Глобално загревање

Глобална средња промена температуре земље-океана током периода 1880–2015, релативно на 1951–1980 просек. Црна линија је годишња средња вредност, а црвена линија је петогодишњи просек. Извор: NASA GISS.

Мапа показује десетогодишњи просек (2000–2009) глобалне средње температурне аномалије у односу на просек периода 1951–1980. Највећа температурна повећања су у Арктичкој и Антарктичкој области.}-

Емисије CO₂ услед употребе фосилних горива упоређене у пет емисионих сценарија. Удубљења се јављају у периодима глобалних рецесија.

Глобално загревање је назив за повећање просечне температуре земљине атмосфере и океана нарочито у 20. веку, као и за пратеће климатске ефекте. Од почетка 20. века, средња температура Земљине површине се повећала за око 0,8 °C, при чему је до око две трећине повећања дошло у последње три декаде. Загревање климатског система је недвосмислено, и научници су више од 90% сигурни да је оно првенствено узроковано повећањем концентрација гасова стаклене баште, насталих људским активностима као што су сагоревање фосилних горива и крчење шума. Неки од ефеката глобалног загревања, осим повећања температуре су: раст нивоа мора, промене у падавинама и ширење пустиња, повећање киселости океана (ацидификација); екстремнији метеоролошки феномени, као што су суше, топлотни валови; као и утицај на екосистеме, нестанак појединих врста због температурних промена и др. Глобално загревање не треба мешати са оштећењима озонског омотача, што је повремено случај у медијима.

Међувладина комисија Уједињених нација за климатске промене (IPCC), која своје ставове објављује у годишњим извјештајима, сматра да су антропогени (тј. узроковани деловањем човека) гасови, који проузрокују ефекат "стаклене баште" ("стакленика"), најодговорнији за највећи део пораста температуре од средине 20. века до сада, али и да су у периоду до 1950-их година значајан утицај имали и природни феномени попут варијација у количини сунчевог зрачења и вулканизам, чији је утицај од 1950-их до данас управо супротан. Овакве основне закључке је подржало више од 40 научних друштава и академија наука укључујући и све националне академије наука осам најразвијенијих земаља свијета (G8).

Овдје треба напоменути да се научна достигнућа не вреднују гласањем, већ снагом аргумената утврђених научном методологијом. Демократски принципи примерени су политичким представницима који одлучују о усвајању неке краткорочне или дугорочне политике односно стратегије на основу научних сазнања, ако о тим сазнањим не постоји веће неслагање (контроверзе) унутар научне заједнице. Покушаји доношења стратегија на основу глобалног загријавања узетог изван контекста општих глобалних промена климе, изазвали су контроверзу. Тако се само у САД-у преко 30.000 научника одлучило на самоорганизовање потписивањем петиције којом изражавају противљење у дебати и траже од своје Владе да одбаци Протокол из Кјота. Остаје непознато зашто се IPCC никада није осврнуо на ту бројку потписника, будући да се у јавним изјавама његови представници често позивају на разне цифре, од "2500-4000 научника из преко 150 земаља који подржавају закључке IPCC-а" упркос чињеници да се они нису никада изјашњавали него учествовали у изради и рецензији извјештаја, те упркос чињеници да се преко 700 научника из целог света јасно изјаснило да не подржава једностран приступ проблему.

Комплексни климатски модели кориштени у истраживањима на која се позива Извјештај IPCC-а за 2007. годину, показују да ће просечна глобална температура површине планете порасти за око 1,1 до 6,4 °C током 21. века. Непрецизност оваквог предвиђања долази од самих модела који се користе при проценама, у зависности од климатске осетљивости модела и кориштења различитих научних приступа као и процена будућих испуштања гасова који стварају ефекат стаклене баште (углавном угљен-диоксид). Остале непознанице укључују варијације отопљења и с њим повезане промене од регије до регије широм планете. Иако се већина студија усредсређује на период до 2100. године, према неким студијама очекује се да се глобално отопљење настави и након тог периода чак и када би се испуштање гасова зауставило, а пошто океани поседују велики капацитет за температурну повратну спрегу и што угљен-диоксид има дуг век трајања у атмосфери. Друге студије опет сматрају да ће повећање глобалне температуре довести до пораста нивоа мора и променити количину и шему падавина, вероватно повећавајући суптропске пустињске регије.

