Wykład inauguracyjny wygłoszony na ogólnouczelnianej uroczystości otwarcia nowego roku akademickiego 2004/2005 na Wydziale Nauk o Ziemi

FELIX QUI PÓTUIT RERUM COGNÓSCERE CÁUSAS
(Vergílius Geórgica II, 490)
(Szczęśliwy, kto mógł poznać praprzyczyny rzeczy)

Przez ostatnie kilka lat, kilka miesięcy, a nawet tygodni trwa zagorzała dyskusja, co się dzieje z klimatem, co nas czeka w najbliższej przyszłości, jak zmieni się nasze życie ze względu na zmiany klimatyczne. Tu i ówdzie podnoszą się alarmujące opinie, że obecne zmiany klimatyczne są udowodnionym faktem, że grozi nam swoisty paraliż cywilizacyjny. Jakie są przyczyny tych pytań, dyskusji, niepokojów? Niewątpliwie praprzyczyna tkwi w samym człowieku w jego chęci poznania "jutra". Ale bezpośrednią przyczyną są zatrważające informacje, które prawie każdego dnia dochodzą do nas z całego świata, a dotyczą groźnych zjawisk pogodowych i klimatycznych. Jakie to zjawiska wywołują u nas niepokój? Niewątpliwie to różnego rodzaju potężne wiry powietrzne jak trąby powietrzne (tornada) czy też o wiele większe przestrzennie cyklony zwrotnikowe nazywane w Ameryce Północnej huraganami, a w Azji południowo - wschodniej tajfunami. Ostatnie tygodnie (wrzesień bieżącego roku) dostarczyły nam wielu spektakularnych przykładów tych zjawisk, którymi bez wątpienia były huragany: Ivan, Jeanne czy też Karl. Warto nadmienić, że zjawiska te pochłonęły setki istnień ludzkich i trudne do oszacowania straty materialne. Jednocześnie należy dodać, że były one i tak nieporównywalnie słabsze niż te najgroźniejsze: huragan Andrew w 1992 r. czy huragan Mitch w 1998 r. Na szczęście, w Polsce tak groźnych w skutkach zjawisk nie notuje się, choć tu i ówdzie sporadycznie zdarzają się trąby powietrzne lub wiatr o prędkościach przekraczających w porywach 50 m/s. W naszym kraju, podobnie jak i w innych częściach Europy, za najgroźniejsze zjawiska meteorologiczne można uznać katastrofalnie wysokie opady atmosferyczne, które wywołują wezbrania i powodzie, czego najdobitniejszym przykładem w ostatnim 10-leciu jest powódź 1997 roku.

Ryc. 1. Przebieg średniej temperatury powietrza lata (VI-VIII) w Krakowie w okresie 1792-2004 (dane dzięki uprzejmości Zakładu Klimatologii IGiGP Uniwersytetu Jagiellońskiego)

Wszystkie wymienione zdarzenia należą do groźnych zjawisk pogodowych, niekiedy o wymiarze ekstremalnym. To właśnie one wywołują u nas lęk i rodzą pytania o najbliższą nawet przyszłość. Ale największy wpływ na nasze zachowania i poglądy, co zresztą jest oczywiste, mają massmedia, które na początku XXI wieku poprzez szeroko rozbudowane systemy telekomunikacyjne informują dosłownie o wszystkim, co dzieje się na świecie, również w sferze wspomnianych zjawisk meteorologicznych i klimatycznych. Pośród wielu rzeczywistych faktów przekazują też niekiedy nieodpowiedzialne, "pseudonaukowe" wypowiedzi różnych badaczy. Do tego dochodzą naciski różnych grup politycznych, którzy podporządkowują im swoje interesy. I dlatego codziennie na całym świecie w różnych dziennikach, czasopismach i reportażach roi się od złowieszczych, naprawdę zatrważających tytułów jak choćby: "Klimatyczna apokalipsa", "Europę czekają wędrówki ludów", "Będzie cieplej, coraz cieplej, gorąco" itd. Ostatni numer "National Geographic" (październik 2004), również przedstawia katastroficzne wizje rychłego globalnego ocieplenia klimatu, które choć odległe są od scenariusza głośnego filmu "Pojutrze" ("The day after tomorrow") nie napawają optymizmem. Podobny, prawie katastroficzny ton możemy obserwować w poważniejszych doniesieniach naukowych czy raportach. Mam tu na myśli tzw. Raport Pentagonu, który został opracowany przez P. Schwartza i D. Randalla i przedstawiony w październiku 2003 r.. Oprócz wielu katastroficznych wizji natury społeczno-ekonomicznej przedstawia on realny scenariusz ochłodzenia klimatu już w ciągu najbliższych kilkunastu lat w wielu regionach świata. Dotyczy to też północnej Europy gdzie temperatura średnia roku może obniżyć się o ponad 2°C.

