Cât de cald va fi în anii următori și cum poate fi înțeles greșit fenomenul ÎNCĂLZIRII GLOBALE
Cât de cald va fi în anii următori? Astăzi vorbim despre cum se leagă asta de încălzirea globală și cum poate fi înțeles greșit acest fenomen. Am văzut cum cantitatea de dioxid de carbon aproape că s-a dublat față de perioada preindustrială – de vină este arderea combustibililor fosili. În al doilea am văzut cum dioxidul de carbon, chiar dacă este în concentrații mici (0.04% din atmosferă), este al doilea gaz care contribuie, cu aproape un sfert din efect, la încălzirea de milioane de ani a Pământului.
Punând în balanță cele două cifre – contribuția dioxidului de carbon cu un sfert la efectul normal de seră şi dublarea cantității de dioxid de carbon în era industrială –, rămânem pe gânduri. Este oare posibil ca acestea să ducă la o supraîncălzire a planetei, adică atmosfera să devină o “plapumă” şi mai groasă? Nu trebuie decât să ne uităm în spațiu, la planeta Venus, ca să vedem cum, pe perioade îndelungate, se poate întâmpla.
Pentru noi, întrebarea crucială este: cu cât va creşte temperatura Pământului datorită excesului de dioxid de carbon emis în atmosferă în perioada industrială?
”Răspunsul la această întrebare nu a fost deloc simplu”
Pentru mine, notează Cristian Presură pentru Infoclima, răspunsul la această întrebare nu a fost deloc simplu, aşa cum m-am așteptat la început, când credeam că, dacă știu câte molecule de dioxid de carbon sunt, pot calcula câtă radiaţie absorb şi deci cât de mult se încălzește atmosfera.
Problema este că, în domeniul nostru de interes, 600-700cm-1, toată radiaţia termică emisă de suprafaţa Pământului este absorbită de atmosferă. Asta este crucial. Punând mai multe molecule de dioxid de carbon nu se schimbă cu nimic situația, pentru că noile molecule nu mai au ce să absoarbă, radiaţia a fost deja absorbită toată de moleculele care erau deja în aer.
”Punând mai mult dioxid de carbon, nu schimbă cu nimic situația”
Acesta a fost un motiv de confuzie major la început, când studiile argumentau că creşterea dioxidului de carbon nu mai poate conduce la creşterea temperaturii, oricât de mult am pune. Practic, temperatura şi-ar fi atins maximul şi deci dioxidul de carbon emis în perioada industrială nu trebuie să ne îngrijoreze.
Pentru a vedea cât de puternic este argumentul acesta simplist, îl repetăm:
Pământul emite radiaţie termică. În intervalul nostru 600-700cm-1, atmosfera absoarbe toată această radiaţie. Punând mai mult dioxid de carbon, nu schimbă cu nimic situația, pentru că noua cantitate de dioxid de carbon nu mai are ce să absoarbă – radiaţia a fost deja absorbită.
În acest argument, poți să pui şi de 10 ori mai mult dioxid de carbon, cantitatea de radiaţie termică emisă de Pământ şi absorbită de atmosferă va fi aceeaşi, deci și acceași temperatură
Unde este greșeala? Într-un argument subtil: odată cu creşterea concentraţiei de dioxid de carbon, se absoarbe mai multă radiaţie de la marginea regiunii spectrale, adică din zonele de 600cm-1 şi de 700cm-1. Asta pentru că acestea se află la marginea zonei de absorbție pentru dioxidul de carbon şi de aceea ele nu sunt „saturate” de radiaţia care are frecvența de aproximativ 600cm-1 sau 700 cm-1.
”O modelare a emisiei termice a atmosferei către partea ei exterioară”
Aceleași zone sunt cele responsabile de încălzirea globală (creşterea temperaturii dată de creşterea concentraţiei de carbon) şi nu grosul intervalului de la 600cm-1 la 700cm-1.
Asta se vede cel mai bine în următorul grafic, care conține esența fenomenului. Vedem aici o modelare a emisiei termice a atmosferei către partea ei exterioară, deci către spațiu. Seamănă cu spectrul măsurat de sateliți şi prezentat mai devreme.
Recunoaștem aceleași elemente discutate: radiaţia emisă în spațiu are, în afara zonei de centru, o temperatură de aproximativ 280 de grade Kelvin (adică vreo câteva grade Celsius) cât este temperatura atmosferei (deoarece ea trece prin atmosfera neafectată). Între 600 şi 700 de cm-1 emisia este puternic diminuată – pentru că ea provine de la straturile superioare ale atmosferei, care au o temperatură mult mai mică, de 220 K, adică vreo -50 de grade Celsius.
