Πόσα αέρια θερμοκηπίου αναμένουμε;

core-ice Από ‘καρότα’ που βγάζουμε με τρυπάνια μέσα από τους παγετώνες στην Ανταρκτική παίρνουμε ενδείξεις για το παρελθόν του κλίματος


Δεν μπορούμε να πούμε πόσο θα ζεσταθεί η Γη τα επόμενα χρόνια, εκτός κι αν ξέρουμε πόσα περισσότερα αέρια του θερμοκηπίου θα καταλήξουν στην ατμόσφαιρα.

Η μεγαλύτερη αβεβαιότητα είναι η ανθρώπινη. Αν μπορούμε να μειώσουν τις εκπομπές μας κατά δραστικό τρόπο αύριο, τα επίπεδα του CO2 ενδέχεται να μην αυξηθούν πολύ πέρα ??από 400 μέρη ανά εκατομμύριο. Αλλά αυτό είναι δυστυχώς απίθανο: λίγες μόνο χώρες – και όχι οι μεγαλύτεροι παραγωγοί αερίων, όπως η Κίνα και οι ΗΠΑ – έχουν κάνει σημαντικές περικοπές σε μια κλίμακα που απαιτούν οι καιροί, και η αξιοπιστία αυτών των υποσχέσεων για περικοπές υπονομεύεται από τις ίδιες αυτές χώρες, με τη δημιουργία περισσότερων εργοστασίων ηλεκτροπαραγωγής που καίνε κάρβουνο. Οι τρέχουσες εκπομπές είναι κοντά στο χειρότερο σενάριο της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Αλλαγή του Κλίματος (IPCC). Αν συνεχίσουμε σε αυτή την πορεία, τα επίπεδα του CO2 θα μπορούσαν να φτάσουν κάπου 1.000 ppm μέχρι το 2100 – ή ίσως ακόμη υψηλότερα.

Η δεύτερη αβεβαιότητα είναι η απόκριση της ίδιας της Γης. Μέχρι στιγμής, περίπου το ένα τρίτο των εκπομπών μας του CO2 έχουν απορροφηθεί από την ατμόσφαιρα, κυρίως από τους ωκεανούς. Μπορούμε να περιμένουμε ότι αυτή η απορρόφηση θα μειωθεί γιατί η ικανότητα των ωκεανών έχει κάποια όρια. Επί του παρόντος, η αύξηση των επιπέδων του CO2 οδηγούν στην υπερθέρμανση του πλανήτη, αλλά στο παρελθόν τα επίπεδα του CO2 είχαν κατά φυσικό τρόπο αυξηθεί σε απάντηση στην αύξηση των θερμοκρασιών. Δεν γνωρίζουμε για ποιον ακριβώς λόγο, αλλά έχουν προταθεί ως αιτίες από πολλούς επιστήμονες η μειωμένη διαλυτότητα του CO2 στο ζεστό νερό και οι αλλαγές στη βιολογική δραστηριότητα. Αν αυτοί οι μηχανισμοί δεν δουλέψουν σαν απορροφητήρες θα απαιτηθούν ακόμη μεγαλύτερες μειώσεις των εκπομπών για τον περιορισμό της υπερθέρμανσης του πλανήτη.

Υπάρχουν, επίσης, τεράστιες ποσότητες αερίων του θερμοκηπίου κλειδωμένες σε μόνιμα παγωμένες περιοχές, πχ σε τυρφώνες και υποθαλάσσια κοιτάσματα ένυδρου μεθανίου. Δεν γνωρίζουμε πόσο μεγάλα είναι αυτά τα καταστήματα. Ούτε γνωρίζουμε πόσο μόνιμο στρώμα του πάγου θα λιώσει, ή πόσο υγρή τύρφη θα ξεραθεί και θα διασπαστεί, ή αν οι θάλασσες θα γίνουν τόσο ζεστές για να προκαλέσουν την απελευθέρωση του μεθανίου – ένα ακόμη πιο ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου από το CO2.

