Ефектите от човешката дейност върху планетарния климат са горещата тема

Ефектите от човешката активност върху планетарния климат са горещата тематика на десетилетието, само че и обект на теоретичен интерес, датиращ на повече от два века. Да си напомним най-ранните опити в атмосферната просвета е опция за по-достъпно и образно схващане на комплицираните процеси зад смяната в климата.

Преди две десетилетия понятието „ климатични промени “ звучеше екзотично. Малко хора бяха чували за него, а шанса персонално да го видят имаха единствено шепа учени, които в работното си време катерят глетчери или пътуват до Антарктида. Оттогава, несъмнено, понятието закупи необятна известност. Зазвуча съвременно – като ново софтуерно събитие, което бързо навлиза в всекидневието ни. У някои хора концепцията за климатичните промени просто провокира любознание – като новооткрита луна на Юпитер или различен забавен факт, за който не е неприятно да разберем, само че и без него ще си живеем добре. 

Промяната в климата обаче напълно не е нещо ново и съвременно. Парниковият резултат в действителност е една от най-ясно откритите теории в науката за атмосферата. Що се отнася до световното стопляне като разследване от човешката активност – тази идея към този момент над два века е обект на проучване, научни диспути и непрекъснати, надграждащи се нови и нови открития. И евентуално връщането към тези първи стъпки и опити може да способства за по-достъпно и по-разбираемо показване на смяната в климата във време, в което научната истина все по-често се сблъсква със субективни чувства и песимизъм. Затова, да прескочим два века обратно:

ХIХ век

Още през 1827 година френският математик Жан-Батист Жозеф Фурие стартира концепцията, че атмосферата има свойството да задържа топлота. Той открива, че топлината се резервира по-добре във въздуха, в сравнение с във вакуум. Фурие полага основи на концепцията за парниковия резултат и е първият, който позволява хипотезата, че човешката активност може да повлияе на климата в бъдеще. Експериментални проучвания обаче са оповестени 30 години по-късно, а техен създател е Юнис Нютън Фут – първата жена в науките за климата и атмосферата. Тя изследва затоплящия резултат на слънчевото излъчване върху разнообразни газове. Установява, че стъкленицата със сбит въздух се загрява по-бързо от тази с разводнен, влажният въздух се загрява по-бързо от сухия, а стъкленицата с кондензиран с Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂  въздух се загрява по-бързо и изстива доста по-бавно от тази с елементарен въздух.

Юнис Нютън Фут изследва слънчевото излъчване, само че не то затопля атмосферата, а инфрачервеното лъчение от към този момент затоплената от Слънцето земна повърхнина. Като стъпва на това, както и на надалеч по-прецизни способи за премерване, през 1859 година ирландският физик Джон Тиндал доказва, че за разлика от преобладаващите в атмосферата азот и О2 – водната пара, въглеродният диоксид и метанът задържат топлината. Той заключава, че смяна в количеството на Н ₂ О или Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂  може да е провокирало „ всички разновидности в климата, за които изследванията на геолозите приказват ”, имайки поради ледниковите столетия в предишното.

През 1896 година Сванте Арениус – шведски физик, химик, както и притежател на Нобеловата премия за химия от 1903 година, за първи път представя количествено отношението сред концентрацията на Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂  в атмосферата и смяната в температурите на земната повърхнина. За този резултат Арениус вкарва термина “hot house ”, който не след дълго стартира да се постанова като greenhouse effect – или така наречен парников резултат. В изчисленията си отбелязва и правопропорционалната взаимозависимост сред смяната в температурите и количеството водна пара, отделяно в атмосферата. Така в случай че атмосферата се затопли, в резултат от повишаване концентрацията на Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂ , неизбежно ще се усили и количеството на водната пара в атмосферата – също парников газ. Резултатът от покачване в равнищата на тези, съгласно него „ най-важни парникови газове ”, води до ускорение на световното стопляне. Това е така наречен feedback effect: когато един развой задейства дадени промени в различен развой. Именно feedback резултатите са едни от най-мощните и мъчно предвидими фактори, определящи земния климат.

В своя труд „ ”, преведена на британски през 1908 година, Сванте Арениус пресмята, че при понижаване наличието на Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂  в атмосферата на половина, световната температура ще падне с към 4 °C, а с всяко удвояване ще се покачва с 4 °C. Той обаче счита, че Световния океан ще всмуква по-голямата част от Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂ , отделян от индустриалното произвеждане и единствено дребна част от остатъчните парникови газове могат да окажат някакво доловимо влияние върху климата, и то чак в хода на идващите няколко века. Арениус схваща, че вероятно стопляне ще задейства и различен feedback резултат – част от ледената завивка на планетата ще се стопи, а това ще намали албедото на Земята. Така повърхността ще гълтам още повече топлота и температурата ще се увеличи още повече.