Ryc. 2. Średnia roczna globalna tempertura powietrza w latach 1861-2003 (według Climate Research Unit, Univeristy of East Anglia i Hadley Centre, W. Brytania)

Jak widać, na świecie notujemy bardzo dużo niepokojących ekstremalnych zjawisk meteorologicznych i klimatycznych oraz różnego rodzaju doniesień na ich temat. Czy jednak mogą one być już symptomem klimatycznej katastrofy? Co to w ogóle jest klimatyczna katastrofa i czym się powinna przejawiać?

Klimatyczna katastrofa, tak bardzo podobnie brzmiąca w wielu językach świata, oznacza po prostu katastrofę współczesnego klimatu. Czym więc jest katastrofa? Termin ten z greckiego katastrophe (co znaczy "przewrót") według polskich słowników wyrazów obcych oznacza "wydarzenie nagłe, doniosłe, przynoszące tragiczne skutki". W objaśnieniu tego terminu zwraca się szczególną uwagę na "nagłość" jako zasadniczą cechę katastrofy. Można zatem postawić pytanie, czy przewidywane zmiany klimatu nastąpią nagle. Żeby jednak rozważyć to zagadnienie warto najpierw zwrócić uwagę, co dzieje się z klimatem w ciągu ostatnich 100-200 lat, o czym wiemy już stosunkowo wiele z obserwacji instrumentalnych. Analizę musimy dokonać w różnych skalach przestrzennych: lokalnej, regionalnej i globalnej. Najprościej ocenę zmian klimatu można przeprowadzić śledząc zmiany średnich temperatur. Rycina 1 przedstawia zmienność średniej temperatury powietrza lata (okres od czerwca do sierpnia) na stacji meteorologicznej Kraków - Obserwatorium, która posiada najdłuższą nieprzerwaną serię pomiarową w Polsce i bardzo dobrze reprezentuje warunki klimatyczne panujące w całej południowej Polsce. Rycina ta jednoznacznie wskazuje na dużą zmienność wyżej rozpatrywanego elementu klimatu w ciągu ponad 200 lat oraz braku jednoznacznego trendu. Nieco inaczej niestety przedstawia się podobny wykres obrazujący przebieg średniej rocznej globalnej temperatury w latach 1861-2003 (rycina 2). Choć de facto przedstawia ona tylko odchylenia tej temperatury od średniej wieloletniej z okresu 1961-1990, jednoznacznie wynika z niej, że średnia roczna globalna temperatura powietrza wzrosła o 0.7°C, co z punktu widzenia klimatycznego jest wartością dość zatrważającą. Można jednoznacznie stwierdzić, że gdyby taki trend utrzymywał się przez kolejnych 100-300 lat zmiany klimatyczne i ich reperkusje w wyniku globalnego ocieplenia byłyby katastrofalne (gwałtowne topnienienie lodowców, podniesienie się poziomu mórz, zmiany zasięgu stref klimatycznych i roślinnych etc).

