je ugljik kružio između oceana, tla i zraka.
Danas smo, međutim, mi ti koji uzrokujemo porast razine CO2 neviđenom brzinom uzimajući drevni ugljik iz geoloških naslaga fosilnih goriva i stavljajući ga u atmosferu kada ih sagorijevamo. Od 1750. koncentracije ugljičnog dioksida porasle su za gotovo 50 posto. Metan i dušikov oksid, drugi važni antropogeni staklenički plinovi koji se ispuštaju uglavnom poljoprivrednim aktivnostima, također su naglo porasli u posljednjih 250 godina.
Na temelju gore opisane fizike znamo da bi to trebalo uzrokovati zagrijavanje klime. Na primjer, noći se zagrijavaju čak brže od dana jer staklenički plinovi ne nestaju kada sunce zađe. A viši slojevi atmosfere zapravo su se ohladili, jer je više energije zarobljeno stakleničkim plinovima u nižim slojevima atmosfere.
Također znamo da smo mi uzrok rastućih koncentracija stakleničkih plinova — i to ne samo zato što možemo mjeriti CO2 koji izlazi iz ispušnih cijevi i dimnjaka. Možemo to vidjeti u kemijskom potpisu ugljika u CO2.
Ugljik dolazi u tri različite mase: 12, 13 i 14. Stvari napravljene od organske tvari (uključujući fosilna goriva) obično imaju relativno manje ugljika-13. Vulkani imaju tendenciju proizvoditi CO2 s relativno više ugljika-13. A tijekom prošlog stoljeća, ugljik u atmosferskom CO2 postao je lakši, što ukazuje na organski izvor.
Možemo reći da se radi o staroj organskoj tvari tražeći ugljik-14, koji je radioaktivan i s vremenom se raspada. Fosilna goriva su previše stara da bi u njima ostalo imalo ugljika-14, pa da su iza rastućih razina CO2, očekivali biste pad količine ugljika-14 u atmosferi, što je upravo ono što podaci pokazuju.
Važno je napomenuti da je vodena para najzastupljeniji staklenički plin u atmosferi. Međutim, ne uzrokuje zagrijavanje; umjesto toga na njega odgovara. To je zato što topliji zrak zadržava više vlage, što stvara efekt snježne grude u kojem zagrijavanje uzrokovano ljudskim djelovanjem omogućuje atmosferi da zadrži više vodene pare i dodatno pojačava globalno zatopljenje. Ovaj takozvani povratni ciklus udvostručio je zagrijavanje uzrokovano antropogenim emisijama stakleničkih plinova.
Zašto bismo se trebali brinuti oko toga da se planet zagrijao za 16.6°C od 1800-ih?
Čest izvor zabune kada je riječ o globalnom zatopljenju je razlika između vremena i klime. Vrijeme je skup meteoroloških uvjeta koji se stalno mijenjaju i koje doživljavamo kada izađemo vani, dok je klima dugoročni prosjek tih uvjeta, obično izračunat za razdoblje od 30 godina.
Ili, kako neki kažu: Vrijeme je vaše raspoloženje, a klima je vaša osobnost.
Dakle, iako 16.6 stupnja Celzijusa ne predstavljaju veliku promjenu u vremenu, to je velika promjena u klimi. Kao što smo već vidjeli, dovoljno je otopiti led i podići razinu mora, promijeniti obrasce padalina diljem svijeta i reorganizirati ekosustave, šaljući životinje da jure prema hladnijim staništima.
Također je važno zapamtiti da dva stupnja predstavljaju globalni prosjek, a mnogi su se dijelovi svijeta već zagrijali za više od toga. Na primjer, kopnene površine zagrijale su se otprilike dvostruko više od površine mora. I Arktik se zagrijao za oko 15 stupnjeva Celzijusa. To je zato što gubitak snijega i leda na visokim geografskim širinama omogućuje tlu da apsorbira više energije, uzrokujući dodatno zagrijavanje povrh zagrijavanja u stakleniku.
Relativno male dugoročne promjene klimatskih prosjeka također pomiču ekstreme na značajan način. Na primjer, toplinski valovi uvijek su se događali, ali su posljednjih godina srušili rekorde. U lipnju 2020. jedan grad u Sibiru zabilježio je temperaturu od 37.7 stupnjeva Celzijusa. U Australiji su meteorolozi dodali novu boju na svoje vremenske karte kako bi prikazali područja u kojima temperature prelaze 51 stupanj. Porast razine mora također je povećao rizik od poplava zbog olujnih udara i visokih plima. Ovo su nagovještaji klimatskih promjena.