Επειδή οι κίνδυνοι αυτοί δεν μπορούν να προσδιοριστούν επακριβώς, τα σενάρια του IPCC τα αγνοούν σε μεγάλο βαθμό. Στη χειρότερη περίπτωση, τα επίπεδα του CO2 θα μπορούσαν να συνεχίσουν να ανεβαίνουν ακόμα και αν κάνουμε δραστικές περικοπές των εκπομπών. Όσο περισσότερο καθυστερήσει η λήψη των μέτρων, τόσο λιγότερο πιθανό είναι να είναι αποτελεσματικά.

? Πόσο πολύ θερμότερα τελικά θα γίνουν τα πράγματα;

Πόση αύξηση της θερμοκρασίας θα υπάρξει αν, ας πούμε, διπλασιαστούν τα επίπεδα του CO2 στην ατμόσφαιρα; Ένας τρόπος για να πάρουμε μια ιδέα για το πόσο περίπλοκες ανατροφοδοτήσεις παίζουν ρόλο στο κλίμα της Γης, είναι η χρήση υπολογιστικών μοντέλων. Μια άλλη, πιο αξιόπιστη μέθοδος είναι να δούμε πώς οι αλλαγές στο CO2 έχουν επηρεάσει στο παρελθόν το κλίμα, από το πρόσφατο παρελθόν έως εκατομμύρια χρόνια πριν.

warming-two-degrees Δεν υπάρχει πλέον σχεδόν καμία πιθανότητα να περιορισθεί η αύξηση της θερμοκρασίας στους 2° C πάνω από την θερμοκρασία της προβιομηχανικής εποχής

Και οι δύο μέθοδοι δείχνουν ότι ο διπλασιασμός του CO2 ζεσταίνει τον πλανήτη κατά 2° C τουλάχιστον. Οι περισσότερες μελέτες δείχνουν μια αύξηση της θερμοκρασίας της τάξης των 3° C να είναι η πιο πιθανή απόκριση στον διπλασιασμό του διοξειδίου, και αυτή είναι η τιμή για την «κλιματική ευαισθησία» που δόθηκε σε πρόσφατες προβλέψεις της IPCC.

Μερικές μελέτες του κλιματικού παρελθόντος, ωστόσο, υποδεικνύουν «κλιματική ευαισθησία» στους 6° C ή και περισσότερο. Ένας λόγος γι ‘αυτή την ασυμφωνία είναι ότι τα μοντέλα του κλίματος περιλαμβάνουν μόνο τις «γρήγορες» ανατροφοδοτήσεις, ενώ μελέτες του παλαιοκλίματος περιλαμβάνουν, επίσης, μακροπρόθεσμες ανατροφοδοτήσεις, όπως οι αλλαγές στην παγοκάλυψη. Εάν αυτές οι μελέτες είναι πιο κοντά στην αληθινή εικόνα, τότε τα μοντέλα μπορούν να μας δώσουν ακριβείς απαντήσεις για την αύξηση της θερμοκρασίας στις επόμενες δεκαετίες και πολλά άλλα.

Αν και φαίνεται ότι οι αδυναμίες στα κλιματικά μοντέλα οδηγούν στην υποτίμηση ακόμη και βραχυπρόθεσμων ανατροφοδοτήσεων. Αυτό μπορεί να σημαίνει προβλέψεις για αύξηση της θερμοκρασίας από το 2050 έως το 2100 το πολύ. Ορισμένες μελέτες δείχνουν ότι τα μοντέλα υποθέτουν ότι η θερμότητα απορροφάται από τους ωκεανούς πιο γρήγορα από ό,τι συμβαίνει στην πραγματικότητα.

Άλλες δείχνουν ότι ίσως να υπάρξει μια πολύ μεγαλύτερη θετική ανατροφοδότηση από τα συστήματα των νεφών από ό,τι δείχνουν τα σημερινά μοντέλα. Αυτά τα θέματα δυστυχώς δεν μπορούν ακόμη να επιλυθούν λόγω της αβεβαιότητας για το μέγεθος της ψύξης που προκαλείται από ορισμένα αερολύματα, και ως εκ τούτου, για το πραγματικό μέγεθος του φαινομένου υπερθέρμανσης του πλανήτη.

Το μεγαλύτερο μέρος των στοιχείων δείχνουν ακόμα μια βραχυπρόθεσμη ευαισθησία στο κλίμα της τάξης των 3° C, όπως δείχνουν τα μοντέλα της IPCC.

