Ocieplenie klimatyczne: modele francuskie potwierdzają tendencje

Grupa GIEC ma zamiar przedstawić we wrześniu 2013 roku swój piąty raport na temat ewolucji klimatu. Aby więc uzyskać jak najwięcej danych, oprócz tych, które są już do dyspozycji, wiele laboratoriów francuskich przeprowadziło symulacje ocieplenia klimatycznego. W najgorszym przypadku, średnia temperatura Ziemi wzrośnie od 3,5 do 5 stopni do 2100 roku. A francuski klimatolog Jean Jouzel wyjaśnia ewolucję tych modeli.

Międzyrządowa grupa ekspertów na rzecz oceny klimatu, czyli GIEC, analizuje w sposób metodyczny ewolucję klimatu, zbierając dane naukowe, społeczne, ekonomiczne i techniczne, dostępne w literaturze naukowej. Do tej pory, dziełem grupy GIEC były cztery raporty, opublikowane w latach 1990, 1995, 2001 i 2007.

Organizacja ta dzieli się na kilka grup, z których jedna odpowiada za aspekt naukowy zmian klimatycznych. Raporty tej grupy opierają się przede wszystkim na licznych modelach symulujących możliwą ewolucję klimatu. Publikacja kolejnego raportu przewidziana na wrzesień 2013 roku zmusza badaczy do kończenia bieżących prac, najszybciej jak to możliwe. Pośród tych prac są na przykład badania prowadzone przez badaczy z francuskich instytucji badawczych CNRM-Cerfacs oraz IPSL.

Naukowcy ci przedstawili swoje prace już na początku lutego. Badania te potwierdzają tendencje zaprezentowane w czwartym raporcie GIEC. W najgorszym przypadku, temperatury średnie na Ziemi wzrosną od 3,5 do 5 stopni Celsjusza do 2011 roku, o ile nie wejdzie w życie bardzo restrykcyjna polityka dotycząca emisji gazów cieplarnianych, w skali całej planety, wyjaśnia klimatolog Jean Jouzel. Wtedy być może temperatury wzrosną jedynie o 2 stopnie.

Ocieplenie klimatyczne: cztery krzywe gazów cieplarnianych

Raporty grupy GIEC są realizowane regularnie co jakiś czas, ponieważ między opracowaniem i powstaniem danego modelu ludzkość mimo wszystko dokonuje postępów i sytuacja się zmienia. W rzeczywistości, najnowsze symulacje opracowane przez francuskich badaczy integrują lepiej różne perturbacje atmosferyczne, efekty chmur albo jeszcze cykle węgla. Oczywiście, cała ta lista nie jest kompletna.

Główna innowacja jednakże dotyczy nowych strategii opracowania modeli: prace w 4 raporcie były oparte między innymi na scenariuszach ewolucji populacji oraz emisji gazów cieplarnianych. Naukowcy posługiwali się tymi parametrami, aby określić wpływ działalności człowieka na wymuszanie radiacyjne. Podejście do nowych obliczeń jest zupełnie odwrotne.

Prawdopodobna ewolucja wymuszania radiacyjnego została ustalona arbitralnie. W modelach zakodowano cztery krzywe postępowania stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze (krzywe te nazwane zostały RCP, czyli Representative Concentration Pathways). Przestudiowano wpływ tych gazów na temperatury na Ziemi: modele następnie próbowały określić jakie były warunki emisji oraz rozwoju gospodarczego kompatybilne z tymi wyjściowymi hipotezami. W ten sposób, badacze francuscy określili ewolucję populacji oraz emisję dwutlenku węgla z czterema wyjściowymi hipotezami.