Zmiany klimatyczne, w tym przede wszystkim wahania temperatury powietrza można też śledzić, aczkolwiek z mniejszą dokładnością, dzięki różnym danym pośrednim (tzw. proxy). Badania wielu specjalistów: geologów, glacjologów, botaników czy też historyków i archeologów dostarczają bardzo cenne pośrednie informacje o klimacie w czasie historycznym czy też geologicznym. Dzięki tym pozyskanym danym można rekonstruować klimat w przeszłości. Wyniki tych rekonstrukcji są na ogół powszechnie znane i jednoznaczne. Stwierdzają, że klimat podlegał znacznym wahaniom w minionych epokach, a średnia roczna temperatura zmieniała się nawet o 10°C. Jednak zmiany tych temperatur następowały bardzo wolno. Ocenia się, że nawet przy najbardziej gwałtownych ociepleniach klimatu przyrost średniej rocznej temperatury nie przekraczał kilku dziesiątych stopnia Celsjusza na 100 lat. Wszystkie informacje o klimacie jednoznacznie potwierdzają, że klimat podlegał zmianom i zmienności na przestrzeni dziejów Ziemi i dalej im ulega. Rekonstrukcje klimatu nakazują nam szukać przyczyn jego zmian i jednocześnie w następnym kroku pozwalają nam go modelować. Jednocześnie w związku z przedstawionymi faktami i historią klimatu w ciągu ostatnich 100, 1000 czy 100000 lat zachodzi podstawowe pytanie, zawarte w tytule, co będzie się działo z klimatem? Czy w najbliższych latach w naszej strefie będziemy mieć do czynienia z ciepłym śródziemnomorskim klimatem czy też wprost przeciwnie z klimatem subpolarnym lub polarnym? Czy w naszych miastach będą mogły rosnąć ciepłolubne palmy czy też wypełni je prawdziwa lodowa pustynia? Czy palma taka jak np. przy zbiegu Nowego Światu i Alei Jerozolimskich w Warszawie będzie nadal sztucznym,dość kontrowersyjnym elementem, czy też tego typu palma wyprze z krajobrazu nasze poczciwe wierzby czy dęby?

Główny budynek Uniwersytetu Śląskiego w najbliższej przyszłości? (Kompozycja: Zbigniew Ustrnul/Wojciech Skrzypiec).

Zanim będziemy próbować odpowiedzieć na te pytania spójrzmy na najważniejsze czynniki wpływające na zmiany klimatu. Choć poglądy na temat ich oddziaływania na klimat nie są jednoznaczne można wymienić ich 2 zasadnicze grupy: antropogeniczne i naturalne. Czynniki antropogeniczne na ogół utożsamiane są ze wzrostem intensywności efektu cieplarnianego wywołanego emisją gazów cieplarnianych, w tym głównie przyrostem CO2 do obecnego poziomu około 370 ppm. Zwolennicy globalnego ocieplenia wywołanego wzrostem koncentracji gazów cieplarnianych zwracają uwagę na szczególnie szybki przyrost dwutlenku węgla w XX wieku. Jednak rekonstrukcje klimatu dostarczają dowodów, że w historii Ziemi obserwowany był nawet wyższy poziom CO2 jeszcze zanim pojawił się człowiek. Dlatego większość klimatologów nie przywiązuje szczególnej wagi do działalności człowieka, uznając, że jego wpływ jest ograniczony do skali lokalnej (miast i innych obszarów o silnej antropopresji). Badacze ci zmiany klimatyczne wiążą z czynnikami naturalnymi, które należy podzielić na wulkaniczne, solarne i astronomiczne. Z wymienionych czynników za najmniej istotny należy uznać działalność wulkaniczną, która choć poprzez erupcje wulkanów dostarcza do atmosfery dużych ilości gazów cieplarniach oraz pyłów, nie oddziaływuje na klimat w sposób trwały i na całej kuli ziemskiej. Za znacznie poważniejszy uważa się czynnik astronomiczny, który przede wszystkim w wyniku precesji i nutacji kuli ziemskiej, charakteryzuje się cyklami o okresach około 100, 41 i 23 tysięcy lat (tzw. teoria Milankoviča). Najistotniejszym czynnikiem wpływającym na zmiany klimatu wydają się jednak zmiany promieniowania słonecznego, które mają miejsce w kilku cyklach z najbardziej znanym, choć nie najbardziej istotnym dla zmian klimatu, cyklem jedenastoletnim.