Ακόμη και αν υποτεθεί μια ευαισθησία των 3° C, δεν υπάρχει πλέον σχεδόν καμία πιθανότητα να περιορισθεί η αύξηση της θερμοκρασίας στους 2° C υψηλότερη από ότι υπήρχε στην προβιομηχανική εποχή. Σύμφωνα με πρόσφατες μελέτες, για να έχουμε μεγαλύτερη από το 50 τοις εκατό πιθανότητα για να γίνει αυτό θα πρέπει να μειώσουμε τις εκπομπές κατά 80 τοις εκατό μέχρι το 2050.

Το 2007 η έκθεση της IPCC, εν τω μεταξύ, προτείνει ότι πρέπει να περιορίσουμε τα ατμοσφαιρικά επίπεδα του CO2 , με ανώτατο όριο τα 450 μέρη ανά εκατομμύριο. Σήμερα βρίσκεται στα 380 ppm. Φαίνεται απίθανο ότι θα το καταφέρουμε, λόγω των αυξανόμενων εκπομπών από χώρες όπως η Κίνα και η Ινδία. Με τις σημερινές τάσεις, η αύξηση της θερμοκρασίας θα μπορούσε να υπερβαίνει τους 4° C, ήδη από το 2060. Εάν η κλιματική ευαισθησία είναι υψηλότερη από ό,τι υποθέτουμε, ή εάν αυξηθούν οι εκπομπές του διοξειδίου υψηλότερα από ό,τι μας λέει το χειρότερο σενάριο της IPCC, τότε οι 4° C θα μπορούσαν να είναι και υποεκτιμημένο.

question-of-degree

? Τι θα γίνει εάν και όταν έρθει το σημείο ανατροπής της ισορροπίας;

climate-wildΑν η Αρκτική ξαφνικά ψυχθεί, ο θαλάσσιος πάγος θα ανακάμψει μέσα σε λίγα χρόνια. Αν οι μεγάλοι παγετώνες της Γροιλανδίας και της Ανταρκτικής χάσουν αρκετό πάγο ώστε να ανέβει το επίπεδο της θάλασσας κατά ένα μέτρο ή και περισσότερο, αντίθετα, θα χρειαστούν εκατοντάδες χρόνια χιονοπτώσεων για τη δημιουργία των πάγων και πάλι . Ο κίνδυνος είναι πραγματικός: γνωρίζουμε ότι το στρώμα του πάγου της δυτικής Ανταρκτικής που έχει καταρρεύσει πολλές φορές στο παρελθόν, αύξησε τη στάθμη της θάλασσας, τουλάχιστον 3 μέτρα.

Μπορούμε να εντοπίσουμε πολλά άλλα τέτοια επικίνδυνα "σημεία ανατροπής της ισορροπίας". Ο Αμαζόνιος θα μπορούσε να μετατραπεί από τροπικό δάσος σε χορτολιβαδικές εκτάσεις, ακριβώς όπως η Σαχάρα ξαφνικά στέρεψε 8.000 χρόνια πριν. Τεράστιες ποσότητες μεθανίου θα μπορούσε να ελευθερωθούν από τα υποθαλάσσια υδροξείδια του μεθανίου.

Ακόμη και χωρίς σημεία ανατροπής της ισορροπίας, υπάρχει μια τεράστια αδράνεια στο κλιματικό σύστημα. Χρειάζονται ακόμα και δεκαετίες για να γίνουν εμφανείς και οι πιο άμεσες αλλαγές, σαν αποτέλεσμα των υψηλότερων επιπέδων των αερίων του θερμοκηπίου, δηλαδή μια αύξηση στις θερμοκρασίες της επιφάνειας της Γης. Χρειάζονται αιώνες πλέον για κάποιες συνέπειες, όπως οι ωκεανοί να γίνουν πιο φτωχοί σε οξυγόνο καθώς σιγά-σιγά ζεσταίνονται. Αυτά τα αποτελέσματα είναι ουσιαστικά μη αναστρέψιμα σε μια ανθρώπινη χρονική κλίμακα. Άλλα πάλι, όπως η εξαφάνιση των ειδών και η βύθιση των μεγάλων πόλεων στη θάλασσα, δεν είναι αντιστρέψιμα γεγονότα. Ο κίνδυνος είναι ότι από τη στιγμή που συνειδητοποιούμε ότι είμαστε έτοιμοι να περάσουμε τα σημεία ανατροπής της ισορροπίας, μπορεί να είναι ήδη πολύ αργά για να κάνουμε κάτι γι ‘αυτό.