Aceasta este zona în care radiaţia termică de la suprafaţa Pământului a fost absorbită de atmosferă. Vedem aici două curbe. Una verde, corespunzătoare unei concentrații de 300 ppm de dioxid de carbon (înainte de era industrială) şi una albastră, corespunzătoare unei concentrații duble de 600 ppm de dioxid de carbon (o valoare ce va fi atinsă în acest secol dacă nu se iau măsuri). Diferența dintre cele două curbe este foarte mică.
Recunoaștem aici cele două efecte discutate mai devreme. În partea de jos nu vedem nicio diferență – semn că atmosfera este deja opacă în această regiune. În schimb, ceea ce se observă este o lărgire a liniilor de absorbție în zona de 600 cm-1 şi în zona de 700cm-1. Practic, radiațiile de la marginea spectrului în această zonă, care înainte treceau prin atmosferă, sunt acum absorbite de aceasta (ele nu mai ajung în spațiu, valoarea lor este mai mică pentru curba albastră).
Forța (presiunea) radiativă și măsurătorile ei complicate
Pe grafic mai este indicat un număr: DeltaF=3.39 W/m2. Acesta poartă numele de „forță radiativă” sau „presiune radiativă” şi este unul dintre cei mai importanți factori ai încălzirii globale.
Forța radiativă reprezintă cantitatea adițională de energie pe metru pătrat pe care atmosfera o radiază înapoi către Pământ, între două situații: valoarea de dinaintea revoluției industriale (300ppm în desen) şi valoarea de azi (în grafic este aleasă o valoare mai mare, de 600ppm).
Simplu spus, forța radiativă ne spune cu câtă energie adițională se încălzește fiecare metru pătrat de pământ, datorită faptului că în atmosferă este mai mult dioxid de carbon față de perioada preindustrială. Valoarea calculată (când dioxidul de carbon va atinge 600ppm) este de aproape 3.4W/m2. Dacă o comparăm cu energia ce vine de la Soare, de 240W/m2, asta înseamnă peste un procent – ceea ce nu e puțin deloc.
Creşterea de dioxid de carbon în atmosferă, față de era preindustrială, conduce la o creştere a energiei pe care o primește Pământul
De ce? Pentru că, ne spun modelările, creşterea de dioxid de carbon în atmosferă, față de era preindustrială, datorată arderilor combustibililor fosili, conduce la o creştere a energiei pe care o primește Pământul cu un procent.
Pentru că mărimea forței radiative (de un procent din energia primită de la soare) este importantă, am căutat să estimez această forță radiativă, dar nu am găsit niciun model simplu. Nu este de mirare pentru că, să ne aducem aminte, această creştere nu vine de la tot spectrul de absorbție al dioxidului de carbon în domeniul 600-700cm-1, ci de la marginea lui. În plus, sunt şi dificultăți cauzate de contribuția vaporilor de apă, care este greu de modelat, aşa cum am menționat mai sus.
Vizibil dezamăgit, am căutat nu numai calcule, dar şi măsurători precise ale acestei forțe radiative, dar nu am găsit prea multe. Am dat peste acest articol publicat în revista Nature, una din cele mai apreciate din lume, care mi-a lămurit dilema.
Citez din articol: “However, despite widespread scientific discussion and modelling of the climate impacts of well-mixed greenhouse gases, there is little direct observaţional evidence of the radiative impact of increasing atmospheric CO”. Adică, este şi greu de măsurat, nu numai de modelat. Nu e de mirare că nu am găsit.
Totuși, acest articol arată o astfel de măsurătoare a forței (presiunii) radiative. Cum? Printr-o măsurătoare directă a radiaţiei emise de atmosferă către suprafaţa Pământului. Practic, spectrometrul este așezat pe pământ şi orientat în sus, către atmosferă.
Astfel, s-a putut măsura energia cu care Pământul se încălzește şi, foarte important, variația ei, de la an la an. (articolul integral pe Infoclima)
Citește și:
Resursele de pe fundul oceanelor | Un pas prea departe pentru TRANZIȚIA verde?
Punctul Nemo, un CIMITIR spațial care poluează Pacificul?
Radiografia POLUĂRII râurilor din România
Plajele litoralului românesc, de la evoluție naturală la lărgire artificială