Menu Item
Na družbenih omrežjih pa tudi iz ust nekaterih politikov slišimo trditve, da človek ni odgovoren za globalno segrevanje ter povečevanje koncentracije ogljikovega dioksida (CO2) in drugih toplogrednih plinov. Pojasnjujemo, kaj je resnica in kaj laž.
Tako na družbenih omrežjih kot iz ust nekaterih politikov v kampanji pred evropskimi volitvami slišimo trditve, da človek ni odgovoren za globalno segrevanje ter povečevanje koncentracije ogljikovega dioksida (CO2) in drugih toplogrednih plinov. Pojasnjujemo, kaj je resnica in kaj laž. Odgovore smo pripravili v sodelovanju s predsednikom Podnebnega sveta dr. Žigo Zaplotnikom, docentom na Fakulteti za matematiko in fiziko (FMF) v Ljubljani in raziskovalcem na Evropskem centru za srednjeročne vremenske napovedi v Bonnu.
Koliko CO2 je v atmosferi in kako se povečuje?
Trenutne vrednosti CO2 so okrog 426 ppm (‘parts per million’, delcev na milijon), kar je 0,0426 odstotka oziroma 4,26 delca na 10.000. Pred industrijsko revolucijo so bile vrednosti okrog 270–280 ppm. Ljudje smo torej odgovorni za povečanje koncentracije CO2 v ozračju za približno 150 ppm.
Spodnji graf, ki prikazuje naraščanje koncentracije CO2 v ozračju, se imenuje Keelingova krivulja, po Charlesu Keelingu. Ta je redne meritve CO2 na observatoriju Mauna Loa na Havajih začel leta 1958, program pa vodil do smrti leta 2005, ko ga je nasledil sin, ki odtlej nadaljuje meritve. Več o tem preberite v tem članku.
Krivulja je vijugasta zaradi menjave letnih časov. V času, ko je na severni polobli Zemlje (ki ima veliko več kopnega kot južna polobla) pomlad in poletje, rastline ozelenijo in porabljajo CO2 za fotosintezo, zato so koncentracije tega toplogrednega plina v ozračju manjše kot pozimi. Kako to poteka, si oglejte v spodnjem videu Nase, ki prikazuje, kako se koncentracija CO2 v ozračju spreminja s časom v enem letu.
Pri tem se je treba zavedati, da velik del dodatnega CO2, ki ga emitiramo ljudje (predvsem s kurjenjem premoga, nafte in plina), posrkajo rastline in oceani. Ti zato postajajo vse bolj kisli. V ozračju tako ostaja le nekaj več kot polovica tega presežnega CO2, ki je posledica človeških izpustov. Ta dodatni CO2 se akumulira, torej ga je iz leta v leto v ozračju več.
Koliko CO2 v atmosferi je posledica človeške aktivnosti?
Presežni CO2, ki je posledica človeških izpustov, je v letu 2023 ocenjen na 37,5 gigatone. Kot rečeno, dobre polovice teh izpustov narava ne more izničiti, zato se koncentracija CO2 povečuje.
V naravi CO2 ni statičen. Pri nekaterih naravnih procesih nastaja (npr. dihanje, gorenje), pri drugih se absorbira (npr. fotosinteza). Atmosfera, tla z biosfero (to je ekološki sistem, ki vključuje vsa živa bitja na Zemlji) in oceani izmenjujejo ogljik, in to kroženje imenujemo ogljikov cikel. Rastline vežejo CO2, ta postaja sestavina organske snovi, ki jo porabljajo živali in mikroorganizmi. Mikroorganizmi razkrajajo mrtve živali in rastline, ogljik pa se v obliki CO2 vrača v vodo in atmosfero. Tudi neposredna izmenjava ogljikovega dioksida med oceani in ozračjem je izjemno pomembna.
V tem procesu se vsako leto izmenja 750 gigaton CO2. Kopenski in oceanski ogljik sta bila tisočletja približno v ravnovesju, vse do industrijske revolucije, ko je vsebnost CO2 v zraku začela rasti. Morda se zdi proizvodnja 37,5 gigatona CO2, ki je posledica človekovih izpustov (predvsem sežiganja fosilnih goriv), majhna v primerjavi s 750 gigatonami, ki se vsako leto premikajo skozi ogljikov cikel, a je dovolj velika, da se ogljikov dioksid akumulira v ozračju, kar je podnebje Zemlje iztirilo iz ravnovesja.
Problematično pri CO2 je, kot rečeno, da se nalaga, tako je njegova koncentracija iz leta v leto večja. Trenutno je koncentracija CO2 v ozračju na najvišji ravni v vsaj zadnjih 800.000 letih. Več o tem, kako to vemo, pojasnjujemo v nadaljevanju.