? Θα υπάρξουν περισσότερα τυφώνες;

tornadoΧρειάζεται πολλή ενέργεια για να μετατραπεί το νερό σε υδρατμό. Όταν οι υδρατμοί συμπυκνώνονται προς σχηματισμό των νεφών, αυτή η αποθηκευμένη ενέργεια απελευθερώνεται, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος αέρα οπότε αυτός ανυψώνεται και ψύχεται, κάνοντας πιο συμπυκνωμένο νερό, και ούτω καθεξής. Η διαδικασία αυτή παρέχει την ενέργεια που τροφοδοτεί πολλά ακραία καιρικά φαινόμενα, όπως είναι οι καταιγίδες. Αυτός είναι ο λόγος που οι τροπικοί κυκλώνες ή τυφώνες, σχηματίζονται μόνο πάνω από τις θερμές θάλασσες: χωρίς έναν άφθονο ανεφοδιασμό από υγρό αέρα, αυτοί ξεμένουν από ενέργεια.

Καθώς η χαμηλότερη ατμόσφαιρα θα γίνεται θερμότερη και πιο υγρή κατά τις προσεχείς δεκαετίες, θα υπάρχουν περισσότερες διαθέσιμα ‘καύσιμα’ που θα φέρνουν ακραίες καταιγίδες. Αλλά πόσο συχνά θα αναφλέγονται τα ‘καύσιμα’; Οι τυφώνες είναι σχετικά σπάνιοι, καθώς σχηματίζονται μόνο όταν οι συνθήκες είναι εντελώς κατάλληλες. Ενώ οι μεγαλύτερες θερμοκρασίες της θαλάσσιας επιφάνειας θα ευνοήσουν το σχηματισμό τους, οι ισχυροί άνεμοι μπορεί να τους διαρρήξουν. Το αποτέλεσμα θα μπορούσε να είναι συνολικά λιγότεροι τυφώνες, αλλά με μεγαλύτερη ένταση, όταν θα συμβαίνουν. Καθώς η καταστρεπτική δύναμη των τυφώνων αυξάνεται εκθετικά με την αύξηση της ταχύτητας του ανέμου, μερικές έντονες καταιγίδες μπορεί να σπείρουν τον όλεθρο περισσότερο από ό,τι πολλοί ασθενείς μαζί.

Στα εύκρατα βόρεια γεωγραφικά πλάτη, τα νέα ??θα μπορούσαν να είναι καλύτερα. Εκεί οι χειμερινές καταιγίδες τροφοδοτούνται σε μεγάλο βαθμό από τις διαφορές της θερμοκρασίας μεταξύ του ψυχρού αέρα από τους πόλους και θερμότερες μάζες αέρα από τους τροπικούς. Τέτοιες καταιγίδες μπορεί να γίνουν λιγότερο συχνές, καθώς η ταχεία αύξηση της θερμοκρασίας στην Αρκτική μειώνει τις διαφορές της θερμοκρασίας.

? Πώς θα αλλάξει το κλίμα σε κάθε περιοχή;

Ακόμη και με μια μέση παγκόσμια αύξηση της θερμοκρασίας μόλις 2° C, θα υπάρξει κάποιες αρκετά δραματικές αλλαγές. Ποιές περιοχές πρόκειται να μετατραπούν σε τροπικούς παραδείσους; Ποιές σε αφόρητα υγρούς διαβολότοπους; Ποιές σε ερήμους; Για την σχεδίαση του μέλλοντος θα ήταν χρήσιμο να τους γνωρίζουμε.

Δυστυχώς, εμείς δεν μπορούμε. Η γενική εικόνα είναι ότι οι τροπικές περιοχές θα επεκταθούν και θα γίνουν λίγο πιο υγρές. Οι ξηρές ζώνες εκατέρωθεν των τροπικών θα γίνουν πιο ξηρές και θα κινηθούν προς τους πόλους. Τα υψηλά γεωγραφικά πλάτη θα γίνουν πολύ θερμότερα και πιο υγρά.

