Karoń u Roli

December 26, 2018

Przyznaję, że pierwszą prośbę o komentarz do treści pojawiających się w “Polskim Portalu Informacyjnym” wRealu24.pl trochę zlekceważyłem, głównie dlatego, że bardzo mnie zmęczyło słuchanie godzinnego, niezbyt pasjonującego i niemal kompletnie pozbawionego treści wywodu niejakiego Krzysztofa Karonia — który, jak rozumiem, jest bardzo popularnym w patriotycznej części internetu ekspertem od wszystkiego.

Karoń postanowił powrócić jednak do tematu w kolejnym, godzinnym nagraniu; nagraniu, które już po 5 dniach ma 33 tysięcy odsłon (ok, kiedy skończyłem pisać niniejszą notkę, jest już 34 tys.). Ponownie poproszono mnie, żebym się do kwestii poruszonych przez Karonia odniósł, więc zacisnąłem zęby, przyspieszyłem filmik dwukrotnie i odsłuchałem go do końca.

Nie mogę powiedzieć, by był to czas dobrze spędzony. Najbardziej rozczarowujące w moim doświadczeniu było to, że całą, obfitą w poboczne wątki i dygresje wypowiedź Karonia można byłoby streścić w półtorej minuty: otóż znalazł on wykres zmian koncentracji CO₂ w atmosferze i temperatur z ostatnich 400 tysięcy lat, rekonstruowanych z rdzenia lodowego wywierconego pod stacją Wostok

oraz wykres zmian temperatury globalnej mierzonej w ostatnich kilkudziesięciu latach

Wykresy te, zdaniem Karonia, są ze sobą sprzeczne, co podsumowuje w dramatyczny sposób

Jeśli to stężenie powędrowało o kolejne 100 ppm w górę, to ja się pytam dlaczego temperatura nie wzrosła w ciągu tych 50 lat o 12 stopni, a o 0,6 stopnia.

W trakcie nagrania Karoń powtarza wielokrotnie, że on się co prawda na klimacie nie zna i nie wie co jest przyczyną tej rozbieżności, ale chciałby się tego dowiedzieć, bo “nigdzie” odpowiedzi na to pytanie nie znalazł. A dopóki się tego nie dowie, będzie wierzył że udało mu się teorię antropogenicznego globalnego ocieplenia obalić:

Trzeba będzie przyjąć, że jakkolwiek ci panowie którzy twierdzą, że to człowiek spowodował dwutlenku węgla — czego nie można wykluczyć — i że ten wzrost dwutlenku węgla powoduje takie straszne ocieplenie, to na to drugie tutaj już w ogóle nie ma żadnego dowodu, żadnego poparcia, to jest całkowite pustosłowie, ponieważ zgodnie z elementarną logiką — w której mogliśmy popełnić błąd, ale to nam trzeba wykazać — na Ziemi w tej chwili, po tym przyroście o 100 ppm w ciągu ostatnich 50 lat powinniśmy mieć w tej chwili [średnią] temperaturę [na Ziemi] o 10 stopni wyższą. No opowiada się ludziom takie brednie; i dopóki nie otrzymam odpowiedzi na to pytanie, to ja traktuje to jako nachalną propagandę.

Mógłbym zasugerować Karoniowi, że jeśli czegoś nie rozumie i ma jakieś pytania, to w takiej sytuacji najlepiej byłoby poszukać odpowiedzi u kogoś, kto się na klimacie zna; może też spróbować skorzystać z wyszukiwarki google, albo sięgnąć do jakiegoś podręcznika. Nagrywanie godzinnego filmiku o tym, że Krzysztof Karoń czegoś nie wie, a zatem globalne ocieplenie to “nabijanie ludzi w butelkę za ogromny szmal!”, wydaje mi się nieco kontrproduktywne.

Regularni czytelnicy tego mało regularnego bloga nie będą pewnie zdziwieni tym, że żadnej sprzeczności pomiędzy danymi przywołanymi przez Krzysztofa Karonia nie ma. Niektórzy z nich mogą nawet skojarzyć, że pomysł aby wykorzystać informacje o zmianach temperatury i dwutlenku węgla z odległej przeszłości geologicznej planety celem oszacowania tego, jak Ziemia będzie ocieplać się w odpowiedzi na obecne zmiany dwutlenku węgla w atmosferze, jest wśród klimatologów dość popularny. Ba, niektórzy z tych klimatologów nawet korzystali dokładnie z tych samych danych, co Krzysztof Karoń [1]. Poniżej pokrótce omówię więc, krok po kroku, gdzie ekspert Polskiego Portalu Informacyjnego pobłądził.