Политичке и јавне расправе у вези са самим глобалним отопљењем се настављају без одговарајућег одговора за решење проблема. Дебатиране опције укључују смањење емисије стакленичких гасова; прилагођавање смањењу штете узроковане загрејавањем, а спекулира се и о тзв. геоинжињерингу којим би се нпр. велике количине тих гасова убризгавале у природне подземне шупљине. 187 светски влада, али уз противљење САД је потписало и ратификовало Протокол из Кјота усмерен на смањивање емисије стакленичких гасова. На конференцији УН-а COP15 која је одржана у Копенхагену од 6. до 18. децембра 2009. године, није постигнут обавезујући међународни протокол с циљем извршавања обавеза из Кјото протокола, што је изазвало бурне полемике и протесте.

Температурне промене

Директна инструментална мерења температуре на глобалном нивоу врше се од средине 20. века, а на основу палеоклиматских реконструкција ( анализом седимената, стена, леда из глечера, корала и др.) покушавају се утврдити климатске промене на скалама хиљада и милиона година. Од 19. века дошло је до повећања просечне површинске и океанске температуре Земље, и то за 0,85 °C у периоду 1880-2012, а 0,72 °C у периоду од 1951. до 2012. године, на основу три независна сета мерења. Свака од претходне три деценије је топлија у просеку од било које од деценија у току ере инструменталног мерења глобалних температура, док је прва деценија 21. века најтоплија од свих. Није смислено о температурним променама узрокованим глобалним загревањем говорити на сувише малим скалама времена, јер постоји варијабилност климе, као што је сезонска или деценијска, чији утицаји на резултате мерења нестају тек када се усредње мерења на довољно великим временским скалама.

Температура најнижег слоја Земљине атмосфере (тропосфере) је постала виша од средине 20. века, док се температура стратосфере смањила, на основу мерења вршеним радио-сондама и сателитским сензорима. На основу мерења од 1971. године до 2011. забележен је пораст и температуре површинског слоја океана до дубине од 700 m.

Узроци

Климатске промене могу бити узроковане различитим факторима: ефекат стаклене баште, промене луминозности Сунца, вулканске ерупције, Миланковићеви циклуси који су последица сложенијих разматрања кретања Земље и дешавају се у периодима већим од оних релевантних за разматрања глобалног загревања.

Ефекат стаклене баште

Ефекат стаклене баште први је предложио Жозеф Фурије, а открио га је 1860. Џон Тиндал.

Када Сунчево зрачење пада на Земљу, део њега бива апсорбован и на тај начин загрева Земљу, док део бива емитован у спољашњи свемир. Да би се остварила енергетска равнотежа, неопходно је да енергија коју Земља прими са Сунца буде једнака енергији коју Земља изгуби у свемиру. Када не би било атмосфере, просечна температура на Земљи би била -18 °C, тј. на овој температури била би успостављена равнотежа. Ефекат стаклене баште назив је за процес којим атмосферски гасови, емисијом и апсорпцијом инфрацрвеног зрачења, доводе до повећања температуре у нижим слојевима атмосфере и на површини Земље. Један део Сунчеве светлости никада не стигне до површине Земље јер се нпр. рефлектује од облаке. Други део долази до површине, од чега се један део те светлости опет одбија и зрачи претежно у инфрацрвеном домену у атмосферу. У атмосфери ова светлост интереагује електромагнетно са атмосферским гасовима, од којих су најзначајнији они са три или више атома, који су у претходних неколико миленијума одржавали просечну температуру Земље на око 15 °C, а то су: угљен-диоксид, метан, водена пара и др. и називају се гасовима стаклене баште. Светлост у интеракцији са њима бива апсорбована и емитована у свим правцима, што значи да један део завршава у спољњем свемиру, тј. Земља губи енергију, док други део емитован у смеру Земље утиче на померање енергетске равнотеже, тј. до повећања температуре Земље.

