Motywacja związana ze zmianami klimatu

1. Spalanie paliw kopalnych powoduje wzrost koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze .
2. Dwutlenek węgla jest gazem cieplarnianym .
3. Nasilenie efektu cieplarnianego powoduje wzrost średniej temperatury na Ziemi (oraz ma szereg innych następstw) .

Zacznijmy od tego, że stężenie dwutlenku węgla stale rośnie. Rys. 1.4. przedstawia pomiary stężenia CO2 w powietrzu od roku 1000 do chwili obecnej. Niektórzy „sceptycy” twierdzą, że obecne zmiany są zjawiskiem naturalnym. Czy za „sceptyka” powinniśmy zatem uznać osobę, która nawet nie spojrzała na dane? Czy nie uważasz, że prawdopodobnie coś wydarzyło się między rokiem 1800 a 2000? Coś, co nie było procesem naturalnym, obecnym w poprzednim tysiącleciu? Coś rzeczywiście miało miejsce. Nazywamy to dzisiaj rewolucją przemysłową .

Zaznaczyłem na wykresie rok 1769, w którym James Watt opatentował maszynę parową. Owszem, pierwszy działający silnik parowy został wynaleziony w 1698 roku, znacznie wydajniejszy silnik Watta na dobre rozpoczął rewolucję przemysłową. Jednym z pierwszych zastosowań maszyny parowej było wypompowywanie wody z kopalni węgla kamiennego. Rys. 1.5. ukazuje wydobycie węgla w Wielkiej Brytanii od roku 1769; wykres przedstawia produkcję węgla wyrażoną w miliardach ton CO2 uwolnionych do atmosfery podczas spalania węgla. W roku 1800 węgiel był używany do produkcji żelaza, łodzi, ogrzewania budynków, napędzania lokomotyw oraz innych maszyn i oczywiście do zasilania pomp, które umożliwiały coraz większe wydobycie węgla z wnętrza wzgórz Anglii i Walii. Można powiedzieć, że Brytyjczycy zostali szczególnie hojnie obdarzeni „czarnym złotem” – na samym początku rewolucji przemysłowej zawartość węgla w złożach zalegających pod Wielką Brytanią była mniej więcej taka sama, jak obecna zawartość węgla w ropie naftowej pod Arabią Saudyjską.

W ciągu trzydziestu lat (1769–1800) roczne wydobycie węgla w Wielkiej Brytanii wzrosło dwukrotnie; kolejny trzydziestoletni okres (do roku 1830) znów „zaowocował” podwojeniem; następne zdublowanie miało już miejsce w ciągu dwudziestu lat (do roku 1850), a dalsze znów dwadzieścia lat później (do 1870 roku). Dzięki tak ogromnym zasobom węgla kolory Wielkiej Brytanii zdominowały znaczną część mapy świata. Dobrobyt, który panował wtedy w Anglii oraz Walii, zaowocował stuleciem bezprecedensowego wzrostu populacji.

Brytyjskie wydobycie węgla osiągnęło szczyt w roku 1910, ale wydobycie światowe rosło nadal, podwajając się co 20 lat. Trudno jest przedstawić historię światowej produkcji węgla na jednym wykresie. By w tej samej skali pokazać, co stało się w ciągu następnych 50 lat, potrzebowałbym strony długiej na metr.

Aby poradzić sobie z tym problemem, możemy przeskalować pionową oś wykresu: Rys. 1.5_2. znacząco wzrosła też wielkość populacji, to jednak trudno z nich odczytać względne stopy wzrostu. Skala logarytmiczna umożliwia wygodne porównywanie stóp wzrostu. Patrząc na nachylenie krzywej populacji, możemy zobaczyć na przykład, że stopa wzrostu światowej populacji była w ciągu ostatnich 50 lat trochę wyższa niż w Anglii i Walii w roku 1800.

Między rokiem 1769 a 2006 światowe roczne wydobycie węgla wzrosło 800-krotnie i nadal rośnie. Inne paliwa kopalne również są wydobywane na dużą skalę – środkowy wykres na rysunku 1.7. przedstawia wydobycie ropy, jednakże pod względem emisji CO2, nadal króluje węgiel.