Kako vemo, da je razlog za povečevanje koncentracije CO2 v ozračju res človeška aktivnost in ne kak naraven pojav, na primer vulkani?
Dokazov je več, eden od njih je ekonomska aktivnost. Ob vsaki večji krizi (na grafu so označeni razpad Sovjetske zveze, finančna kriza leta 2008 in covid-19 leta 2020), ko je človeštvo porabljalo manj premoga, nafte in plina, so meritve zaznale zmanjšanje izpustov CO2.
Drugi dokaz so koncentracije drugih plinov. Naše ozračje je v večini iz dušika (78 %) in kisika (21 %). Fosilna goriva (ogljikovodiki) pri gorenju reagirajo s kisikom, nastajata pa CO2 in vodna para. S preciznimi instrumenti je mogoče zaznati, da se razmerje koncentracij kisika in dušika v ozračju sčasoma zmanjšuje (medtem ko se koncentracija CO2 dviguje). Kisika je v zraku sicer dovolj, da nam ni treba skrbeti, da bi ga zmanjkalo za dihanje, kljub kurjenju fosilnih goriv.
Tretji dokaz, da je za povečevanje koncentracije CO2 kriv človek, je razmerje ogljikovih izotopov, o čemer lahko več izveste v tem videu.
Še en dokaz pa je merjenje ogljikovega dioksida v ledenih vrtinah. V znanstvenih raziskavah so zvrtali tri kilometre globoko v antarktični led in pogledali vsak presek (ki pomeni časovno obdobje v zgodovini, ko je ta del ledu nastal, CO2 pa je v njem ujet). Ugotovili so, da je trenutna količina toplogrednih plinov večja kot kadarkoli v zadnjih 800.000 letih. Prejšnji vrhovi, prikazani na spodnjem grafu (ki so bili veliko nižji kot zdajšnji), so ustrezali toplim obdobjem, doline pa hladnim.
Ne le to, tudi rast koncentracije CO2 (naklon krivulje) je veliko večja kot kadarkoli prej. Rast CO2 je bila skozi celotno tu zabeleženo zgodovino največ 15 ppm na 200 let, trenutna pa je 15 ppm na šest let.
Kaj pa vulkani, ali nimajo ti večjega vpliva kot človek?
Vulkani v povprečju letno emitirajo v ozračje 100-krat manj CO2 kot človek s kurjenjem fosilnih goriv.
Kako ima lahko tako majhen delež toplogrednih plinov tako velik vpliv?
V ozračju (atmosferi) je 78 % dušika, 21 % kisika, malo manj kot 1 % argona, 0,04 % ogljikovega dioksida. V še manjših deležih so v ozračju prisotni tudi neon, helij, metan, kripton in vodik. Delež vodne pare pa je spremenljiv, od nič do 4 %, odvisen od trenutne količine vlage v zraku.
Toplogredni plini so poleg CO2 in vodne pare še metan, didušikov oksid, ozon in nekateri drugi plini. Zakaj tako malo toplogrednih plinov naredi tako veliko razliko, ki jo občutimo v segrevanju podnebja in vse hujših posledicah podnebnih sprememb? Bistvo je, da toploto najbolje zadržujejo plini, ki pri atmosferskih pogojih na Zemlji (torej pri določeni temperaturi in zračnem tlaku) interagirajo z dolgovalovnim infrardečim sevanjem, ki ga oddajata Zemljino površje in ozračje. Takšni plini so toplogredni.
Toplogrednim plinom je skupno tudi to, da njihove koncentracije naraščajo.
Kako toplogredni plini vplivajo na podnebje?
Ključni sta dve njihovi značilnosti: poleg njihove sposobnosti absorpcije energije še čas, v katerem ostanejo v ozračju. CO2 ostaja v ozračju stoletja. V primerjavi z njim ima denimo metan veliko krajšo življenjsko dobo, med 10 in 15 let. Toda metan v času svojega obstoja absorbira veliko več energije kot CO2.
Koncentracija metana se je od predindustrijske dobe povečala za okrog 30 odstotkov, na vrednost 1,7 ppm. Približno tretjino človeških izpustov metana prispeva živinoreja, tretjino fosilna goriva, velik delež pa tudi odpadki oziroma njihova razgradnja. Več o tem, kako h globalnemu segrevanju prispeva živinoreja, preberite v članku Krave niso krive?
