Globalne ocieplenie-nauka, polityka i pieniądze. Część III

Kategorie: 

Źródło: pixabay.com

Ziemia posiada dwa źródła ciepła. Są to ciepło z wnętrza ziemi oraz promieniowanie słoneczne.  Energia z wnętrza planety to wulkany naziemne, podwodne, podmorskie wenty i gorące źródła. W ogólnym rachunku jest to energia znikoma. Energia słoneczna to promieniowanie elektromagnetyczne, którego mały wycinek jest dla nas widoczny. 

Energia docierająca do atmosfery wynosi 1360 W/m2(Watów/metr2). Po przejściu przez atmosferę w pogodny dzień do ziemi dochodzi 1000 W/m2.  Jest to tzw. słoneczna irradiacja (Solar Irradiance, Słoneczne Wymuszanie). Irradiacja zmienia się w zależności od pory dnia, zachmurzenia i obecności pyłów w powietrzu.  Ilość energii produkowanej przez słońce nie jest stała i ulega ciągłym wachaniom.  Jest ona powiązana z ilością plam na powierzchni gwiazdy. 

 

Zaobserwował je w 1611 roku konstruktor pierwszego teleskopu Galileo Galilei. Od tego czasu prowadzono ewidencję plam i w 1844 roku astronom Heinrich Schwabe wykazał, że ilość plam wzrasta i maleje w 11. letnich cyklach. Każdy cykl ma też inną najwiekszą i najmniejszą ilość plam. Na przestrzeni wielu lat widać wyraźne oscylacje. Plamy słoneczne badało także małżeństwo Annie i Edwarda Maunderów.  W roku 1894 opublikowali oni artykul w którym opisali długi okres z minimalną ilością plam. Okres ten nazwano potem Minimum Maunderów, który znamy też jako "małą epokę lodową".  W tamtym okresie były lata a nawet dziesięciolecia bez żadnych plam na słońcu.  

Rys. 21.  Ilość plam na słońcu na przestrzeni lat 1600-2020.

Można więc powiedzieć, że aktywność słońca wyraża się ilością plam a co za tym idzie ilością energii docierającej do ziemi. Im więcej plam w danym cyklu tym jest więcej energii na ziemi. Rysunek 22 obrazuje zależność między ilością plam a irradiacją. Ostatnich kilka cykli ma coraz mniejszą ilość plam. Obecnie jesteśmy w cyklu 24, który kontynuuje trend w dół i w pierwszej połowie 2018 roku było aż 37 dni bez żadnych plam. Takiego zjawiska nie było od wielu lat. Przed nami jest okres zmniejszonej aktywności słonecznej a więc poważnego ochłodzenia klimatu.  Niektórzy autorzy mówią nawet o następnym małym okresie lodowym.  

Te przewidywania obrazuje rys. 22.

Rys. 22.  Irradiacja słoneczna (wymuszanie słoneczne)-W/m2 w stosunku do

aktywności słońca-ilości plam.

Uzależnienie klimatu na ziemi od ilości plam na słońcu można wykazać na podstawie danych historycznych gdzie ponownie widać mocną korelację.  Te fakty nie znalazły jednak uznania wsród naukowców współpracujących z IPCC i w ostatnim raporcie stwierdzono, że cykle słoneczne nie mają wpływu na klimat ziemi. W różnych publikacjach padały tezy, że AGW ma dużo większy wpływ niż aktywność słońca i ocieplanie będzie postępowało niezależnie od ilości plam.

Rys.23.  Korelacja średniej temperatury powierzchni ziemi z aktywnością słoneczną

Tego rodzaju stwierdzeniom przeciwstawia się obszerna praca kilku zespołów naukowych pod kierownictwem Szwajcarskiej Narodowej Fundacji Naukowej. Po raz pierwszy udało się ocenić proporcjonalny wpływ czynników naturalnych, gazów cieplarnianych i cykli słonecznych na klimat. Stwierdzono, że niska aktywność słoneczna obniży temperaturę o 0.5°C. Wpływ aktywności słonecznej na zmiany klimatu na ziemi wydaje się więc jeszcze raz potwierdzony [9].