Όταν πρόκειται για άκρα λεπτομέρεια, όμως, δεν υπάρχει μεγάλη συμφωνία. Μερικοί επιστήμονες υπολογιστικών μοντέλων του κλίματος, ακόμη υποστηρίζουν ότι οι αναλυτικές περιφερειακές προβλέψεις είναι παραπλανητικές, επειδή συνεπάγονται ένα βαθμό βεβαιότητας σχετικά με τις μελλοντικές συνθήκες που απλά σήμερα δεν υπάρχει.

Το ένα πρόβλημα είναι ότι δεν ξέρουμε τι θα κάνουν οι άνθρωποι. Το πόση έκταση από το τροπικό δάσος του Αμαζονίου θα παραμένει ως έχει το 2100, για παράδειγμα, θα έχει μεγάλο αντίκτυπο στις τοπικές βροχοπτώσεις και τις θερμοκρασίες.

Είναι άλλο θέμα είναι η ανάλυση. Για να κάνετε διαχειρίσιμους υπολογισμούς, τα μοντέλα του κλίματος διαιρούν την ατμόσφαιρα έως και σε τεράστια κομμάτια. Το να κάνεις περιφερειακές προβλέψεις σημαίνει «μεγέθυνση» από τα μοντέλα αυτά ή να αποσυνδέεις τοπικά μοντέλα, προσεγγίσεις που απέχουν πολύ από το ιδανικό.

Επιπλέον, τα παγκόσμια μοντέλα είναι γνωστό ότι είναι φτωχά στο να προσομοιώνονται σε μερικά φαινόμενα που έχουν τεράστιο αντίκτυπο στο τοπικό κλίμα, όπως η κυκλοφορία των υδάτων του Ατλαντικού – υπεύθυνη για, μεταξύ των άλλων, το Ρεύμα του Κόλπου που θερμαίνει τη Δυτική Ευρώπη. Εάν αυτή η κυκλοφορία επιβραδυνθεί ή σταματήσει εντελώς, το νότιο ημισφαίριο θα έχει πολύ περισσότερη ζέστη, η βόρειο-ανατολική Αμερική και η Ευρώπη δεν θα ζεσταίνεται σχεδόν τόσο πολύ όσο παλιά, ενώ και οι ασιατικοί μουσώνες μπορεί να μην γίνουν. Χωρίς έναν καλό έλεγχο για αυτά τα είδη των αλλαγών που ενδέχεται να προκύψουν, οι περιφερειακές προβλέψεις θα μπορούσαν να είναι απομακρυσμένες.

? Και πόσο γρήγορα θα ανέβει το επίπεδο της θάλασσας;

sea-level-arise-small-islandsΗ άνοδος της στάθμης της θάλασσας θα μπορούσε να είναι άσχημο νέο για πολλές μικρές νησιωτικές χώρες ή πόλεις, όπως το Λονδίνο, η Νέα Υόρκη και η Σαγκάη, καθώς και ολόκληρες πυκνοκατοικημένες εκτάσεις, με χαμηλό υψόμετρο σε περιοχές όπως η Ολλανδία, το Μπαγκλαντές και η Φλόριντα

Αν το λιώσιμο των μεγάλων παγετώνων είναι μια πολύ αργή διαδικασία που διαρκεί χιλιάδες χρόνια, μπορεί να υπάρχει αρκετός χρόνος για να πέσει η θερμοκρασία του πλανήτη μας πριν από την αύξηση της στάθμης της θάλασσας κατά μερικά μέτρα. Εάν οι παγετώνες αποκριθούν (λιώσουν) αμέσως σε μια αύξηση της θερμοκρασίας, ωστόσο οι απόγονοί μας θα ζήσουν σε έναν κόσμο με μια δραματικά μεταβαλλόμενη ακτογραμμή.