I čeka nas još promjena u budućnosti – do 12.7 stupnjeva Celzijusa prosječnog globalnog zatopljenja do kraja stoljeća, u najgorem mogućem scenariju. Za referencu, razlika u globalnim prosječnim temperaturama između sadašnjeg trenutka i vrhunca posljednjeg ledenog doba, kada su ledene ploče prekrivale velike dijelove Sjeverne Amerike i Europe, iznosi oko -11.6 stupnjeva Celzijusa.
Prema Pariškom klimatskom sporazumu, kojem se predsjednik Biden nedavno ponovno pridružio, zemlje su se složile pokušati ograničiti ukupno zagrijavanje na između 1,5 i 2 stupnja Celzijusa od predindustrijskih vremena. Čak i ovaj uzak raspon ima ogromne implikacije. Također će se utvrditi koliko milijuna ljudi pati od nestašice vode i propadanja usjeva te koliko ih je napustilo svoje domove zbog porasta mora. Drugim riječima, jedan stupanj čini veliki svijet razlike.
Je li globalno zatopljenje dio prirodnih ciklusa zagrijavanja i hlađenja planeta?
Klima na Zemlji uvijek se mijenjala. Prije nekoliko stotina milijuna godina cijeli se planet zaledio. Prije pedeset milijuna godina, aligatori su živjeli na području koje danas nazivamo Arktik. A u posljednjih 2,6 milijuna godina, planet je kružio između ledenih doba kada je planet bio puno hladniji, a ledene ploče prekrivale veći dio Sjeverne Amerike i Europe, i blažih međuledenih razdoblja poput ovog u kojem se sada nalazimo.
Poricatelji klime često ističu te prirodne klimatske promjene kao način bacanja sumnje na ideju da ljudi danas uzrokuju globalno zatopljenje. Međutim, taj argument počiva na logičkoj pogrešci. To je kao da “vidite ubijeno tijelo i zaključite da su ljudi u prošlosti umrli prirodnom smrću, pa je i žrtva ubojstva također umrla prirodnom smrću”, napisao je tim društvenih znanstvenika u The Debunking Handbook, koji objašnjava strategije dezinformiranja iza mnogih klimatskih mitova.
Doista, znamo da su različiti mehanizmi uzrokovali promjenu klime u prošlosti. Glacijalni ciklusi, na primjer, potaknuti su periodičnim varijacijama u Zemljinoj orbiti, koje se odvijaju tijekom desetaka tisuća godina i mijenjaju način na koji se solarna energija distribuira diljem svijeta i kroz godišnja doba.
Ove orbitalne varijacije same po sebi ne utječu mnogo na temperaturu planeta. Ali oni su pokrenuli kaskadu drugih promjena u klimatskom sustavu; na primjer, rast ili topljenje golemih ledenih ploča sjeverne hemisfere i mijenjanje cirkulacije oceana. Te promjene zauzvrat utječu na klimu mijenjanjem količine snijega i leda koji reflektiraju sunčevu svjetlost i mijenjanjem koncentracije stakleničkih plinova. Ovo je zapravo dio načina na koji znamo da staklenički plinovi imaju sposobnost značajnog utjecaja na temperaturu Zemlje. Tijekom sljedećeg stoljeća ili dva, društva i ekosustavi će iskusiti posljedice ovih klimatskih promjena.
Izazov je u tome što moramo smanjiti emisije sada kako bismo izbjegli kasnije štete, što zahtijeva velika ulaganja u sljedećih nekoliko desetljeća. I što duže budemo odgađali, to ćemo više platiti da ispunimo pariške ciljeve. Jedna nedavna analiza pokazala je da bi postizanje neto-nule do 2050. koštalo gotovo dvostruko više ako bismo čekali do 2030. umjesto da djelujemo sada. Ali čak i ako promašimo pariški cilj, ekonomija i dalje predstavlja jak argument za klimatske mjere jer će nas svaki dodatni stupanj zagrijavanja koštati više – u novčanicama i životima.