Kao neki uvod u klimatske promjene, vrlo kratka definicija - što je klimatologija?
Znanstvene metode nisu savršene, pa tako ni interpretacija rezultata dobivenih na temelju tih metoda nije konačna istina i podložna je stalnom preispitivanju. To pogotovo važi za klimatologiju, znanost koja se bavi interakcijom klimatoloških komponenti: atmosfere, oceana, ledenjaka, geosfere i živog svijeta, od njihova postanka do današnjih dana i na temelju stanja iz prošlosti nastoji predvidjeti buduće stanje. Sve te komponente imaju svoje vrijeme (time scale) odziva (feedback) na promjene u astronomskom ciklusu dozračene energije od Sunca koja je glavni pokretač klimatoloških promjena na Zemlji. Također sve te komponente djeluju međusobno jedna na drugu i mogu promjeniti dinamiku procesa, povratnu spregu (feedback) i vrijeme odziva (time scale). To je karakteristika svih nelinearnih dimičkih sustava.
Uzroci nesuglasica
Na današnjem stupnju razvoja znanosti puno je toga što bi još mogli poželjeti od uređaja za opservaciju i mjerenja klimatoloških parametara do svemoćnih superkompjutera za testiranje teorijskih numeričkih modela. Na primjer, pogreška metode pri rekonstrukciji temperature iz prošlosti može biti reda veličine same promjene, a primjerice numerički modeli korišteni za zadnje IPCC projekcije klime u narednih 100 godina uglavnom koriste vrlo grubu linearnu aproksimaciju dinamike topljenja Antarktičkog leda. Ovo potonje, zato što dinamiku topljenja ledenjaka još uvijek vrlo slabo teorijski razumjemo, a da bi se razvio zadovoljavajući numerički model i ugradio kao komponenta klimatološkog modela.
Imajući u vidu gore navedene činjnice ne čudi da globalno zatopljenje izaziva kontraverzne reakcije među znanstvenicima, a laike ostavlja zbunjenima. Globalno zatopljenje je posljedica interpretacije rezultata nesavršene znanstvene metode, i zaista ostavlja dovoljno prostora onima koji žele biti drukčiji, da osporavaju i metodu i interpretaciju rezultata.
Ledena doba, prirodne varijacije klime geološke ere u kojoj živimo - Kvartar
Zaista niko ne zna i gotovo je nemoguće predvidjeti što će biti s klimom u sljedećih 50 ili 100 godina. Pa ipak, koliko god bile nesavršene mogućnosti rekonstrukcije klime iz zemljine prošlosti, do kvalitativno sličnih rezultata dolazi se interpretacijom različitih paleoklimatoloških proksija (npr komplementarne varijacije omjera kisikovih izotopa O18 i O16 u ledu Grenlanda i u sedimentu na dnu oceana), a ta interpretacija je sljedeća: U posljednjih 800 000 godina na Zemlji se smjenjuju ledena doba s periodima od oko 110000 do 130000 godina. Zbog promjena u nagibu Zemljine osi, ekscentriteta i precesije (Milankovićev ciklus) mjenja se i raspodjela sunčevih zraka koje dopiru do Zemlje.
Gornja slika prikazuje oscilaciju morskog delta 018 izotopa (adaptirano prema Raymo i Rudiman, 2004), a donja slika zapis iz Grenlandskog ledenjaka (adaptirano prema GRIP projektu, 1993), za posljednjih 200000 godina prije današnjice (200 ky BP). Uoči na obje slike maksimum predposljednjeg ledenog doba 150 ky BP i odledbu do oko 125 ky BP i početak zadnjeg ledenog doba, i zaledbu do maksimuma 25 ky BP. Također uoči zelenu liniju koja predstavlja izglađeni trend, dok crna predstavlja stvarne oscilacije, što ukazuje na kratkoperiodička međuledena doba.
U Tropskim širinama ne dolazi do bitnih promjena temperature, ali su polovi ovisno o sezoni (bilo ljeto ili zima) bitno udaljeniji od Sunca. Prema zakonima termodinamike (mokra konvekcija), topli zrak iznad oceana u tropskim širinama bogat vodenom parom isparava i prenosi se atmosferskom cirkulacijom prema polovima, hladi se i ukapljuje, i u obliku oborine pada na tlo polarnih zemljopisnih širina. U periodu kad su polovi udaljeniji od Sunca, i polarne zime budu duže i intenzivnije, te se počnu se formirati ledenjaci. Proces zaledbe i rasta ledenjaka traje oko 90-110000 godina. Razina svjetskih oceana se pri tom spusti za 120 m (to je i dubina šelfa svjetskih oceana), a na sjevernoj hemisferi se formiraju ledenjaci visoki do 3km koji se protežu sve do 55 stupnja sjeverne zemljopisne širine. Odledba, traje 20tak tisuća godina. Obzirom da zaledba traje oko 100000 godina, a odledba 20000, taj period izgleda kao zub pile, pa se vremenski niz smjene ledenih doba u Kvartaru zove saw-tooth pattern. Prema tom vremenskom nizu zadnji maksimum zaledbe (ili zadnji maksimum glacijacije) bio je prije 20000 godina, tj mi smo sada točno na kraju odledbe i početku zaledbe koja će trajati 90000-100000 godina do sljedećeg maksimuma, tj na početku novog ciklusa udaljavanja Zemlje od Sunca i formiralnja ledenjačkih kapa na polovima.