1. Zmiany temperatury na Antarktydzie to nie są zmiany średniej globalnej temperatury

To błąd bardzo często przez denialistów klimatycznych popełniany. Pokazany przez Karonia wykres nr 1 przedstawia dane opublikowane niemal 20 lat temu przez grupę głównie francuskich paleoklimatologów, w jednym z najsłynniejszych artykułów w historii klimatologii (dzisiaj już ponad 6000 cytowań) [2].

Wykres pokazuje rekonstrukcję temperatury opartą o zmiany zawartości deuteru w lodzie, którego frakcjonacja zależy od lokalnej temperatury powietrza, w którym doszło do kondensacji opadu. I choć zmiany lokalnego klimatu Antarktydy w plejstocenie były skorelowane z globalnymi zmianami klimatu, różna była amplituda zmian temperatury pomiędzy okresami glacjalnymi i interglacjałami. Dzięki zjawisku tak zwanego “polarnego wzmocnienia”, które obserwujemy w Arktyce i niektórych obszarach Antarktydy również dzisiaj, zmiany temperatury na wyższych szerokościach geograficznych były znacznie większe, niż dla niższych, a zatem i większe niż średnia dla całej planety [3]. Globalnie, różnica pomiędzy klimatem holocenu a maksimum ostatniego zlodowacenia wynosiła około 4 stopni Celsjusza [4], była więc mniej więcej o połowę mniejsza niż lokalna zmiana temperatury we Wschodniej Antarktydzie. W klasycznym artykule Hansena i in. z 2008 r. “Target Atmospheric CO₂: Where Should Humanity Aim?” [1], gdzie temperaturę z Wostoka traktuje się jako proxy zmian temperatury globalnej, autorzy stosowali właśnie przelicznik x0.5.

2. Wpływ zmian poziomu dwutlenku węgla na klimat nie jest liniowy

Klimatolodzy lubią używać pojęcia _wymuszenia radiacyjnego — zmiany bilansu promieniowania docierającego i uciekającego ze szczytu atmosfery — bo zmiany wielu parametrów klimatycznych (np. temperatury albo opadów) zależą, w dobrym przybliżeniu, liniowo od wartości wymuszenia. W przypadku dwutlenku węgla wartość globalnego wymuszenia radiacyjnego jest jednak funkcją logarytmiczną zawartości tego gazu w atmosferze. Zmiana poziomu dwutlenku węgla z glacjalnych 180 ppm do interglacjalnych 280 ppm, skutkuje wartością wymuszenia radiacyjnego 2,36 W/m², a przejście z 300 ppm do 400 ppm tylko 1,54 W/m². Innymi słowy, nawet gdyby wszystkie inne czynniki pozostały takie same, zmiana z 300 do 400 ppm powinna powodować tylko 65% wartości globalnego ocieplenia, które wynikałoby ze zmiany z 180 do 280 ppm.

Przy okazji, Karoń przecenia nieco tempo wzrostu dwutlenku węgla w atmosferze. Poziom 300 ppm przekroczyliśmy ok. roku 1912, czyli wzrost o 100 ppm zajął 100, a nie 60 lat. W okresie tym temperatura globalna wzrosła o ok. 0,8°C.

3. Trzeba uwzględnić inne wymuszenia radiacyjne

Tak jest, klimatolodzy zdają sobie sprawę, że dwutlenek węgla nie jest jedynym czynnikiem, który ma wpływ na klimat. Oprócz niego w atmosferze znajdują się inne gazy cieplarniane, takie jak metan i podtlenek azotu, których zawartość też zmieniała się w cyklach glacjalnych, i których poziom w atmosferze rośnie obecnie; są drobne zanieczyszczenia zwane przez klimatologów aerozolem, które mają wpływ na pochłanianie promieniowania słonecznego i tworzenie się chmur; a sama powierzchnia planety w maksimum zlodowacenia wyglądała inaczej, niż w interglacjałach, bo duże połacie kontynentów półkuli północnej pokrywały lądolody, które miały wyższe albedo niż typowa roślinność borealna.

Te dodatkowe czynniki (wymuszenia radiacyjne) trzeba uwzględnić w obu omawianych przypadkach. Przykładowo, emisja antropogenicznych aerozoli ma chłodzący wpływ na klimat, dzięki czemu całkowite globalne wymuszenie radiacyjne związane z działalnością człowieka jest zbliżone wartością do wymuszenia samego CO₂ (tj. ujemne wymuszenie aerozolu ma podobną wartość co sumy wymuszeń innych niż CO₂). Z drugiej strony, w maksimum epoki lodowej było nie tylko mniej gazów cieplarnianych, ale i więcej pyłów, zatem oba efekty się wzmacniały.