Овај механизам заслужан је за остваривање температуре која омогућава живот на Земљи каквим га данас познајемо. Од доба индустријске револуције људским деловањем су повећане концентрације неких гасова стаклене баште, које су узроковале промене у атмосфери и изазвале феномен који називамо глобалним загревањем.

Последице

Бељење корала

Једна од последица Глобалног загревања је постепено уништавање коралних гребена, који су изузетно осетљиви на промене температуре. Корали представљају колоније генетски идентичних животиња које се називају полипима. Током векова, њихови скелетони изграђују гребене, који су станиште разних животних форми. Велики број корала долази до хране кроз симбиотски однос са зооксантелама, а то су једноћелијски организми који енергију добијају од Сунца. Они им такође дају и боју. Повећање температуре узрокује да зооксантеле напуштају корале, и тада корали бивају избељени. Због прекидања симбиотског односа корали постепено умиру.

Верује се да је око 80% северног (уједно и највећег) дела Великог коралног гребена обухваћено овим ефектом. Ово је нарочито било наглашено због додатног доприноса температури због ефекта Ел Нињо 2016. године.

Економска и политичка дебата

Све већа присутност научних спознаја о глобалном отопљењу у јавности је резултирала многим политичким и економским расправама и дебатама. Сиромашне регије, посебно у Африци, изложене су највећем ризику од очекиваних ефеката глобалног отопљења, а њихове емисије стакленичких гасова су изразито мале у односу на развијени свет. Питање климатских промена је подстакло расправу о користима ограничавања индустријске емисије стакленичких гасова с обзиром на трошкове које би такве промене донеле. Било је расправа у неколико земаља о трошковима и предностима проналажења и кориштења алтернативних извора енергије у циљу смањења емисије угљеника. Неки економисти су покушали проценити укупне нето економске трошкове штета од климатских промена широм света. Такве процене су до сада биле без коначних закључака, неке процене вредности су се кретале од -10 US$ по тони угљеника (tC) (-3 US$ по тони угљен-диоксида) до 350 US$/tC (95 US$ по тони угљен-диоксида), док просек износи 43 US$ по тони угљеника (12 US$ по тони CO₂). Новије студије показале су да тзв. „зелени“ приступи енергији, попут биогорива (нпр. кукурузног етанола), такође резултирају у испуштању CO₂ у атмосферу. Истовремено, подаци Светске Банке говоре да је промена намене за земљишта која су до сада кориштена за производњу хране, у производњу биогорива, удвостручило цену хране у свету од 2005-2008, повећавајући глад нарочито у најсиромашнијим деловима света.

Противници теорије глобалног загревања

Иако постоји научни консензус о глобалном загревању, а нарочито међу климатолозима, у последње време јавио се одређен број научника који оспоравају теорију глобалног загревања и нуде алтернативна објашњења, било у облику промена сунчеве активности - за шта се као доказ користе недавно откривене климатске промене на Марсу (отапање ледене поларне капе) - било у облику цикличне измене хладних и топлих периода у Земљиној историји, за шта постоје геолошки, палеонтолошки и историјски докази.

Литература

• Stocker, T.F.; Qin, D.; Plattner, G.-K.; Tignor, M.; Allen, S.K.; Nauels, A.; Boschung, J.; Xia, Y.; Bex, V.; Midgley, P.M. IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press. стр. 1535pp. 

