Kli­ma­to­lo­dzy i fizycy atmos­fe­ry są dziś zgodni, że wzmo­żo­na emisja gazów cie­plar­nia­nych przez czło­wie­ka przy­czy­nia się do nie­na­tu­ral­ne­go wzrostu glo­bal­nej śred­niej tem­pe­ra­tur. Odkry­cie tego pro­ble­mu nie nastą­pi­ło w jakimś kon­kret­nym momen­cie, na skutek indy­wi­du­al­ne­go wysiłku poje­dyn­cze­go naukow­ca. To raczej wynik dłu­go­trwa­łej ewo­lu­cji wiedzy z zakresu chemii, fizyki, geo­lo­gii, a także rozwoju metod pomia­rów oraz modeli matematycznych. 

Oznacza to tyle, że teza o glo­bal­nym ocie­ple­niu planety ma wielu ojców i trudno wyróż­nić tu jedno nazwi­sko. Spró­buj­my jednak skon­stru­ować listę sześciu (no, wła­ści­wie siedmiu) badaczy, którzy w szcze­gól­ny sposób przy­bli­ży­li nas do zro­zu­mie­nia mecha­ni­zmów funk­cjo­no­wa­nia ziem­skie­go klimatu. Kolej­ność chro­no­lo­gicz­na, wedle daty urodzenia.

Eunice Foote oraz John Tyndall

Eunice Foote i John Tyndall

W pierw­szym punkcie posta­no­wi­li­śmy połą­czyć dwoje naukow­ców, ponie­waż dzia­ła­li w tym samym czasie i zaj­mo­wa­li się podobną materią. O ile irlandz­ki fizyk i miło­śnik gór John Tyndall cieszy się jeszcze jako taką sławą, o tyle o jego kole­żan­ce zza oceanu, Eunice Newton Foote, praw­do­po­dob­nie nigdy nie słyszeliście.

Uro­dzo­na w 1819 roku wyna­laz­czy­ni i akty­wist­ka spo­łecz­na, jako pierw­sza na świecie wysu­nę­ła wniosek, jakoby dwu­tle­nek węgla miał istotny wpływ na tem­pe­ra­tu­rę Ziemi. W arty­ku­le zamiesz­czo­nym na łamach Ame­ri­can Journal of Science and Arts, Foote opisała swoje doświad­cze­nia pro­wa­dzo­ne na pojem­ni­kach wypeł­nio­nych powie­trzem o różnym stopniu wil­got­no­ści, ciśnie­niu oraz stę­że­niu CO2. Dowo­dzi­ła, że zarówno para wodna, jak i dwu­tle­nek węgla przy­śpie­sza­ją ogrze­wa­nie układu pod wpływem pro­mie­ni sło­necz­nych i spo­wal­nia odda­wa­nie przezeń ciepła. Nie­ste­ty w połowie XIX stu­le­cia płeć autorki miała spore zna­cze­nie, więc jej publi­ka­cja nie zyskała więk­sze­go rozgłosu.

Nie­dłu­go później rok młodszy John Tyndall powtó­rzył badania Foote, uwzględ­nia­jąc dodat­ko­wo klu­czo­wą (jak się okazało) rolę pro­mie­nio­wa­nia w zakre­sie pod­czer­wo­nym (jako pierw­szy używał tej ter­mi­no­lo­gii, pisząc o infra­red undu­la­tions). Wyko­rzy­stu­jąc wła­sno­ręcz­nie skon­stru­owa­ną apa­ra­tu­rę, jako pierw­szy zaczął mierzyć wła­sno­ści absorp­cyj­ne różnych sub­stan­cji poza widmem widzial­nym. W toku swoich prac potwier­dził, że para wodna i dwu­tle­nek węgla sprzy­ja­ją ocie­ple­niu, zaś tlen i azot nie.

Guy Callendar

Guy Stewart Callendar

Bry­tyj­ski inży­nier inte­re­so­wał się fizyką atmos­fe­ry na pół hob­by­stycz­nie, zara­bia­jąc na chleb pracą nad sil­ni­ka­mi spa­li­no­wy­mi. Jednak los chciał, że to właśnie artykuł poświę­co­ny zmianom klimatu pozwo­lił mu na zapi­sa­nie się w histo­rii nauki.

