Ludzkie odciski palców na globalnym ociepleniu

Co mówi nauka...

W nauce jest tylko jedna rzecz lepsza niż pomiary empiryczne zrobione w rzeczywistym świecie - są to wielokrotne niezależne pomiary, wszystkie pokazujące ten sam rezultat. Jest wiele linii empirycznych dowodów i wszystkie wykrywają ludzkie odciski palców w globalnym ociepleniu:

Ludzkie odciski palców w atmosferycznym dwutlenku węgla

Że rosnąca ilość dwutlenku węgla jest powodowana przez ludzką emisję CO2 powinno być oczywiste z porównania poziomu CO2 i emisji CO2:

Rysunek 1: Poziomy CO2 (Zielona Linia - Law Dome, Wschodnia Antarktyka i Niebieska linia - Mauna Loa, Hawaj) i Kumulatywna emisja CO2 w gigatonach CO2 (Czerwona Linia - CDIAC).

Potwierdzenie że rosnący poziom dwutlenku węgla jest spowodowany ludzką aktywnością pochodzi z analizy rodzajów węgla znalezionego w powietrzu. Atom węgla ma kilka różnych izotopów (różniących się liczbą neutronów). Węgiel C12 ma 6 neutronów, węgiel C13 ma 7 neutronów. Rośliny mają niższy stosunek C13/C12 niż atmosfera. Jeśli rosnący atmosferyczny CO2 pochodzi z paliw kopalnych, stosunek C13/C12 powinien spadać. I rzeczywiście tak się dzieje (Ghosh 2003) i trend koreluje się z trendem globalnych emisji.

Rysunek 2: Roczne globalne emisje CO2 ze spalania paliw kopalnych i produkcji cementu w GT węgla na rok (kolor czarny), roczne średnie stosunku C13/C12 mierzone w atmosferycznym CO2 na Mauna Loa od 1981 do 202 (czerwony) (IPCC AR4).

Dalsze potwierdzenie pochodzi z pomiarów poziomu tlenu w atmosferze. Kiedy paliwa kopalne są spalane, węgiel w paliwach łączy się z tlenem tworząc dwutlenek węgla. W miarę jak ilość CO2 rośnie w atmosferze tak ilość tlenu spada. Obserwacje pokazują że poziom tlenu spada w tempie zgodnym ze spalaniem paliw kopaliskowych.

Rysunek 3: Koncetracja CO2 z Mauna Loa (Hawaje) (kolor czarny) i Baring Head w Nowej Zelandii (niebieski). W dolnym prawym rogu są pokazane pomiary ilości tlenu w atmosferze (O2) z Alert w Kanadzie (różowy) i Cape Grim w Australii (cyjan) (IPCC AR4 2.3.1 zaadaptowane z Manning 2006).

Ludzkie odciski palców w rosnącym efekcie cieplarnianym

Satelity mierzą promieniowanie podczerwone uciekające w przestrzeń kosmiczną. Porównanie danych satelitarnych od 1970 do 1996 pokazało, że mniej energii ucieka w przestrzeń w falach o długości które odpowiadają gazom cieplarnianym absorbującym energię (Harries 2001). Dlatego artykuł Harries'a znalazł "bezpośredni eksperymentaly dowód znaczącego wzrostu efektu cieplarnianego  Ziemi". Ten wynik został potwierdzony przez nowe  dane z kilku różnych satelitów (Griggs 2004, Chen 2007).

Rysunek 4: Zmiana w spektrum od 1970 do 1996 spowodowana gazami śladowymi. Na osi pionowej jest równoważna temperatura ciała czarnego (Harries 2001).

Fakt, że mniej ciepła ucieka w przestrzeń jest potwierdzony przez pomiary powierzchniowe które pokazują że więcej ciepła wraca na ziemię. Kilka badań odkryło, że jest to spowodowane przez zwiększony efekt cieplarniany (Philipona 2004, Wang 2009). Analiza danych o wysokiej rozdzielczości pozwala naukowcom ilościowo przypisać wzrost radiacji w kierunku ziemi kilku gazom cieplarnianym (Evans 2006). Te wyniki prowadzą autorów do wniosku że "te dane eksperymentalne ostatecznie kończą argumenty sceptyków, że nie istnieją eksperymentalne dowody związku między wzrostem gazów cieplarnianych w atmosferze i globalnym ociepleniem."

Rysunek 5: Widmo radiacji gazów cieplarnianych mierzone na powierzchni. Efekt pary wodnej jest odfiltrowany żeby pokazać udział innych gazów cieplarnianych (Evans 2006).

Ludzkie odciski palców w trendach temperatury

Jeszcze jeden ludzki ślad może być odkryty patrząc na trendy temperatur w różnych warstwach atmosfery. Modele klimatyczne przewidują, że więcej dwutlenku węgla powinno spowodować ocieplenie w troposferze z równoczesnym oziębieniem w stratosferze. Jest tak ponieważ większy efekt "izolujący" w troposferze powoduje więcej trzymanego ciepła, pozwalając uciec mniejszej ilości ciepła do stratosfery. To jest w kontraście do oczekiwanego efektu jeśli globalne ocieplenie byłoby wywoływane przez słońce, które powodowałoby ocieplenie równocześnie w troposferze i stratosferze. Zatem obserwujemy zarówno z satelitów jak i z balonów pogodowych, jednoczesne oziębienie stratosfery i ocieplenie troposfery, co jest zgodne z ociepleniem spowodowanym przez dwutlenek węgla:

Rysunek 6: (A) Zmiany temperatury w dolnej statosferze, obserwowane z satelitów (UAH, RSS) i z balonów pogodowych (HadAT2 i RATPAC), w porównaniu do okresu od 1979 do 1997, średnia 7-mio miesięczna. Główne wybuchy wulkaniczne są oznaczone kreskowaną niebieskimi liniami (Karl 2006).

Jeśli zwiększony efekt cieplarniany powoduje ocieplenie, oczekiwalibyśmy że noce będą się ogrzewać czybciej niż dnie. Jest tak ponieważ efekt cieplarniany działa dniem i nocą. Z drugiej strony, jeśli globalne ocieplenie jest powodowane przez słońce, oczekiwalibyśmy największy trend ociepleniowy w temperaturach w ciągu dnia. W rzeczywistości obserwujemy większe obniżenie zimnych nocy niż obniżenie zimnych dni, i większy wzrost ilości ciepłych nocy niż wzrost ilości ciepłych dni (Alexander 2006). Obserwacje te są zgodne z ociepleniem cieplarnianym.

Rysunek 7: Obserwowane trendy (dni na 10 lat) od 1951 do 2003 w ilości zimnych i ciepłych dni i nocy. (Noce po lewej, dni po prawej stronie. Zimne na górze, ciepłe na dole). Zimny jest zdefiniowany jako dolny 10%. Ciepły jest zdefiniowany jako górny 10%. Pomarańczowe linie pokazują trendy 10-cio letnie (IPCC AR4 FAQ 3.3 zaadaptowane z Alexander 2006).