Έχουμε λίγη ιδέα για πόσο χώρο έχουμε για ελιγμούς. Τα παλιά επεισόδια της τήξης των πάγων προσφέρουν λίγη βοήθεια. Η τήξη μπορεί μάλιστα να είναι ραγδαία: καθώς τελείωσε η τελευταία εποχή των παγετώνων, η εξαφάνιση των πάγων που κάλυπταν τη Βόρεια Αμερική αύξησε τη στάθμη της θάλασσας πάνω από ένα μέτρο ανά αιώνα κατά καιρούς. Δεν είναι σαφές αν ο πάγος της Γροιλανδίας θα λιώσει τόσο γρήγορα.

Για να προβλέψουμε με ακρίβεια πόσο γρήγορα θα ανέβει το επίπεδο της θάλασσας, θα πρέπει πρώτα να γνωρίζουμε πόσο θερμότερος πρόκειται να γίνει ο πλανήτης μας. Όπως έχουμε δει, δεν μπορούμε να το ξέρουμε. Στη συνέχεια, θα πρέπει να γνωρίζουμε πόση από αυτή την επιπλέον θερμότητα θα μεταφερθεί στο λιώσιμο των πάγων. Όχι και πολύ καιρό πριν, θεωρήθηκε ότι ο θερμότερος αέρας θα είναι η κύρια αιτία της τήξης των πάγων, αλλά τώρα φαίνεται πως τα νερά των ωκεανών του πλανήτη έχουν ήδη ένα σημαντικό λόγο.

Κι αυτό είναι ένα άσχημο νέο, διότι το ζεστό νερό λιώνει τον πάγο πολύ γρηγορότερα από ό,τι ο ζεστός αέρας. Τα ζεστά ρεύματα μπορεί να λιώσουν τον πάγο που επιπλέει., ο οποίος συγκρατεί και τον πάγο στο έδαφος. Ακόμη χειρότερα, σε μέρη όπως η Δυτική Ανταρκτική, πάγοι μένουν στους πυθμένες (κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας) και έτσι θα μπορούσαν να εκτεθούν άμεσα στο ζεστό νερό των ωκεανών.

Μέχρι πρόσφατα η IPCC είχε προβλέψει ότι τα τεράστια στρώματα πάγου της Ανταρκτικής θα αυξηθούν κατά τον 21ο αιώνα, γιατί η αύξηση της θερμοκρασίας θα αυξήσει την περιεκτικότητα της ατμόσφαιρας σε νερό, οδηγώντας έτσι σε περισσότερες χιονοπτώσεις. Η εικόνα αυτή  μας φαίνεται ήδη αρκετά διαφορετική. Δορυφορικές μετρήσεις δείχνουν ότι και η Ανταρκτική και η Γροιλανδία χάνουν ήδη μεγάλες ποσότητες πάγου, και ο ρυθμός της απώλειας φαίνεται δυστυχώς να επιταχύνεται. Αν οι σημερινές τάσεις συνεχιστούν – δεν ξέρουμε αν θα συνεχιστούν – η απώλεια των πάγων από αυτά τα φύλλα και μόνο θα ανεβάσει τη στάθμη της θάλασσας 0,5 μέτρα έως το 2100. Επεκτείνεται την εικόνα αυτή σε όλη την υδρόγειο και όπως λένε πολλοί γεωλόγοι ειδικοί στους πάγους οι θάλασσες θα μπορούσαν να ανέβουν ένα μέτρο ή και περισσότερο μέχρι το 2100. Το τελευταίο θα ήταν πολύ άσχημο νέο για πολλά μικρά νησιωτικά έθνη, πόλεις όπως το Λονδίνο, τη Νέα Υόρκη και τη Σαγκάη, και ολόκληρες πυκνοκατοικημένες εκτάσεις, με χαμηλό υψόμετρο γης σε περιοχές όπως η Ολλανδία, το Μπαγκλαντές και τη Φλόριντα.

Τέλος, το χειρότερο σενάριο είναι ότι οι ισχυρές θετικές ανατροφοδοτήσεις μπορεί να προκαλέσουν το έναυσμα για την άμεση τήξη. Καθώς οι παγετώνες θα λιώνουν, για παράδειγμα, οι επιφάνειές τους θα χαμηλώσουν, οπότε θα εκτεθούν σε θερμότερο αέρα. Κι αν συμβεί αυτό, η άνοδος της στάθμης της θάλασσας θα μπορούσε να επιταχυνθεί ταχύτατα.

Πηγή: New Scientist