Słońce oddziałowuje na ziemię jeszcze poprzez kilka innych mechanizmów. Jednym z nich jest eliptyczna orbita ziemi wokół gwiazdy co powoduje zmienną odległość od źródła ciepła. Różnica między najdalszym a najbliższym do słońca punkcie wynosi około 5 mln kilometrów. Nie ma to jednak większego wpływu na klimat.  Dużo większe zmiany pogodowo-klimatyczne są powodowane faktem, że ziemia jest nieco nachylona do słońca.  Powoduje to cykliczne zmiany temperatury czyli nasze pory roku.  Oba te zjawiska są przedstawione na rysunku 24.  

Ryc. 24  Eliptyczna orbita ziemi wokół słońca.

Oś ziemi podlega jeszcze innym zmianom-są to Cykle Milankovicia serbskiego astromoma, który pierwszy opisał to zjawisko w latach 1920-tych. Kąt nachylenia osi obrotu ziemi do płaszczyzny jej orbity w ruchu wokół Słońca zmienia się (nutacja) od 22,1 stopnia do 24,5 stopnia i z powrotem w cyklu trwającym 41 tysięcy lat. Obecnie kąt ten wynosi 23,5 stopnia i maleje. Minimalne nachylenie 22,1 stopnia osiągnie za 8 tysięcy lat. Jeśli oś obrotu ziemi jest bardziej nachylona regiony polarne otrzymują podczas lata więcej energii (co prowadzi do wzrostu temperatury latem). Zimą zaś otrzymują jej mniej co wpływa na obniżenie temperatury. Podobnie działa mechanizm związany z precesją, czyli zmianą kierunku ustawienia osi obrotu Ziemi. Co około 26 tysięcy lat oś zakreśla w przestrzeni stożek. Orbita ziemi nie jest kołowa, lecz eliptyczna i stopień jej spłaszczenia zmienia się regularnie w ciągu 100 tysięcy lat.  Czasem północna półkula jest zwrócona latem ku Słońcu (wtedy lata są ciepłe) a czasem jest daleko od niego (wtedy lata są chłodniejsze). Lądolód antarktyczny jest bardzo odporny na te zmiany, natomiast Arktyka wręcz przeciwnie - jest czuła na najdrobniejsze zaburzenia. Dlatego to właśnie zmiany w ilości energii słonecznej dopływającej do Arktyki inicjowały zawsze zmiany klimatu na skalę globalną. Zmiany nachylenia osi ziemi są powodowane odziaływaniem grawitacyjnym innych planet  w układzie słonecznym. Wszystkie te cykle mogą być odpowiedzialne za powstawanie i zanikanie okresów lodowych. Uważa się, że ostatnie zmiany tego typu przyczyniły się do powstania pustyni Sahara.  

Rys. 25.  Cykle Milankovicia-trzy zmiany orbitalne. 

            http://naukaoklimacie.pl/fakty-i-mity

            htts://pl.wipedia.org/wiki/Cykle_Milankovicia

Pozostaje jeszcze jeden sposób w jaki słońce wpływa na klimat ziemi a mianowicie kontrolowanie ilości promieniowania kosmicznego docierającego do ziemi.  Promieniowanie kosmiczne pochodzi z wybuchów supernowych w odległych galaktykach. Przy wejściu do ziemskiej atmosfery cząstki te, głównie wysokoenergetyczne protony,  wchodzą w kolizje z atomami w atmosferze i produkują strumienie wtórnych cząstek co prowadzi do powstawania chmur i wywiera wpływ na klimat. Efekt ten będzie szerzej omówiony przy opisie teorii Henrika Svensmarka. Promienie kosmiczne docierają do każdego miejsca na ziemi i mogą mieć szkodliwy wpływ na żywe organizmy.  Słońce w czasie wybuchów na swojej powierzchni wyrzuca w przestrzeń fotony, elektrony i protony.  Cząstki te wchodzą w kolizje z promieniowaniem kosmicznym zmiejszając jego dopływ do ziemi. Ma to ochronny wpływ na życie ziemskie. Okresy zwiększonej aktywności słońca zmniejszają ilość galaktycznego promieniowania kosmicznego na ziemi. 