Powyżej przytoczono najważniejsze, główne praczynniki zmian klimatu. Nie znamy dokładniej skali ich wpływu, ale warto sobie uświadomić, że nie działają one samodzielnie i niezależnie. Zapewne oddziaływują one łącznie i dopiero ich wypadkowa jest odpowiedzialna za określone zmiany klimatyczne. Jeżeli założymy, że tak faktycznie jest, to nic dziwnego, że do dziś nie ma i zapewne nieprędko pojawią się zadawalające modele prognostyczne klimatu. Obecnie dysponujemy tylko bardzo niepewnymi scenariuszami klimatu, których podstawy i różnego rodzaju sprzężenia zwrotne są ciągle nie do końca znane. A jaka będzie sytuacja, jeżeli w którymś z tych czynników popełnimy choćby niewielki błąd?! Wtedy cały ten łączny proces ulegnie zupełnej zmianie!

Warto jeszcze uświadomić sobie jeden fakt. Mimo stosunkowo wysokiej już znajomości procesów zachodzących w atmosferze oraz posiadania zaawansowanej techniki pomiarowej i badawczej z superkomputerami oraz procedurami modelowania włącznie, do dziś mamy kłopoty z prognozowaniem pogody na dłuższy horyzont czasowy niż kilka dni. A to przecież nieporównywalnie łatwiejsza sprawa z uwagi na czas i przestrzeń niż prognozowanie klimatu w skali globalnej na 10 czy 100 lat, nie wspominając już nawet o dłuższych okresach. Dlatego też jakiekolwiek jednoznaczne i autorytatywne głosy poszczególnych badaczy muszą budzić wątpliwości. Jeszcze większe wątpliwości pojawiają się, gdy brzmią one w głosach polityków, decydentów poszczególnych państw, którzy niekiedy bezkrytycznie wypowiadają opinie. Trudno np. zgodzić się z żoną pretendenta do fotela prezydenta Stanów Zjednoczonych Teresą Heinz Kerry, która na Konwencji Demokratów w lipcu bieżącego roku powiedziała: (...) z Johnem Kerry jako prezydentem, globalne zmiany klimatyczne zostaną powstrzymane (...).

Biorąc pod uwagę znajomość procesów atmosferycznych, historię klimatu, główne czynniki wywołujące jego zmiany oraz wykorzystując współczesne techniki pomiarowo - obserwacyjne oraz możliwości obliczeniowe wśród klimatologów zajmujących się zmianami klimatu mamy obecnie dwie zasadnicze grupy poglądów. Pierwsza grupa to zwolennicy globalnego ocieplenia, która w ostatnich zaledwie kilku latach szybko się zmniejsza.

Przedstawiciele tej opcji przewidują w najbliższych kilkudziesięciu latach katastrofalne ocieplenie (o około 3-5°C cieplej niż obecnie). Niestety grupa ta nie stawia żadnych hipotez dotyczących przyszłych epok klimatycznych i przyszłości klimatu choćby za 100 lat, co ewidentnie świadczy o słabości teorii globalnego ocieplenia. Znacznie poważniejsze przesłanki naukowe stoją obecnie za drugą grupą poglądów, która wiąże się z zakończeniem holocenu. Przedstawiciele tej opcji twierdzą, że nie ma wątpliwości, że następna epoka klimatyczna będzie epoką chłodną. Niestety badacze ci niejednoznacznie stawiają prognozę, kiedy nastąpi to ochłodzenie, czy będzie to za 10, 100 czy za 1000 lat. We współczesnej nauce światowej panują dwa poglądy na ten temat. Pierwszy, sugeruje powolne ochładzanie, którego efekty będą widoczne za co najmniej 500 lat. Według tej teorii, zgodnej zresztą ze wspomnianą wcześniej teorią Milankoviča, temperatura będzie spadać o 1-2°C na 1000 lat i w związku z tym na razie nie ma żadnego niebezpieczeństwa dla ludzkości. Jedynie powszechnie krytykowanym mankamentem tej teorii jest fakt, że jej twórcy nie doceniają roli cyrkulacji oceanicznej w kształtowaniu klimatu globalnego. Druga grupa badaczy prezentuje teorię szybkiego ochłodzenia. Opiera się ona na fakcie, że zasolenie arktycznej części Atlantyku już się zmniejszyło i ciepły Golfsztrom zaczyna zmniejszać swoje natężenie, co doprowadzić może do ochłodzenia już w najbliższych kilku-kilkunastu latach (ochłodzenie średniej rocznej rzędu 1° C). Największy spadek przewiduje się w Skandynawii, gdzie przy spadku o 3°C Góry Skandynawskie pokryłyby się lodowcami, a zasięg pokrywy śnieżnej w Europie znacznie by się zwiększył. Byłby to chłodny okres, który po kilku tysiącach lat przekształciłby się w okres lodowcowy. Zwolennicy tego szybkiego ochłodzenia, dość w sumie pesymistycznego, twierdzą jednak, że spadek temperatury nie musi być tak duży, adziałalność człowieka i emisja CO2 może go znacznie zmodyfikować i tym samym złagodzić spadek temperatury.