Предвид по-ниското издаване на Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂  в оня интервал, а и евентуално заради обстоятелството, че Сванте Арениус е живял в северна страна, той намира изгоди в вероятно повишаване на температурите. Според него по-високи температури ще окажат удобно влияние върху земеделието с по-богати реколти и повече територии за култивиране. Подобно на Джон Тиндал, и Арениус търси аргументите за ледниковите столетия в предишното. Той стига до заключението, че в случай че намаляването на Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂  е причина за рухването на температурите в далечната история, то генерирането на повече Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂  от промишлеността, би могло да бъде метод за попречване на нови ледникови столетия.

Научният принос на Сванте Арениус е незабравим. Той първи показва тезата, че ако изпаряваме залежите си от въглища във въздуха, ще последва световно стопляне. Много от неговите изчисленията обаче са оспорени, откриват се и редица грешки. Оказва се, че бърка за скоростта на попиване на Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂  от океана и растителността. В реалност Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂  намалява доста по-бавно. Не загатва и за свойството на облаците да гълтам инфрачервено излъчване. Но въпреки всичко – да не забравяме, че приказваме за науката през цялото време на предишния век.

ХХ век

Науките за климата не престават да напредват и през 1938 година английският инженер Гай Стюарт Календар разгласява проучването си „ ”, където пресмята, че температурите през предходните 50 години са се нараснали. Установява, че за проучвания интервал в атмосферата са били изхвърлени 150 000 милиона тона Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂ , като близо ¾ от това количество е останало в атмосферата. Той първи потвърждава, че спомагателното повишение на Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂  в атмосферата от Индустриалната гражданска война насам може да докара до усилване на парниковия резултат и световна смяна в климата.

Много от изчисленията на Календар, направени през 1938 година, се удостоверяват от най-съвременните проучвания, а това е извънреден факт, поради неналичието на компютри в тези времена. Освен за доста по-бавното усвояване на Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂  от океана, проучванията на Календар се оказват много точни и за градусите, с които ще се увеличи температурата при удвояването му   в атмосферата. Това съгласно него са 2 °C. Съвременните калкулации предвиждат разновидност сред 1,5 и 4,5 °C покачване на междинната световна температура при удвояване на Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂ .

Едно от значимите събития по пътя към разбирането на смяната в климата се случва през 1958 година. Професорът по океанография Чарлз Дейвид Кийлинг започва „ дълготраен проект за премерване на резултатите от изгаряне на въглища, нефт и природен газ върху разпространяването на Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂  в атмосферата ”, в обсерваторията Мауна Лоа на Хаваите. Първите точни данни за концентрациите на Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂  в атмосферата, с които през днешния ден разполагаме, са посредством точно на този план. След него измервания стартират да се вършат на доста места по земното кълбо, а данните се припокриват с кривата на Кийлинг. В своето проучване от 1976 година, Кийлинг отбелязва, че за интервал от 12 години – от 1959 до 1971 година, концентрацията се е повишила с 3,4%.

В края на 30-те години на ХХ век Календар планува стопляне на атмосферата, в резултат на отделяния Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂  в промишлеността и бита. Изследванията му сочат, че това ще се случи още в идващите 20 години. Това обаче не се случва. Точно противоположното –  температурите в идващите 40 години даже спадат леко. 

Докато научният интерес към въздействието на въглеродния диоксид се повишава дружно с неговата централизация в атмосферата, науката се среща и с различен противен факт – аерозолното замърсяване. Охлаждащият резултат на аерозолите (насищане на долните пластове на атмосферата с фини частици) изяснява закъснялото световно стопляне, планувано от Календар през 1938 година. 

След 60-те години на ХХ век аерозолите и въглеродният диоксид към този момент са обект на по-сериозни проучвания. Изчислителната техника навлиза в науката, а нови данни и компютърните модели дават доста по-добро предугаждане на резултатите върху световния климат от замърсяването на атмосферата. В началото се счита, че праховите частици от непълното изгаряне на въглища ще доведат до изстудяване на климата, защото този тип аерозолно замърсяване тук-там може да увеличи албедото, а по този начин по-малко слънчева светлина ще доближава до земната повърхнина.

През 70-те години обаче към този момент е изцяло ясно, че „ аерозолното “ изстудяване не може да компенсира стоплянето от натрупващите се въглероден диоксид, метан и други парникови газове. Освен това, през 80-те години напъните за ограничение на аерозолното замърсяване последователно дават резултат. В развитите стопански системи въглищата отстъпват на петрола и природния газ, които изгарят надалеч по-чисто. Така охлаждащият резултат на аерозолите понижава. Енергийните потребности на човечеството обаче порастват, а с тях и натрупването на спомагателни количества Следствен отдел към окръжна прокуратура ₂  в атмосферата. Повишението на концентрациите на парникови газове, а с това и на междинната световна температура, не е спирало и до през днешния ден.