Rys. 26.  Wpływ aktywności słonecznej na ilość promieniowania kosmicznego docierającego do ziemi.

 

• Wpływ wulkanów na klimat ziemi

W czasie erupcji wulkanicznych do atmosfery ziemskiej są wyrzucane ogromne ilości pyłów oraz gazów takich jak dwutlenek węgla, tlenek azotu i dwutlenek siarki.  Wszystkie te substancje przechodzą do wyższych warstw atmosfery. Dwutlenek węgla ma efekt cieplarniany jednak jego ilość w wybuchach jest stosunkowo niska i nie ma wpływu na klimat. Pyły wulkaniczne pozostają zawieszone w powietrzu przez dłuższy czas i powodują odbijanie oraz rozpraszanie energii słonecznej. Największy jednak wpływ na klimat mają związki siarki. Dwutlenek siarki wchodzi w reakcję z parą wodną zawartą w atmosferze co prowadzi do powstania kwasu siarkowego. Powstały aerozol kwasu siarkowego (H2SO4) w znacznym stopniu odbija promienie słoneczne.  Zwiększa on albedo i zmniejsza irradiację słoneczną.

Rys. 27.  Uproszczony schemat skutków wybuchu wulkanu. A-wybuch mały ze skutkami lokalnymi. B-wybuch duży z obecnością aerozolu siarczanów w troposferze i globalnym oziębieniem.

Wybuchy wulkanów mogą powodować lokalne zniszczenia lecz ogromne ilości aerozoli wprowadzone do stratosfery mają efekt globalny w postaci oziębienia klimatu.  Wielkość oziębienia jest uzależniona od tego jaki okres klimatyczny panuje w tym czasie na ziemi.  Jeśli przypada to w okresie ciepłym (El Niño) to oziębienie wyniesie 0,1°C, jeśli przypadnie w okresie chłodnym (El Niña) to oziębienie może osiągnąć nawet 0,3°C. Skutki wybuchów wulkanicznych przedstawia rys. 27. Niewielkie wybuchy wulkaniczne mają raczej lokalny efekt na środowisko jednak niedawno stwierdzono, że jeśli kilka erupcji zbiegnie się w czasie mogą mieć one efekt kumulacyjny o większym zasięgu. W ostatnim stuleciu miało miejsce kilka mega wybuchów wulkanicznych. Najbardziej znanym i badanym był wybuch wulkanu Pinatubo na Filipinach w 1991 roku. Spowodował on oziębienie panujące przez kilka lat.

Rys. 28.  Globalne oziębienie po erupcji wulkanu Pinatubo na Filipinach w 1991 roku.

 

• Zjawisko El Niño i El Niña   

Nazwa El Niño (Dzieciątko) jest używana przez rybaków peruwiańskich i odnosi się do okresu ciepłej pogody, który ma swój szczyt w okresie Świąt Bożego Narodzenia. W przeciwieństwie do niego okresy zimnej pogody są nazywaneEl Niña (Dziewczynka). Te zmiany temperatury są nazywane Południową Oscylacją (ENSO-El Niño Southern Oscillattion) i obrazuje je rys. 29. Obecnie jesteśmy w okresie przejściowym po bardzo mocnym okresie ciepłym.

Rys. 29.  Południowa Oscylacja.  (ENSO-El Niño Southern Oscillattion).

Kolor czerwony-El Niño. Kolor niebieski- El Niña.

