Resnice in laži: koliko CO2 je v ozračju in zakaj ima tako velik vpliv

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 svetadr. 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.

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.