Spalanie paliw kopalnych jest podstawową przyczyną wzrostu stężenia CO2 w atmosferze. To fakt, ale... zaraz, zaraz, coś słyszę... Tak, to nieustające szepty grupy sceptyków klimatycznych. Jakie jest ich zdanie na ten temat? Oto wypowiedź Dominica Lawsona, autora kolumny w „The Independent”: „Spalanie paliw kopalnych powoduje emisję około siedmiu miliardów ton CO2 do atmosfery rocznie, co wygląda na całkiem sporo. Pamiętajmy jednak, że biosfera i oceany emitują odpowiednio około 1900 miliardów ton i 36 000 miliardów ton CO2 do atmosfery rocznie – [...] to dlatego niektórzy z nas są sceptycznie nastawieni do nacisku, jaki kładzie się na wpływ spalania paliw kopalnych przez człowieka na efekt cieplarniany.

Redukowanie antropogenicznych emisji CO2 jest objawem megalomanii, wyolbrzymianiem znaczenia ludzkich działań. Politycy nie mają wpływu na pogodę”.

Mógłbym poświęcić wiele miejsca sceptykom klimatycznym, przy czym nie wszystko, co mówią, jest stekiem bzdur, ale tego nie zrobię. Niemniej jednak nieodpowiedzialne dziennikarstwo Dominica Lawsona i jemu podobnych zasługuje na komentarz.

Pierwszym błędem Lawsona jest to, że wszystkie liczby, które podał (7, 1900 i 36 000), są nieprawdziwe. Poprawne liczby to odpowiednio: 26, 440 i 330. Mając w pamięci te dane, zajmijmy się głównym zarzutem Lawsona, względnie małym udziałem emisji wywołanych przez człowieka.

To prawda, że strumień emisji CO2 pochodzenia naturalnego jest większy niż strumień emisji, który dokładaliśmy od siebie przez ostatnie 200 lat, gorliwie spalając paliwa kopalne. Natomiast to, co budzi zastrzeżenia to absolutnie mylne wyliczanie ogromnych naturalnych przepływów CO2 do atmosfery bez wspominania o tym, iż praktycznie taka sama ilość powraca z atmosfery do biosfery i oceanów. Chodzi o to, że te naturalne przypływy do i z atmosfery były w prawie całkowitej równowadze przez tysiące lat. Argument, że naturalne emisje są znacznie większe od antropogenicznych, jest zupełnie bez znaczenia głównie z tego powodu, iż naturalne przepływy same się równoważyły. To właśnie dzięki temu stężenie CO2 w atmosferze i oceanie pozostawało na stałym poziomie przez tysiące lat. Spalanie przez nas paliwa kopalnego stanowi nowy strumień emisji CO2. To prawda, że w porównaniu z emisjami naturalnymi nie jest on wielki, jednak nie jest on przez nic równoważony.

Oto prosta analogia do odprawy celnej na lotnisku, gdzie przybywa około tysiąca podróżnych na godzinę, a celników wystarcza dokładnie do obsługi tej liczby osób.

Dzięki dokładnemu dostosowaniu liczby pracowników obsługi do liczby podróżnych kolejka nie wydłuża się. A teraz wyobraź sobie, że z powodu mgły na nasze lotnisko zostają skierowane dodatkowe loty z innego, mniejszego lotniska i co godzinę przybywa dodatkowe 50 osób. To niewiele w porównaniu z normalną liczbą obsługiwanych pasażerów, dlatego zarząd portu lotniczego bagatelizuje sprawę i nie przydziela dodatkowych pracowników. Tym sposobem personel wciąż obsługuje dokładnie tysiąc osób na godzinę, ale kolejka podróżnych nieuchronnie zaczyna się wydłużać – w sali przylotów gromadzi się coraz więcej osób. Dokładnie tak samo spalanie paliw kopalnych zwiększa koncentrację CO2 w atmosferze i powierzchniowej warstwie oceanu. Żaden klimatolog nie podważa tego faktu. Zatem jeśli chodzi o stężenie CO2, nasze emisje jak najbardziej mają znaczenie.