ENSO jest opisane w literaturze [10] więc przedstawię je tylko w zarysie. W basenie Pacyfiku co kilka lat dochodzi do zmian w temperaturze wody. ENSO jest zjawiskiem przejściowym i każda faza trwa 2-5 lat. Są one powodowane wiatrami w okolicy równika i przesunięciem ciepłych wód w stronę Filipin i północnej Australi. Prowadzi to do zwiększonych opadów monsunowych we wschodniej Azji i Indiach, a także znacznych zmian pogodowych w Ameryce Północnej i zachodnich brzegach Ameryki Południowej.  ENSO także powoduje zmiany w prądach morskich co jest przedstawione na rys. 30.

 

Rys. 30.  Wpływ południowej oscylacji (ENSO) na prądy i wiatry Pacyfiku.

Powszechnie uznawane jest, że południowa oscylacja powoduje cykliczne zmiany w temperaturze globalnej.  Ostatnio jednak pojawiły się publikacje zaprzeczające tym obserwacjom. Nowa teoria nadaje większą wagę AGW i umniejsza wpływ ENSO. Ma to na celu wsparcie teorii AGW i uwypuklenie roli CO2. To nie El Niño lecz dwutlenek węgla zmienia temperaturę.  Na uwagę więc zasługuje publikacja znanego zwolennika teorii AGW-Jamesa Hansena z 2016 roku [11]. W pracy tej porównał on wpływ trzech silnych okresów El Niño na globalną temperaturę i przedstawił to w zbiorczym rys. 31.  Dane z przeszłości ponownie mówią  same za siebie.

Rys. 31.  Wpływ trzechEl Niño z różnych lat na średnią temperaturę ziemi.

 

• Teoria Henrika Svensmarka

Profesor Henrik Svensmark z Duńskiego Instytutu Badań Kosmicznych w 2007 roku wysunął teorię kosmoklimatologii która twierdzi, że klimat ziemi jest modulowany przez galaktyczne promieniowanie kosmiczne pochodzące z wybuchów gwiazd  supernowych [12].  Promieniowanie to złożone głównie z wysokoenergertycznych protonów przechodząc przez atmosferę ziemi wchodzi w kolizję z innymi częsteczkami co wywołuje kaskady wtórnych cząstek.  Prowadzi to do powstania jąder kondensacji pary wodnej i niskopołożonych chmur. Wiemy, że chmury te mają największe albedo (bialość) co prowadzi do zmniejszonej irradiacji (1,0-1,5 W/m2)i ochłodzenia ziemi.  Cały ten proces jest uzależniony od aktywności słońca. W okresie zwiększonej aktywności słońca (większa ilość plam na słońcu) zwiększa się ilość plazmy-wiatru słonecznego czyli wysokoenergetycznych elektronów i protonów wyrzucanych w przestrzeń. Cząsteczki te wchodzą w kolizję z galaktycznym promieniowaniem kosmicznym i zmniejszają jego ilość docierającą na ziemię. Skutkiem tego powstaje mniej niskich chmur, zwiększa się irradiacja i ziemia się nagrzewa.  W czasie zmniejszonej aktywności słońca ten proces ulega odwróceniu i klimat się oziębia.  W teorii tej galaktyczne promieniowanie kosmiczne poprzez wpływ na chmury jest głównym czynnikim kontrolującym klimat na ziemi.

Rys. 32.  Wpływ promieniowania kosmicznego na powstawanie chmur.

Svensmark na podstawie danych satelitarnych wykazał, że w latach 1985-2015 istniało silne powiązanie temperatury ziemi z 11. letnimi cyklami słońca.  Odległy okres czasowy był badany na podstawie ilości izotopów tlenu i węgla w osadach Morza Martwego i klifowych brzegach Anglii. Svensmark i jego współpracownicy stwierdzili długoterminową liczącą setki milionów lat korelację pomiędzy intensywnością promieniowania kosmicznego a temperaturą na ziemi rys. 33. Z

Rys. 33.  Korelacja pomiędzy średnią temperaturą ziemi-czarna linia a aktywnością galaktycznego promieniowania kosmicznego.

asugerowano także, że ogólna ilość promieniowania kosmicznego na ziemi zwiększa się co 150 mln lat kiedy ziemia przechodzi przez ramiona galaktyki a zmniejsza się poza nimi.  Według Svensmarka miało to mieć wpływ na ewolucję na ziemi. 