Днес

Всяко от последните четири десетилетия е по-топло от предходното и по-топло от всяко десетилетие от 1850 година насам, а трите години с най-висока световна междинна температура, откогато се вършат такива измервания, са в последните пет години: 2016, 2019 и 2020 година Междувременно, в случай че през ледниковите периоди  в атмосферата е към 185 ppm (части на милион), а преди Индустриалната гражданска война към 278 ppm, то през 1970 година концентрацията е почти 326 ppm, през 1980: 339 ppm, през 1990: 354 ppm, през 2000: 369 ppm, през 2010: 390 ppm. В края на 2020 година към този момент е 413 ppm.

От изобретяването на термометъра и барометъра през ХVI-ХVII век, науката за атмосферата не е серпантина да търси отговори. Още през ХVIII век стартира да се водят метеорологични архиви, покриващи все по-широк набор от данни и територии. Станции, измерващи температура, налягане, мокрота, слънцегреене, речно и морско равнище, както и безчет други индикатори, бързо плъзват из целия свят, с цел да доближат и до най-отдалечените кътчета на планетата. В България, да вземем за пример, такава станция е конфигурирана през 1860 година, а постоянни наблюдения у нас стартират да се вършат през 1887 година. През 1932 година е открита най-високата метеорологична станция на Балканите – тази на връх Мусала. 

През ХIХ изследвания на горните пластове атмосферата стартират да се вършат с метеорологични балони, а през 60-те години на ХХ век в орбита е изстрелян първият спътник за метеорологични проучвания – TIROS 1. Днес милиарди датчици от планински върхове, океански дълбини, под ледени шапки, от космоса и даже от други планети, изпращат непрекъснато данни, които ни разрешават да разберем по какъв начин се образува и по какъв начин се трансформира климата на нашата планета. 

Върху тематиката „ смяна в климата “, с други думи, не трябва да се спекулира. Стряскаща или не, информацията за положението на световния климат стъпва върху прецизни измервания на повече от два века, а също и на   опити, проучвания и разбори. Отричането на смяната в климата и на нейния антропогенен генезис, затова, е отказване на науката въобще. Отричането на науката обаче – тъкмо като самата смяната в климата, е настоящ и напълно действителен проблем. Не просто любопитен факт, а комплициран феномен със съществени последици и доста аргументи. Една от тези аргументи може да открием точно в напредъка на науката и технологиите. Днес те са надалеч по-сложни от стъкленица с парников газ, сложена на слънце. В образованието и в връзката за климатичните промени връщането към тези първи опити може да се окаже добър метод за онагледяване на науката за климата и даже за приобщаване на климатичните скептици, които сходно на доста от нас, се усещат комплицирани от надалеч по-сложните, високотехнологични и сложни за схващане способи и принадлежности на актуалната просвета.

Автор: Христо Панчев / Климатека

В обявата са употребявани материали от:

• Arrhenius, Svante. Worlds in the making: the evolution of the universe. Harper, 1908: 229
• Callendar, Guy Stewart. The Artificial Production of Carbon Dioxide and Its Influence on Temperature. Quarterly Journal Royal Meteorological Society vol. 64, 1938: 223–240.
• ESRL (Earth System Research Laboratory). National Oceanic and Atmospheric Administration, USA. Trends in Atmospheric Carbon Dioxide. Jan 2021.
• Foote, Eunice (Elisha). On the Heat in the Sun’s Rays. The American Journal of Science and Arts. vol.XXII, November 1856. 
• Fourier, Jean-Baptiste Joseph. Mémoire sur la température du globe terrestre et des espaces planétaires. Mémoires de l’Académie Royale des Sciences, 1827: 569–604.
• Held, Isaac and Brian J. Soden. Water Vapor Feedback and Global Warming. Annual Review of Energy and the Environment, Nov.2000: 441-475.
• IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). Historical Overview of Climate Change Science, 2007: 127.
• James, Frank A.J.L. John Tyndall’s discovery of the ‘greenhouse effect’. Royal Society of Chemistry, Environmental Chemistry Group Bulletin, January 2012.
• Keeling, Charles D. and Robert Bacastow, Arnold Bainbridge, Carl Ekdahl Jr, Peter Guenther, Lee Waterman. Atmospheric carbon dioxide variations at Mauna Loa Observatory, Hawaii. Scripps Institution of Oceanography, University of California at San Diego, La Jolla, California, USA. January 1976: 538-551. 
• Pilson, Michael. We Are Evaporating Our Coal Mines into the Air. Ambio, vol.35, no.3, May, 2006: 130-133.
• Rodhe, Henning and Robert Charlson, Elisabeth Crawford. Svante Arrhenius and the Greenhouse Effect. Ambio, Vol.26, No.1, Arrhenius and the Greenhouse Gases, Feb.1997: 2-5
• Tyndall, John. Heat considered as a Mode of Motion. Appleton and Company, New York, 1873: 500. 
• Yamalidou, Maria. The Rhetorician of Molecularity. Part Two. Questions put to Nature. Notes and Records of the Royal Society of London, Vol. 53, No. 3, Sept. 1999: 319-331.
• WMO (World Meteorological Organization). 2020 was one of the three warmest years on record, 15 Jan 2021.