No dobrze. Spalanie paliw kopalnych znacząco wpływa na zwiększenie się stężenia CO2. I co w tym złego? „Dwutlenek węgla jest przecież zupełnie naturalnym gazem!” – przypominają nam naftowi spin doktorzy – „Bez niego nie byłoby życia!”. Faktycznie, gdyby CO2 nie powodował szkodliwych efektów, moglibyśmy w ogóle nie przejmować się jego emisją do atmosfery. Niestety, jest to również gaz cieplarniany. Może nie o najsilniejszym działaniu, ale mimo to znaczącym. Wprowadźmy go więcej do atmosfery, a zrobi to, co robią wszystkie gazy cieplarniane: zacznie pochłaniać promieniowanie podczerwone (ciepło) pochodzące z Ziemi i emitować je z powrotem w różnych kierunkach.

Rezultatem jest zakłócenie odpływu ciepła z planety i zatrzymywanie go przy niej – podobny efekt uzyskalibyśmy, przykrywając Ziemię olbrzymią kołdrą. Dlatego dwutlenek węgla ma jak najbardziej szkodliwy efekt i fakt ten jest potwierdzony nie tylko przez kompleksowe historyczne pomiary temperatury na Ziemi, ale również przez elementarne fizyczne własności cząsteczki CO2. Reasumując, gazy cieplarniane działają jak kołdra, a CO2 tworzy jedną z jej warstw.

Co zatem stanie się, jeśli ludzie podwoją lub nawet potroją stężenie CO2 (a do tego celu skutecznie zmierzamy, podążając obecną drogą), to co wtedy? Z odpowiedzią na to pytanie wiąże się duża doza niepewności. Klimatologia jest skomplikowaną nauką. Sprawy związane z klimatem są bardzo złożone i trudne do przewidzenia. Dokładne wyliczenie, jak bardzo ociepli się Ziemia, gdy podwoimy ilość CO2 jest niemożliwe z wielu powodów, jednak najbardziej wiarygodne modele klimatyczne są zgodne co do tego, że podwojenie stężenia CO2 będzie miało skutek zbliżony do zwiększenia aktywności Słońca o 2% i podniesie średnią temperaturę na Ziemi o około 3 oC. Przyszli historycy raczej nie pochwalą naszych działań. Nie będę tu recytował całej litanii prawdopodobnych skutków – jestem pewien, że już nie raz je słyszałeś. Litania zaczyna się od słów „Pokrywa lodowa Grenlandii zacznie stopniowo topnieć i w przeciągu kilkuset lat poziom morza podniesie się o około 7 metrów”. Wszystkie nieszczęścia wymieniane w owej litanii dotkną przyszłe pokolenia. Podobne temperatury nie były spotykane na Ziemi od co najmniej 100 000 lat (a najprawdopodobniej nawet od dziesiątek milionów lat).

Niewykluczone, że ekosystemy ziemskie ulegną tak znacznym zmianom, że nasza planeta nie będzie w stanie dłużej dostarczać nam tych wszystkich dóbr i usług, których dostępność wydaje się nam dzisiaj najzupełniej oczywista.

Modelowanie zmian klimatu jest niezwykle trudne, gdyż wiąże się z wieloma niepewnościami. Ale niepewność tego, jak klimat zareaguje na dodatkowe gazy cieplarniane w atmosferze, nie usprawiedliwia bierności. Czy gdybyś pędził motocyklem we mgle tuż nad krawędzią stromego klifu, a na dodatek nie miałbyś dokładnej mapą okolicy, to czy brak mapy usprawiedliwiałby to, że nie zwolniłeś? Kto zatem powinien zdjąć nogę z gazu? Kto powinien posprzątać po nadmiernych emisjach CO2? Kto jest odpowiedzialny za zmiany klimatu? To oczywiście pytania natury etycznej, nie czysto naukowej, ale nawet dyskusja o charakterze etycznym powinna opierać się na faktach. Przyjrzyjmy się więc bliżej faktom dotyczącym emisji gazów cieplarnianych. Na początek słów kilka o jednostkach, w których emisje te są mierzone. Gazy cieplarniane to między innymi dwutlenek węgla, metan oraz podtlenek azotu. Każdy z nich ma inne właściwości fizyczne. Zgodnie z przyjętą konwencją, wszystkie emisje gazów cieplarnianych wyraża się za pomocą „ekwiwalentu dwutlenku węgla”, gdzie słowo „ekwiwalent” oznacza „wywoływanie takiego samego efektu cieplarnianego przez okres 100 lat”. Jedną tonę ekwiwalentu dwutlenku węgla zapisujemy w następujący sposób: 1t CO2e, zaś jeden miliard ton to 1Gt CO2e, czyli jedna gigatona.