Teoria wpływu galaktycznego promieniowania kosmicznego na klimat ziemi była w Europie od początku ostro atakowana przez naukowców i polityków. Svensmark wykazał, że poziom CO2ma tylko marginalny efekt na klimat nie liczący się w większej skali a czynnik zewnętrzny-galaktyczny oraz słońce są głównymi modulatorami klimatu. Henrik Svensmark był w stanie obronić swoją teorię przeprowadzając eksperymenty z użyciem komory jonizacyjnej. Przyznanie mu racji oznaczałoby upadek teorii AGW. 

• Wpływ chmur na klimat

Rola chmur w klimacie ziemskim jest zróżnicowana i uzależniona od ich wysokości, gęstości pary wodnej oraz pory dnia i nocy.  Chmury wysokie zawierają mniej cząsteczek lub kryształków wody i przepuszczają wiekszość promieni słońca do ziemi.  Mają tzw. małe albedo (łac. białość) czyli odbijanie promieni na zewnątrz.  Dzięki temu następuje większa irradiacja (wymuszanie słoneczne). Z drugiej strony mają mniejszy efekt cieplarniany gdyż pochłaniają mniej długofalowego promieniowania podczerwonego.  W ciągu dnia prowadzą do nagrzewania się ziemi w nocy zaś pozwalają na większą ucieczkę energii czyli mamy tu gorący dzień i zimną noc.  Chmury niskie zawierają więcej wody i mają wysokie albedo czyli skutecznie odbijają większość promieniowania słonecznego. Widzimy to kiedy samolot, którym lecimy wzniesie się ponad pułap deszczowych chmur i nagle robi się bardzo jasno. Z drugiej strony mają one większy efekt cieplarniany i zatrzymują energię. Problem jednak jest w tym, że aby móc zatrzymać energię ziemia najpierw musi się nagrzać a to właśnie jest zablokowane. Mamy tu zimny dzień ale za to ciepłą noc. Sumaryczny efekt chmur na klimat jest ujemny to znaczy oziębiający.

Ryc. 34.  Wpływ chmur na klimat.

Znany nam już Steven Sherwood za pomocą swojego modelu wykazał, że chmury przy obecności efektu AGW będą potęgowały ocieplanie. Ma się to odbywać poprzez mieszanie się niskich chmur oraz konwekcyjne przenoszenie ciepła do troposfery itd. Oczywiście jest to tylko model komputerowy. Inni badacze zwracają uwagę na fakt, że jeśliby doszło do znaczniejszego ocieplenia ziemi to poprzez zwiększone odparowywanie wody ilość chmur by się znacznie zwiększyła. Musiałoby dojść do zwiększonego odbijania energii słonecznej i ochładzenia, które zniwelowałoby ocieplanie. Zwiększyłyby się też opady śniegu dodatkowo zwiększające albedo.  Zwraca się też uwagę na fakt innego oddziaływania chmur nad terenami pokrytymi lodem niż terenami zielonymi.  Jak widać temat jest ciekawy i przy bliższym badaniu staje się coraz bardziej złożony.

 

W następnej części (nr. IV): niewygodna prawda, "kij do hokeja", probleny z monitorowaniem danych klimatycznych i obserwacje satelitarne.

Ocena: 

5
Średnio: 5 (1 vote)
Opublikował: Henryk Świca
Portret użytkownika Henryk Świca


Komentarze

NIE MA ŻADNEJ WIRUJĄCEJ KULI...

Broń jądrowa istnieje tylko w naszych głowach. Odstaw fluor = myśl samodzielnie.