Prezentowany temat jest niezwykle szeroki i przy tym wyjątkowo kontrowersyjny. Trudno na kilku stronach przedstawić choćby wszystkie, najistotniejsze jego wątki. Możliwe, a nawet celowe wydaje się być przedstawienie poniżej najważniejszych wniosków, które wynikają z poruszonych kwestii, jak też i istniejących w literaturze poglądów:

• Zmiany klimatyczne są fascynującym zagadnieniem naukowym, ale wymagają rozległej, interdyscyplinarnej wiedzy oraz rozważnego i wnikliwego podejścia.
• W ostatnich latach nastąpił wzrost globalnej temperatury powietrza, z którym wiąże się częstsze występowanie tzw. ekstremalnych zjawisk pogodowych i klimatycznych. Pogląd na temat tych zdarzeń nie może być jednak w pełni zweryfikowany i potwierdzony ze względu na brak wiarygodnych, jednorodnych danych z okresu historycznego.
• Niewątpliwie istotny wpływ na pogląd o znaczących zmianach klimatu i wzroście częstości ekstremalnych zjawisk klimatycznych w ostatnich latach ma niezmiernie szybki przepływ i wymiana informacji na świecie.
• W systemie klimatycznym zmiany i zmienność klimatu nie są niczym nadzwyczajnym, lecz naturalną, immanentną jego cechą potwierdzoną w skali historycznej i geologicznej.
• Istota i waga społeczno - ekonomiczna zmian klimatycznych nakazuje ich badanie i ciągły monitoring mimo dużej niepewności uzyskiwanych wyników.
• Dotychczasowy stan wiedzy, ilość i jakość informacji nie pozwala na wiarygodną prognozę zmian klimatu. Wszystkie istniejące scenariusze cechują się dużym stopniem niepewności i pozostają w sferze teorii i hipotez.
• Obecna znajomość procesów atmosferycznych oraz wiedza na temat systemu klimatycznego i środowiska nakazują daleko posuniętą powściągliwość co do ewentualnych przyszłych zmian klimatu. Wszystkie powyższe fakty przemawiają jednoznacznie, że ludzkości nie grozi klimatyczna katastrofa.
• Powyższe stwierdzenie nie dotyczy jednak sytuacji, którą może wywołać sam człowiek w wyniku niekontrolowanych, nieprzewidywalnych działań powodujących na przykład globalną katastrofę nuklearną.
• Współcześnie, w opinii większości badaczy, panuje przekonanie, że zmiany klimatu na kuli ziemskiej, w tym zwłaszcza na półkuli północnej, będą zmierzać do powolnego ochłodzenia klimatu. Trend ten jednak nie doprowadzi do epoki lodowcowej w ciągu najbliższych kilkuset lat.

Reasumując, chciałbym stwierdzić, że nie grożą nam ani naszym wnukom takie pejzaże, jak na załączonym rysunku (rycina 3), czego Państwu i sobie życzę, i jestem pewien, że życzenia te się spełnią.

Swoje wystąpienie zacząłem sentencją łacińską, kończę łaciną przełomu XX i XXI wieku, którą w pewnym sensie stanowi język angielski "Man can believe the impossible, but man can never believe the improbable" - Oscar Wilde (Człowiek może wierzyć w niemożliwość, ale nie może uwierzyć w nieprawdopodobieństwo)

Prof. UŚ dr hab. Zbigniew Ustrnul
Wydział Nauk o Ziemi, Katedra Klimatologii