• Association of British Insurers (2005). Financial Risks of Climate Change (PDF). 
• Ammann, Caspar; et al. (2007). „Solar influence on climate during the past millennium: Results from transient simulations with the NCAR Climate Simulation Model” (PDF). Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (10). Bibcode:2007PNAS..104.3713A. PMC 1810336 . PMID 17360418. doi:10.1073/pnas.0605064103. »Simulations with only natural forcing components included yield an early 20th century peak warming of 7002273349999999999♠≈0,2 °C (≈1950 AD), which is reduced to about half by the end of the century because of increased volcanism« 
• Barnett, TP; Adam, JC; Lettenmaier, DP (17. 11. 2005). „Potential impacts of a warming climate on water availability in snow-dominated regions” (abstract). Nature. 438 (7066): 303—309. Bibcode:2005Natur.438..303B. PMID 16292301. doi:10.1038/nature04141. 
• Behrenfeld, MJ; O'malley, RT; Siegel, DA; et al. (7. 12. 2006). „Climate-driven trends in contemporary ocean productivity” (PDF). Nature. 444 (7120): 752—755. Bibcode:2006Natur.444..752B. PMID 17151666. doi:10.1038/nature05317. Архивирано из оригинала (PDF) на датум 15. 4. 2016. Приступљено 26. 2. 2017. 
• Choi, Onelack; Fisher, Ann (2005). „The Impacts of Socioeconomic Development and Climate Change on Severe Weather Catastrophe Losses: Mid-Atlantic Region (MAR) and the U.S”. Climate Change. 58 (1–2): 149—170. doi:10.1023/A:1023459216609. 
• Dyurgerov, Mark B.; Meier, Mark F. (2005). Glaciers and the Changing Earth System: a 2004 Snapshot (PDF). Institute of Arctic and Alpine Research Occasional Paper #58. ISSN 0069-6145. 
• Emanuel, KA (4. 8. 2005). „Increasing destructiveness of tropical cyclones over the past 30 years” (PDF). Nature. 436 (7051): 686—688. Bibcode:2005Natur.436..686E. PMID 16056221. doi:10.1038/nature03906. 
• Hansen, James E.; Nazarenko, Larissa; Ruedy, Reto; Sato, Makiko; Willis, Josh; Anthony Del Genio; Koch, Dorothy; Lacis, Andrew; Lo, Ken; Surabi Menon; Tica Novakov; Judith Perlwitz; Gary Russell; Gavin A. Schmidt; Nicholas Tausnev (3. 6. 2005). „Earth's Energy Imbalance: Confirmation and Implications” (PDF). Science. 308 (5727): 1431—1435. Bibcode:2005Sci...308.1431H. PMID 15860591. doi:10.1126/science.1110252. 
• Hinrichs, Kai-Uwe; Hmelo, Laura R.; Sylva, Sean P. (21. 2. 2003). „Molecular Fossil Record of Elevated Methane Levels in Late Pleistocene Coastal Waters”. Science. 299 (5610): 1214—1217. Bibcode:2003Sci...299.1214H. PMID 12595688. doi:10.1126/science.1079601. 
• Hirsch, Tim (11. 1. 2006). „Plants revealed as methane source”. BBC. 
• Hoyt, Douglas V.; Schatten, Kenneth H. (1993). „A discussion of plausible solar irradiance variations, 1700–1992”. Journal of Geophysical Research. 98 (A11): 18,895—18,906. Bibcode:1993JGR....9818895H. doi:10.1029/93JA01944. 
• IPCC TAR SYR (2001). Watson, R. T.; the Core Writing Team, ур. Climate Change 2001: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II, and III to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-80770-8.  (pb: 0-521-01507-3)
• Ivanova, Diana; Stadler, Konstantin; Steen-Olsen, Kjartan; Wood, Richard; Vita, Gibran; Tukker, Arnold; Hertwich, Edgar G. (18. 12. 2015). „Environmental Impact Assessment of Household Consumption”. Journal of Industrial Ecology. 20 (3): 526—536. doi:10.1111/jiec.12371. 
• Jamet, S.; J. Corfee-Morlot (7. 4. 2009). „Assessing the Impacts of Climate Change: A Literature Review”. OECD Economics Department Working Papers. OECD (691). doi:10.1787/224864018517. . Paper at IDEAS.
• Karnaukhov, A. V. (2001). „Role of the Biosphere in the Formation of the Earth's Climate: The Greenhouse Catastrophe” (PDF). Biophysics. 46 (6). 
• Kenneth, James P. (2003). Methane Hydrates in Quaternary Climate Change: The Clathrate Gun Hypothesis. American Geophysical Union. 
• Keppler, Frank; et al. (18. 1. 2006). „Global Warming – The Blame Is not with the Plants”. Max Planck Society. 
• Lean, Judith L.; Wang, Y.M.; Sheeley, N.R. (2002). „The effect of increasing solar activity on the Sun's total and open magnetic flux during multiple cycles: Implications for solar forcing of climate”. Geophysical Research Letters. 29 (24): 2224. Bibcode:2002GeoRL..29x..77L. doi:10.1029/2002GL015880. 