Samo posta­wie­nie zna­jo­mej tezy o “sztucz­nej pro­duk­cji dwu­tlen­ku węgla i jej wpływie na tem­pe­ra­tu­rę” nie byłoby niczym nie­zwy­kłym, gdyby nie fakt, że Cal­len­dar sfor­mu­ło­wał ją już w roku… 1938. Bry­tyj­czyk zgro­ma­dził dane z 200 stacji mete­oro­lo­gicz­nych, docho­dząc do wniosku, że świa­to­wa średnia tem­pe­ra­tur rośnie każdego roku o 0,005°C. Wyli­czył także, że aż 0,003°C – a więc więk­szość tego wzrostu – ma nie­na­tu­ral­ną genezę, zwią­za­ną z emisją dwu­tlen­ku węgla (dlatego mówimy o efekcie Cal­len­da­ra). Publi­ka­cja sta­no­wi­ła ówcze­śnie raczej cie­ka­wost­kę niż powód do wznie­ce­nia alarmu. Sam autor również nie widział powodu do nie­po­ko­ju, mając nadzie­ję, że zaob­ser­wo­wa­ny efekt okaże się przy­dat­ny, odsu­wa­jąc ewen­tu­al­ną groźbę powrotu epoki lodow­co­wej. Nie mógł wie­dzieć, że popu­la­cja Ziemi, prze­mysł oraz emisje gazów cie­plar­nia­nych ulegną zwie­lo­krot­nie­niu w ciągu zale­d­wie kilku dekad.

Klimatolog Charles Keeling

Charles Keeling

Powagę sytu­acji pozwo­li­ły zro­zu­mieć dopiero sta­ra­nia chemika z kali­for­nij­skie­go Scripps Insti­tu­tion of Oce­ano­gra­phy, Char­le­sa Keelin­ga. W 1958 roku Ame­ry­ka­nin zaini­cjo­wał program szeroko zakro­jo­nych pomia­rów zmian stę­że­nia CO2 w atmos­fe­rze, które trwają do chwili obecnej (sam Keeling zmarł w 2005 roku). Rów­no­cze­śnie ozna­cza­no skład izo­to­po­wy czą­ste­czek, co ujaw­nia­ło ich pocho­dze­nie i pozwo­li­ło m.in. zauwa­żyć cykle sezo­no­we zwią­za­ne z aktyw­no­ścią ekosystemów.

Krzywa Keelinga

Przede wszyst­kim jednak, zapisy pro­wa­dzo­ne na Mauna Loa dobit­nie ukazały skalę prze­my­sło­wej emisji gazów cie­plar­nia­nych oraz ich kore­la­cję z rosnącą eks­plo­ata­cją paliw kopal­nych. Było to spore osią­gnię­cie, bowiem obalało opty­mi­stycz­ne zało­że­nie, jakoby rośliny i oceany mogły sku­tecz­nie wchło­nąć niemal dowolną nad­wyż­kę dwu­tlen­ku węgla. Wykres nazy­wa­ny często krzywą Keelin­ga, obra­zu­je stały, nie­po­ko­ją­cy trend: stę­że­nie CO2 w powie­trzu wzrosło z 315 ppm (czą­ste­czek na milion) w latach 50., do 415 ppm obecnie. Oznacza to, że wystar­czy­ło nam nieco ponad pół wieku – tyle co nic w geo­lo­gicz­nej skali czasu – aby dopro­wa­dzić do glo­bal­nej zmiany rzędu 25%. Co gorsza, krzywa robi się coraz bar­dziej stroma…

Klimatolog Wallace Broecker

Wallace Broecker

A teraz czło­wiek, który wpro­wa­dził, a przy­naj­mniej roz­po­wszech­nił samo pojęcie glo­bal­ne­go ocie­ple­nia. Owym wyna­laz­cą był Wally Bro­ec­ker, autor gło­śne­go arty­ku­łu pod tytułem Cli­ma­tic Change: Are We on the Brink of a Pro­no­un­ced Global Warming?, który w 1975 roku ukazał się na łamach maga­zy­nu Science.