Slika prikazuje teorijsku rekonstrukciju Euroazijskog ledenjaka u doba Kvartenarnih glacijacija i novo nastale razine unutarnjih mora (Aralskog, Kaspijskog, Crnog te novo nastalog ledenjačkog jezera u Zapadnosibirskoj dolini): (a) maksimum glacijacije (oko 21 ky BP), (b) 16 ky BP, (c) 15 ky BP, (d) 14 ky (usporedi sa donje dve slike delta 018 izotopa). Za one koji žele znati više pogledajte Georgievski (2008): Implications of the Late Quaternary Glacio–Eustatic Sea level Changes in the Black Sea Catchment Area. PhD thesis.
Drugim rječima kada bi sve odvijalo prema astronomskim varijacijama dozračene energije od Sunca, mi smo na početku novog ledenog doba, koje će svoj maksimum dosegnuti za 100000 godina, no problem je taj što uvjeti u atmosferi nisu više isti kao na početku predzadnjeg ledenog doba (120000 prije današnjice). Naime, nakon industrijske revolucije dvostruko je povećana koncentracija CO2 u atmosferei, i niko sa sigurnošću ne može tvrditi kako će klimatološki sistem reagirati. Ono što teorija predviđa jest, da će povećana koncentracija CO2 zadržati više dugovalnog zračenja u atmosferi i time vodititi k zagrijavanju Zemlje. No, ima i onih koji tvrde da zapravo nema pouzdanog dokaza da CO2 uzrokuje zatopljenje, već da je upravo obrnuto, tj. da povećana temperatura na Zemlji uzrokuje povećanu koncentraciju CO2 u atmosferi. Naime, topivost CO2 u oceanima s povećanjem temperature se smanjuje, te se CO2 oslobađa u atmosferu. To samo upućuje na to koliko je interpretacija krivulja s vremenskim nizovima klimatoloških parametara koji opisuju stanje u atmosferi zamršen posao. Pa ipak, činjenica je da živimo u vrijeme evidentnih promjena klime s nesagaledivim posljedicama, i neodgovrno bi bilo ignorirati te činjenice i ništa ne poduzimati. Jedan od dokaza da temperatura još uvijek raste, umjesto da pada, je sve manja prostorna rasprostranjenost i sve kraća sezonska pojava morskog leda u Arktičkom oceanu. Klimatološki modeli, ma koliko nesavršeni bili jednoglasno ukazuju na porast temperature oko 2 Kelvina u umjerenim širinama sjeverne hemisfere i povećanu frekvenciju ekstremnih olujnih epizoda i veće amplitude u sezonskim varijacijama, porast razine mora oko 70 m i sve to u narednih stotinjak godina.
Globalno zatopljenje se događa nama
Teorija i opservacija, zaista ukazuju da se promjena klime ne odvija u očekivanom pravcu. Pa, ipak obzirom je zaista teško na vremenskoj skali ljudskog životnog vijeka razlučiti što su normalne astronomske varijacije klime, a što je antropogeno izazvano globalno zatopljenje, ostaje dovoljno prostora za sumnju, no isto tako činjenica je da imamo tek jednu Zemlju i nemamo mogućnost ponoviti eksperiment dva puta. Ono što je bitno jest da će šteta biti bitno veća ne poduzmemo li ništa, a ako se globalno zatopljnje zaista događa, nego što bi šteta mogla biti kad bi investirali u tehologije i gospodarstvo održivog razvoja, a da su zapravo oni koji su predviđali globalno zatopljenje bili u krivu. Postupimo li prema ovom potonjem nikad nećemo saznati ko je u pravu jer je proces ireverzibilan, a cijena da to saznamo, tj ništa ne poduzmemo mogla bi izazavati masovno izumiranje vrsta na Zemlji i kraj života kakvog poznajemo, te eventualnu pojava novih vrsta, prilagođenih na nove klimatološke uvjete. Takva masovna izumiranja već su se događala u davnoj klimatološkoj prošlosti Zemlje.