Nekateri zanikovalci človekovega vpliva na podnebne spremembe trdijo, da je koncentracija toplogrednih plinov v ozračju tako majhna, da ne more povzročiti tako velike razlike, ki jo občutimo kot globalno segrevanje. Toda to, da je neke snovi v drugi snovi po našem videnju malo, samo po sebi ne pomeni kaj dosti. Če pijete alkohol, bo koncentracija v krvi, ob kateri boste občutili pijanost 0,01–0,05 % (to je 0,01 grama alkohola na 100 mililitrov krvi). Pri koncentraciji nad 0,3 % boste padli v nezavest, nad 0,4 % pa umrli. Pomembna je torej kemijska sestava snovi.
Kakšen je vpliv vodne pare na globalno segrevanje in ali lahko glede tega kaj storimo?
Vodna para približno podvoji toplogredni učinek CO2. Pri tem je pomembno vedeti, da je količina vodne pare v ozračju narasla zaradi večje koncentracije CO2. Ta je povišala temperaturo, posledično se je povečalo izhlapevanje in posledično se je temperatura še nekoliko dvignila. To je najmočnejša pozitivna povratna zanka v klimatskem sistemu.
Glede tega žal ne moremo narediti nič, saj izhlapevanja vodne pare iz globalnih vodnih teles, torej predvsem oceanov, ne moremo preprečiti. Zato se moramo osredotočiti na zmanjševanje izpustov toplogrednih plinov.
Ali ni globalno segrevanje naravni pojav? Kakšen je vpliv Sonca?
Res je, da se je v 4,5 milijarde dolgi zgodovini Zemlje podnebje zelo spreminjalo brez človeškega vpliva. Toda hitrega segrevanja, ki so mu priča zdaj, ni mogoče razložiti z naravnimi cikli.
V zadnjih 150 letih je povečanje sončne aktivnosti verjetno nekoliko prispevalo h globalnemu segrevanju, predvsem v prvi polovici 20. stoletja. Segrevanja v zadnjih desetletjih pa ni mogoče pojasniti zgolj s spremembami sončne aktivnosti. Njen učinek je precej manjši od vpliva človekovih emisij toplogrednih plinov.
Od 80. let prejšnjega stoletja so cikli sončne aktivnosti vedno manj intenzivni. Če bi bil primarni dejavnik Sonce, bi se podnebje v zadnjih desetletjih celo nekoliko ohlajalo. Oscilacije sončevega sevanja zato ne morejo razložiti naglega ogrevanja, ki smo mu priča.
To je razvidno tudi iz spodnjega prikaza:
Več o sončevih ciklih lahko preberete v tem članku.
Kaj pravi znanost?
Letos mineva 200 let, odkar je francoski matematik in fizik Joseph Fourier leta 1824 prvi omenil učinek tople grede. Ameriška fizičarka Eunice Newton Foote je leta 1856 prva pokazala toplogredni učinek CO2. Na podlagi rezultatov je sklepala, da bi naraščajoče koncentracije CO2 v ozračju povzročile ogrevanje.
Nato je učinek tople grede leta 1859 dokazal irski fizik John Tyndall z merjenjem absorptivnosti posameznih plinov pri različnih valovnih dolžinah svetlobe. Pokazal je, da sta plina dušik (N2) in kisik (O2), katerih koncentracija je v ozračju največja, za Zemljino dolgovalovno (infrardeče, IR) sevanje prepustna. Nekateri drugi plini, katerih koncentracija pa je relativno majhna, na primer vodna para (H2O), ogljikov dioksid (CO2), metan (CH4), ozon (O3) in dušikov dioksid (N2O) pa IR-sevanje učinkovito absorbirajo in delno izsevajo navzdol proti Zemlji – posledično jih imenujemo toplogredni plini. Več o tem lahko preberete v tem članku.
Vse od takrat je množica znanstvenikov potrjevala in dopolnjevala to znanje. Pomembno je vedeti, da se znanstveniki vedno osredotočajo na dokaze, ne na mnenja. V Medvladnem odboru za podnebne spremembe (IPCC) je trenutno 195 znanstvenikov, še tisoče drugih pa je vključenih v preverjanje njihovih ugotovitev.
Lansko leto je bilo najtoplejše v zgodovini meritev, letošnji april pa že enajsti mesec zapored, ko so izmerili rekordno visoke temperature in prvi april v zgodovini merjenj z globalno povprečno temperaturo nad 15 stopinjami Celzija. Povprečna temperatura zraka je bila 15,03 stopinje Celzija, kar je 0,67 stopinje Celzija več od aprilskega povprečja za obdobje 1991–2020. Zadnjih deset let je bilo najtoplejših deset let v zgodovini meritev.
Na Fakulteti za matematiko in fiziko v tem študijskem letu poteka predmet podnebne spremembe, ki ga je organiziral dr. Žiga Zaplotnik. Vsa predavanja so javna in si jih lahko ogledate na kanalu Youtube FMF.
Kakšno je tvoje mnenje o tem?
Sodeluj v razpravi ali preberi komentarje