• Lerner, K. Lee; Lerner, K. Lee; Wilmoth, Brenda (2006). Environmental issues: essential primary sources. Thomson Gale. ISBN 978-1-4144-0625-1. 
• McKibben, Bill (2011). The Global Warming Reader. OR Books. ISBN 978-1-935928-36-2. 
• Muscheler, R; Joos, F; Müller, SA; Snowball, I (28. 7. 2005). „Climate: How unusual is today's solar activity?” (PDF). Nature. 436 (7012): 1084—1087. Bibcode:2005Natur.436E...3M. PMID 16049429. doi:10.1038/nature04045. 
• Oerlemans, J. (29. 4. 2005). „Extracting a Climate Signal from 169 Glacier Records” (PDF). Science. 308 (5722): 675—677. Bibcode:2005Sci...308..675O. PMID 15746388. doi:10.1126/science.1107046. 
• Purse, BV; Mellor, PS; Rogers, DJ; Samuel, AR; Mertens, PP; Baylis, M (2005). „Climate change and the recent emergence of bluetongue in Europe” (abstract). Nature Reviews Microbiology. 3 (2): 171—181. PMID 15685226. doi:10.1038/nrmicro1090. 
• Revkin, Andrew C. (5. 11. 2005). „Rise in Gases Unmatched by a History in Ancient Ice”. The New York Times. 
• Society, Royal (2005). „Joint science academies' statement: Global response to climate change”. Приступљено 19. 4. 2009. 
• Roulstone, Ian; Norbury, John (2013). Invisible in the Storm: the role of mathematics in understanding weather. Princeton University Press.  (see Chapter 8)
• Ruddiman, William F. (2005). Earth's Climate Past and Future. New York: Princeton University Press. ISBN 978-0-7167-3741-4. Архивирано из оригинала на датум 8. 1. 2006. Приступљено 26. 2. 2017. 
• Ruddiman, William F. (2005). Plows, Plagues, and Petroleum: How Humans Took Control of Climate. New Jersey: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-12164-2. 
• Schelling, Thomas C. (2002). „Greenhouse Effect”. Ур.: David R. Henderson (ed.). Concise Encyclopedia of Economics (1st изд.). Library of Economics and Liberty. CS1 одржавање: Текст вишка: списак уредника (веза) OCLC 317650570, 50016270 and 163149563
• Solanki, SK; Usoskin, IG; Kromer, B; Schüssler, M; Beer, J (23. 10. 2004). „Unusual activity of the Sun during recent decades compared to the previous 11,000 years” (PDF). Nature. 431 (7012): 1084—1087. Bibcode:2004Natur.431.1084S. PMID 15510145. doi:10.1038/nature02995. 
• Solanki, Sami K.; et al. (28. 7. 2005). „Climate: How unusual is today's solar activity? (Reply)” (PDF). Nature. 436 (7050): E4—E5. Bibcode:2005Natur.436E...4S. doi:10.1038/nature04046. 
• Sowers, Todd (10. 2. 2006). „Late Quaternary Atmospheric CH₄ Isotope Record Suggests Marine Clathrates Are Stable”. Science. 311 (5762): 838—840. Bibcode:2006Sci...311..838S. PMID 16469923. doi:10.1126/science.1121235. 
• Svensmark, Henrik; et al. (8. 2. 2007). „Experimental evidence for the role of ions in particle nucleation under atmospheric conditions”. Proceedings of the Royal Society A. FirstCite Early Online Publishing. 463 (2078): 385—396. Bibcode:2007RSPSA.463..385S. doi:10.1098/rspa.2006.1773. (online version requires registration)
• Walter, KM; Zimov, SA; Chanton, JP; Verbyla, D; Chapin, F. S., 3rd (7. 9. 2006). „Methane bubbling from Siberian thaw lakes as a positive feedback to climate warming”. Nature. 443 (7107): 71—75. Bibcode:2006Natur.443...71W. PMID 16957728. doi:10.1038/nature05040. 
• Wang, Y.-M.; Lean, J.L.; Sheeley, N. R. (20. 5. 2005). „Modeling the sun's magnetic field and irradiance since 1713” (PDF). Astrophysical Journal. 625 (1): 522—538. Bibcode:2005ApJ...625..522W. doi:10.1086/429689. Архивирано из оригинала (PDF) на датум 14. 6. 2007. Приступљено 26. 2. 2017. 
• Wiens, John J. (8. 12. 2016). „Climate-Related Local Extinctions Are Already Widespread among Plant and Animal Species”. PLOS Biology. 14 (12): e2001104. doi:10.1371/journal.pbio.2001104. 
• Hausfather, Zeke. No 'Pause' in Global Warming: Oceans Heating Up and Sea Levels Rising at Alarming Pace (January 2017). "UC-Berkeley climate scientist Zeke Hausfather details the findings of a new report that confirms NOAA data about climate change."