5G - wara z tym od Polski!!

Głowy do góry i więcej wiary w siebie!!

NIE MA ŻADNEJ WIRUJĄCEJ KULI...

Broń jądrowa istnieje tylko w naszych głowach. Odstaw fluor = myśl samodzielnie.

5G - wara z tym od Polski!!

Głowy do góry i więcej wiary w siebie!!

Portret użytkownika Blu3

Od dawna to mówię, a ludzie

Od dawna to mówię, a ludzie dookoła pukają mi się w głowę. Jesteśmy oszukiwani jak kiedyś w Egipcie ludzie byli oszukiwanie z zaćmieniem słońca. Ich strasznie że bogowie się gniewają i jak nie złożą bardzo wartościowych ofiar to słońce zniknie. Tak samo dziś w podatkach kradną nasze pieniądze na walkę z efektem cieplarnianym. 2 wątki wyssane z palca celem dobrania się do naszych pieniędzy.

Portret użytkownika Rafcio

Znowu mylenie pojęć. To, że

Znowu mylenie pojęć. To, że ludzie wykorzystują temat GO do własnych celów, do trzepania kapuchy, do wprowadzania podatków itp, to nie znaczy, że Ziemia się nie ociepla. Autor sam zaznacza, że "interesuje się GO" a nie zajmuje się nim profesjonalnie. To, że przytacza tu wiele przykładów, nic nie znaczy, skoro stukrotnie więcej takowych, przemawiających o tym, że zmieniamy Ziemię w bardzo szybkim tempie, mają inni. Pan Świca prezentuje tutaj tylko swój punkt widzenia na sprawę i dopóki nie porówna się tego wszystkiego z konkretnymi danymi zaprezentowanymi przez kogoś zajmującego się profesjonalnie tematem GO, te artykuły pozostają jedynie ciekawostką. Denializm klimatyczny jest już dobrze znany a ludzkie sysytemy wyparcia i myślenia życzeniowego w stylu "my nie jesteśmy za nic odpowiedzialni" są bardzo wygodne w dzisiejszych czasach, bo przecież wszystko można wytłumaczyć teoriami spiskowymi. Niektórzy w zmiany klimatu uwierzą dopiero wtedy, kiedy Bałtyk podpłynie pod Tatry.

Ludzie za bardzo zamknięci są w swoim świecie bycia w domu, bycia w pracy, bycia na wakacjach, na zakupach. Obejrzenia sobie hitu w kinie, odwiedzenia YT i posłuchania muzyki.... itd itp. Brak szerszego spojrzenia na otoczenie, na skomplikowanie. Rozmiar dzisiejszego przemysłu, produkuje tłum ignorantów. Polecam więcej czytać. Spojrzeć z szerszej perspektywy. Ruszyć się z domu i na własne oczy zobaczyć, ile zanieczyszczeń potrafi wyprodukować jedna większa fabryka, jedna elektrownia, jedna rafineria. Pomnożyć to sobie po tysiąckroć, dodać miliardy samochodów, miliardy jednnodzinnych domów, znajdujących się w tysiącach miast w setkach państw. Nasza cywilizacja produkuje ogromne ilości odpadów, śmieci, gazów. Tylko ślepy nie zauważy tego, jak wielką siłą jest nasz gatunek i jak bardzo wpływamy na tę Planetę...

Portret użytkownika euklides

" bo przecież wszystko można

" bo przecież wszystko można wytłumaczyć teoriami spiskowymi"

Ty tuaj bajasz o profesjonalizmie, a już samo to, że używacie sformułowania "teoria spiskowa" świadczy o waszym małym rozumku i niezdolności zrozumienia sensu wypowiadanych przez siebie słów. Jeśli już to TEORIA SPISKU (ewentualnie spiskowa TEORIA DZIEJÓW), tak samo jak "teoria względności", a nie "teoria względna". Słowo "spiskowa" to przymiotnik, więc czego teoria jest spiskowa?

Skomentuj