Inna nowość: ekonomiści pracują ramię w ramię z naukowcami

Ekonomiści bowiem odpowiadają za rozwój scenariuszów na temat możliwości ewolucji technologicznych oraz społeczno-ekonomicznych, które można pogodzić z rezultatami modeli, przede wszystkim z tymi, które dotyczą polityki redukcji emisji gazów cieplarnianych. Nowe symulacje można więc zastosować, aby przetestować wrażliwość władz publicznych. Włączają one strategie polityczne i ekonomiczne.

Modele przyszłości i modele przeszłości

Średnia temperatura Ziemi najpierw została przetestowana wstecz, w latach 1850 – 2005. Naukowcy posłużyli się dwoma różnymi modelami. Pierwszy brał pod uwagę jedynie czynniki naturalne, takie jak zmienność słońca oraz działalność wulkanów, które wpływały na klimat. Drugi model z kolei posłużył się elementami pochodzenia ludzkiego.

Następnie, francuscy naukowcy porównali te rezultaty z danymi meteorologicznymi na temat tamtej epoki. Konkluzja? Ocieplenia klimatycznego nie można wyjaśnić tylko i wyłącznie czynnikami naturalnymi. Wpływ działalności człowieka jest oczywisty, tak jak to pokazywały symulacje przedstawione w czwartym raporcie grupy GIEC.

W rzeczywistości, rezultaty przewidywań przeprowadzonych na lata 2100 – 2300, zależą od wyboru scenariusza RCP.

– najgorszy scenariusz, który odpowiada wymuszaniu radiacyjnemu wyższemu niż 8,5W na metr kwadratowy na koniec wieku (RCP 8,5), przewiduje wzrost średniej temperatury Ziemi o 3,5 do 5 stopni Celsujsza w 2100 roku. Wzrost nie zatrzyma się tutaj, ponieważ temperatury mogą jeszcze wzrosnąć o 6 -7 stopni w 2300 roku;

- najbardziej optymistyczny scenariusz opiera się na wymuszeniu radiacyjnym równym 2,6 W na metr kwadratowy na koniec wieku (RCP 2,6). Ten scenariusz wymaga wielkich wysiłków politycznych, aby zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych. Trzeba będzie nawet nauczyć się wychwytywać dwutlenek węgla, aby osiągnąć negatywny poziom emisji.

I ten niewiarygodny, ale w dalszym ciągu najbardziej optymistyczny scenariusz, ma ograniczyć wzrost temperatur o 2 stopnie.

Międzynarodowa praca

Przewidywania francuskich naukowców nie kończą się na tym. Albowiem, postanowili również przeprowadzić symulacje dla pierwszych dziesięcioleci XXI wieku. Ocieplenie klimatyczne jest jednolite, niezależnie od scenariusza przetestowanego dla całości Ziemi, z wyjątkiem Arktyki. W skali wieku, ocieplenie klimatyczne może  być bardziej intensywne na kontynentach i rozciągnie się na bieguny.

Nowe symulacje zrobione dzięki ulepszonym modelom potwierdzają i precyzują to, co już wiedzieliśmy, w sposób  bardzo satysfakcjonujący do momentu publikacji czwartego raportu GIEG. Rezultaty osiągnięte przez francuskich naukowców oraz z innych krajów i organizacji uzupełniają się. Prace te są koordynowane przez światowy program badawczy na temat klimatu.

Inne grupy naukowców posługują się tymi samymi scenariuszami, aby przyjrzeć się ewolucji klimatu w swoich modelach. Możemy więc porównać rezultaty, ponieważ wyjściowe hipotezy są identyczne. Pod uwagę należy wziąć wiele elementów, a więc różne techniki stosowane przez różne grupy poszerzają kąt widzenia i pomagają wyeliminować niepewności.

Ten typ współpracy podkreśla wady i zbieżności. Podkreślmy jeszcze, że wszystkie te badania nie służą tylko grupie GIEC do opracowywania kolejnych raportów, albowiem mogą się nimi posłużyć również decydenci polityczni. A przede wszystkim, mogą one pomóc zrozumieć zachodzące zjawiska klimatyczne.