Спољашње везе

Научне

• NASA Goddard Institute for Space Studies – Global change research
• NOAA State of the Climate Report – U.S. and global monthly state of the climate reports
• Climate Change at the National Academies – repository for reports
• Nature Reports Climate Change – free-access web resource
• Met Office: Climate change – UK National Weather Service
• Educational Global Climate Modelling (EdGCM) – research-quality climate change simulator
• Program for Climate Model Diagnosis and Intercomparison – develops and releases standardized models such as CMIP3 (AR4) and CMIP5 (AR5)

Образовне

• NASA: Climate change: How do we know?
• What Is Global Warming? – National Geographic
• Global Climate Change Indicators – NOAA
• NOAA Climate Services – NOAA
• Skeptical Science: Getting skeptical about global warming skepticism
• Global Warming Art, a collection of figures and images
• Global Warming Frequently Asked Questions – NOAA
• Understanding Climate Change – Frequently Asked Questions – UCAR
• Global Warming: Center for Global Studies at the University of Illinois
• Global Climate Change: NASA's Eyes on the Earth – NASA, JPL, Caltech
• Global Carbon Dioxide Circulation (NASA; December 13, 2016)
• OurWorld 2.0 – United Nations University
• Center for Climate and Energy Solutions – business and politics
• Climate change - EAA-PHEV Wiki – electric vehicles fuelled with electricity from wind or solar power will reduce greenhouse gas pollution from the transportation sector
• Climate Change Indicators in the United States – report by United States Environmental Protection Agency, 80 pp.
• The World Bank - Climate Change - A 4 Degree Warmer World - We must and can avoid it
• A world with this much CO²: lessons from 4 million years ago
• Global Sea Level Rise Map
• International Disaster Database
• Paris Climate Conference
• Equation: Human Impact on Climate Change (2017) & Yale University