Jak widać na powyższym wykresie pokazującym stosunkowo proste szacunki z pracy Hansena i in. [1], wpływ wszystkich wymuszeń (gazów cieplarnianych i albedo) sumuje się w cyklu glacjalnym do ok. 6,5 W/m², i to nawet zaniedbując efekt aerozolu. Jest to prawie trzy razy więcej, niż wpływ samej zmiany CO₂ ze 180 ppm do 280 ppm, i ponad cztery razy więcej, niż wartość wymuszenia radiacyjnego odpowiadająca zmianie z 300 ppm do 400 ppm.

4. Trzeba uwzględnić bezwładność systemu klimatycznego

Większość powierzchni Ziemi pokrywają oceany, zatem z powodu dużej pojemności cieplnej wody klimat nie reaguje natychmiastowym ociepleniem na zmiany koncentracji CO₂. Osiągnięcie nowego stanu równowagowego zajmuje planecie setki lat (i to nawet jeśli zignorujemy sprzężenia zwrotne związane z wegetacją czy lądolodami), co oznacza że nie zobaczyliśmy jeszcze całości ocieplenia wynikającego ze zmiany poziomu dwutlenku węgla z 300 ppm do 400 ppm. Nie jest to więc sytuacja porównywalna ze wahaniami klimatu w cyklach glacjalnych trwających dziesiątki i setki tysięcy lat, które następowały na tyle wolno, że system klimatyczny miał czas na osiągnięcie równowagi.

Aby takie porównanie było uczciwe, musielibyśmy dopisać do już zaobserwowanej zmiany temperatury tę, która jeszcze nie nastąpiła, ale która jest konsekwencją obecnego poziomu CO₂. Można oszacować, że jest to około 0,35°C, w sumie 1,15°C.

Podsumowanie

Nie są to wszystkie problemy związane z porównywaniem obecnych zmian klimatu z tymi z odległej przeszłości (pominąłem problem tzw. “state dependence”, odróżnienia wymuszeń od sprzężeń, różnicy pomiędzy ECS i ESS…); jak ktoś jest bardziej zainteresowany tym tematem, może sięgnąć do ostatniego raportu IPCC (rozdział V “Information from Paleoclimate Archives”), przeczytać przeglądówkę PALEOSENS [5] albo któryś z artykułów cytowanych powyżej. Podsumujmy jednak to, co już wiemy: u Karonia po jednej stronie mamy 12°C, po drugiej 0,6°C.

Punkt pierwszy, prawidłowe przeskalowanie temperatur z Wostoka, redukuje pierwszą wartość o mniej więcej połowę, do 6°C.

Punkt drugi, uwzględnienie logarytmicznej zależności wymuszenia radiacyjnego CO₂ od koncentracji, zmniejsza ją z 6°C do 3,9°C. Jednocześnie prawidłowe uwzględnienie okresu, w którym koncentracja CO₂ wzrosła o 100 ppm, zwiększa też drugą wartość z 0,6°C do 0,8°C.

Punkt trzeci, włączenie innych wymuszeń radiacyjnych, ponownie zmniejsza pierwszą wartość o (trochę ponad) połowę. Używając oszacowań z [1], wychodzi 1,4°C.

Punkt czwarty, doliczenie przyszłego ocieplenia do stanu równowagi, zwiększa drugą wartość do 1,15°C.

Powyższe szacunki nie uwzględniają niepewności, szczególnie tych związanych z rekonstruowanymi zmianami temperatur zachodzących setki tysięcy lat temu, oraz ówczesnych wymuszeń radiacyjnych, jednak powinno być już jasne, że żadnej fundamentalnej sprzeczności pomiędzy danymi na które powoływał się Karoń nie ma. Żadna z kwestii którą poruszyłem powyżej nie jest też sekretem ani wiedzą ukrywaną przed opinią publiczną, i gdyby Krzysztof Karoń spędził co najmniej tyle czasu na np. czytaniu rozdziału o paleoklimacie w ostatnim raporcie IPCC, co na opowiadaniu głupot wRealu24, to prawdopodobnie by się większości z tych rzeczy dowiedział.

Przypisy

1. Hansen J. E., et al (2008): Target Atmospheric CO2: Where Should Humanity Aim?, The Open Atmospheric Science Journal, 2: 217-231.

2. Petit J. R., et al (1999): Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica, Nature 399, pp 429–436.

3. Masson-Delmotte V., et al (2006): Past and future polar amplification of climate change: climate model intercomparisons and ice-core constraints, Climate Dynamics 26, Issue 5, pp 513–529.

4. Shakun J. D., et al (2012): Global warming preceded by increasing carbon dioxide concentrations during the last deglaciation, Nature 484, pp 49–54.

5. PALEOSENS Project (2012): Making sense of palaeoclimate sensitivity, Nature 491, pp 683–691.