W roku 2000 światowa emisja gazów cieplarnianych wynosiła 34 miliardy ton ekwiwalentu dwutlenku węgla rocznie. Niewyobrażalna liczba. Ale możemy wyrazić ją w bardziej przystępny sposób – poprzez podzielenie jej przez liczbę wszystkich ludzi na Ziemi (dla wygody obliczeń zaokrągloną do 6 miliardów).

Uzyskany wynik – 5,5t CO2e – to przybliżona wielkość emisji gazów cieplarnianych na jedną osobę na rok. Możemy także przedstawić światowe emisje za pomocą prostokąta, którego szerokością będzie wielkość populacji ludzkiej na Ziemi (dla wygody obliczeń zaokrąglimy tę liczbę do 6 miliardów), zaś wysokością – emisje przypadające na jedną osobę.

Pomimo tego, że w dzisiejszych czasach uważa się, że wszyscy ludzie są sobie równi, to jednak nie wszyscy emitują równo po 5,5 tony CO2 rocznie. Jeśli odpowiednio pogrupujemy emisje z 2000 roku, możemy pokazać, jak 34 miliardy ton CO2 z naszego prostokąta są dzielone pomiędzy różne regiony Ziemi.

Powyższy diagram, zachowujący tę samą skalę co prostokąt ze strony poprzedniej, dzieli świat na 8 regionów. Pole każdego prostokąta reprezentuje emisję gazów cieplarnianych z poszczególnych regionów.

Szerokość każdego prostokąta odpowiada wielkości populacji danego regionu, zaś wysokość obrazuje średni poziom emisji na osobę w tym regionie.

W roku 2000 poziom emisji gazów cieplarnianych na osobę w Europie był dwa razy wyższy od średniej światowej, zaś w Ameryce Północnej był wyższy aż cztery razy.

Kiedy będziemy kontynuować dzielenie prostokątów, tak by każdy symbolizował jeden kraj, zrobi się naprawdę interesująco: kraje o najwyższym poziomie emisji dwutlenku węgla na osobę to Australia, USA i Kanada; kraje europejskie, Japonia oraz RPA dzielnie gonią czołówkę. Wśród krajów europejskich emisje Wielkiej Brytanii plasują się na średnim poziomie. A co z Chinami, tym niegrzecznym krajem, „wymykającym się spod kontroli”? Trzeba przyznać, że powierzchnia prostokąta należącego do Chin jest nawet większa niż dla USA, jednak wielkość emisji przypadająca na jedną osobę w Chinach jest, uwaga! poniżej średniej światowej. Natomiast w Indiach emisje na osobę są poniżej połowy średniej światowej. Warto przypomnieć w tym momencie, że duża część emisji pochodzących z przemysłu w Chinach czy w Indiach jest związana z wytwarzaniem dóbr eksportowanych do krajów bogatych. Innymi słowy, są to emisje obciążające nasze konto.

Tak więc, zakładając, że „coś musi zostać zrobione” w celu ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, pojawia się pytanie, kto właściwie powinien wziąć na siebie odpowiedzialność za zrobienie tego czegoś? Jak już wcześniej wspominałem, jest to pytanie natury etycznej. Trudno jednak wyobrazić sobie jakikolwiek system etyczny, który zanegowałby oczywistą odpowiedzialność.

przypis. 1.3., przypis. 1.4., przypis. 1.5., przypis. 1.6.