Dla kolegów po fachu, Bro­ec­ker był przede wszyst­kim twórcą teorii glo­bal­ne­go pasa trans­mi­syj­ne­go, opi­su­ją­cej głęboki związek systemu prądów oce­anicz­nych z funk­cjo­no­wa­niem atmos­fe­ry. Prze­wi­dy­wał jed­no­cze­śnie, że nawet nie­wiel­kie wahania śred­niej tem­pe­ra­tur mogą wpłynąć np. na osła­bie­nie Prądu Zato­ko­we­go, co z kolei dopro­wa­dzi do kom­plet­ne­go roz­re­gu­lo­wa­nia świa­to­we­go klimatu. Należał również do pierw­szych naukow­ców, którzy usi­ło­wa­li prze­ko­nać opinię publicz­ną, że natura w końcu wystawi nam rachu­nek za nie­ogra­ni­czo­ną emisję gazów cie­plar­nia­nych. Pro­fe­sor Uni­wer­sy­te­tu Colum­bia już w latach 80. wystą­pił przed ame­ry­kań­ską Izbą Repre­zen­tan­tów, ape­lu­jąc o pilne opra­co­wa­nie nowej stra­te­gii dla rozwoju prze­my­słu i energetyki. 

Bawimy się gniewną bestią – sys­te­mem kli­ma­tycz­nym, który okazał się bardzo wrażliwy.

Wallace Bro­ec­ker
Klimatolog Veerabhadran Ramanathan

Veerabhadran Ramanathan

Uro­dzo­ny w Indiach wykła­dow­ca Uni­wer­sy­te­tu Kali­for­nij­skie­go w San Diego zasły­nął w latach 70. ubie­głe­go wieku odkry­ciem, że dwu­tle­nek węgla stanowi główny, ale na pewno nie jedyny kłopot dla atmos­fe­ry. Tym samym zwrócił uwagę na rolę metanu oraz chlo­ro­flu­oro­wę­glo­wo­do­rów (CFC) w napę­dza­niu zmian kli­ma­tycz­nych, a przy okazji na destruk­cyj­ny wpływ nie­któ­rych związ­ków węgla na warstwę ozonową. Jego badania przy­czy­ni­ły się również do rozwoju wiedzy na temat wła­ści­wo­ści chmur i aerozoli.

Rama­na­than pozo­sta­je mocno zaan­ga­żo­wa­ny spo­łecz­nie. Z jednej strony współ­dzia­ła z Waty­ka­nem, dora­dza­jąc papie­żo­wi w obsza­rze poli­ty­ki kli­ma­tycz­nej i eko­lo­gicz­nej. Z drugiej, kieruje w swojej ojczyź­nie Pro­jek­tem Surya (Słońce w san­skry­cie) – mającym na celu wymianę tra­dy­cyj­nych pieców kuchen­nych na bez­e­mi­syj­ne kuchen­ki sło­necz­ne (ang. solar cooker). Oczy­wi­ście wszyst­ko w celu popu­la­ry­zo­wa­nia odna­wial­nych źródeł energii oraz ogra­ni­cze­nia poziomu zanie­czysz­cze­nia indyj­skie­go powie­trza, które należy do naj­gor­szych na świecie.

Fizyk i klimatolog Syukuro Manabe

Syukuro Manabe

Absol­went Uni­wer­sy­te­tu Tokij­skie­go i wykła­dow­ca Uni­wer­sy­te­tu Prin­ce­ton, jako jedyny w na tej liście może się pochwa­lić zdo­by­ciem Nagrody Nobla. Został doce­nio­ny w 2021 roku, wraz z Klausem Has­sel­man­nem, za “fizycz­ne mode­lo­wa­nie klimatu Ziemi, ilo­ścio­we okre­śla­nie jego zmien­no­ści oraz prze­wi­dy­wa­nie glo­bal­ne­go ocieplenia”.

W prak­ty­ce Manabe przy­słu­żył się nauce two­rze­niem pio­nier­skich modeli kom­pu­te­ro­wych (już w latach 60. ubie­głe­go wieku!), które w sposób ilo­ścio­wy pozwo­li­ły zro­zu­mieć rolę pary wodnej, ozonu oraz dwu­tlen­ku węgla, w mecha­ni­zmie cyr­ku­la­cji atmos­fe­ry oraz zmian jej tem­pe­ra­tu­ry. Jedna z opra­co­wa­nych przez niego symu­la­cji wska­zy­wa­ła, że podwo­je­nie ilości dwu­tlen­ku węgla przy­nie­sie skutek w postaci wzrostu śred­niej świa­to­wej tem­pe­ra­tu­ry o około 2°C – co nie­ste­ty okazało się pra­wi­dło­wą dia­gno­zą. Prace Japoń­czy­ka i jego następ­ców, sta­no­wią jeden z fun­da­men­tów dla wyda­wa­nych cykli­nie rapor­tów Mię­dzy­rzą­do­we­go Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC).

Kategorie: