Napisane przez: futrzak | 2 stycznia 2017

Skąd wiemy, że globalne ocieplenie jest spowodowane działalnością ludzką?

Niektórzy „nie wierzą” w globalne ocieplenie, a nawet jeśli już uznali, że tysiące pomiarów i obserwacji z całego świata na to wskazują, to dalej idą w zaparte twierdząc, że „klimat Ziemi zmieniał się zawsze i nie mamy żadnych dowodów, że tym razem dzieje się to za sprawą działalności człowieka”.

Otóż, mamy takie dowody.
Pozwoliłam sobie przetłumaczyc ten artykuł bo bardzo dobrze podsumowuje on skąd wiemy, że jednak ocieplenie powoduje człowiek.

Dowód na to, że nadmiar CO2 w atmosferze jest generowany przez człowieka

Możnaby myśleć, ze węgiel [pierwiastek] jest węglem i że jeśli zaobserwujemy, że jest go w atmosferze więcej, to nie będziemy mogli z całą pewnością wskazać jego źródła.
Tyle, że chemia nieco komplikuje tutaj sprawę. Istnieją różne rodzaje węgla (podobnie jak innych pierwiastków) – są to izotopy. Jeden z nich to C-14.
Promieniowanie kosmiczne bombarduje Ziemię z prędkoscią, która jest stała w miarę upływającego czasu. Kiedy promieniowanie dociera do Ziemi, uderza w atomy znajdujące się w górnej atmosferze i wybija z nich neutrony. Te neutrony zaś kolidują z najpowszechniej występującymi w atmosferze atomami: azotem. Zderzenie wybija proton z jądra azotu i powoduje, że azot zamienia się w izotop węgla z nadmiarową ilością neutronów: promieniotwórczy i niestabilny C-14, zamiast normalnego, stabilnego C-12.

Słyszeliście o datowaniu metodą węgla C-14, prawda? Robi się to porównując względem siebie ilości węgla C-14 i C-12 zawarte w tej samej próbce. Żywe organizmy, np. zwierzęta i drzewa, znajdują się w stanie równowagi z atmosferą. Rosnąc, oddychając i wchodząc w interakcje ze światem cały czas mają te same proporcje izotopów węgla, jakie występują w atmosferze. Kiedy umrą, izotop C-14 ulega stopniowemu rozpadowi (znamy dokładnie czas jego półrozpadu), a ponieważ organizm już nie przyswaja pokarmu i nie oddycha, to nie przyswaja również nowego C-14. Stąd, po określonym upływie czasu, w szczątkach organicznych zostaje już tylko węgiel C-12 i niewielkie ilości C-13.
Paliwa kopalne, takie jak ropa i gaz ziemny, powstały z roślin, które żyły miliony lat temu i nie mają już zadnego C-14 w swoim składzie. Dwutlenek węgla generowany poprzez spalanie paliw kopalnych zawiera tylko węgiel C-12.

Gdy pali się istniejący dziś na Ziemi las, dwutlenek węgla pochodzi z żywych albo niedawno zmarłych drzew, więc dym zawiera te same proporcje C-12 i C-14 jakie znajdują się w atmosferze. Podobnie wygląda to w wypadku dwutlenku węgla wydychanego przez wszystkie żyjące zwierzęta, w tym ludzi. Wystarczy więc dokonać datowania dwutlenku węgla znajdującego się w atmosferze metodą C-14, żeby powiedzieć dokładnie ile CO2 pochodzi ze źródeł naturalnych, a ile ze spalenia paliw kopalnych. To są konkretne i dokładne pomiary, nie ma tu miejsca na „interpretacje”.

Istnieje jednakże jedno naturalne źródło dwutlenku węgla zawierające tylko C-12: wulkany. To na nie pokazują palcem denialiści global warming. Czy słusznie?
Wulkany na naszej planecie ciągle wybuchają (na lądzie i pod wodą) i robią to ze stała prędkością w czasie. Jesteśmy w stanie zmierzyć ilości wyemitowanych przez nie gazów i stąd wiemy, że aktywność wulkaniczna generuje rocznie ok. 200 milionów ton dwutlenku węgla zawierającego tylko C-12, który jest nieodróżnialny od C-12 pochodzącego ze spalnia paliw kopalnych. Jednakże każdego roku pomiary wykazują dodatkowe 29 miliardów ton CO2 dodanego do atmosfery. Jest to 100 razy więcej niż wszystkie wulkany naszej planety byłyby w stanie wyprodukować rocznie. Jedynym innym źródłem tego dodatkowego CO2 zawierającego C-12 jest spalanie paliw kopalnych.

Krótko mówiąc, powyższe jest niepodważalnym dowodem tego, że używanie przez ludzi paliw kopalnych przynosi wzrost dwutlenku węgla w atmosferze. To nie żadne przypuszczenia, teorie, modele ani przewidywania. To mierzalne dane, które mogą być powtórzone przez kogokolwiek. Izotopy są izotopami, mają taki a nie inny okres półrozpadu i nie ma tu alternatywnych wyjaśnień.

Mimo to, niektórzy twierdzą jednak, że 29 miliardów ton jest zbyt małą ilością, aby mogła mieć ona jakiekolwiek znaczenie w porównaniu z całkowitą ilością CO2 znajdującego się w atmosferze Ziemi.
To prawda, że 29 miliardów ton jest kroplą w porównaniu do 750 miliardów ton, które każdego roku cyrkulują w cyklu węglowym (tak nazywamy naturalny proces w trakcie którego węgiel krąży pomiędzy atmosferą, oceanami i wegetacją). Każdego roku z tych 750 miliardów ocean pochłania netto ok. 6 miliardów i wegetacja ok. 11 miliardów. Pozostałe 15 miliardów ton każdego roku pozostaje w atmosferze, bo nasza planeta nie jest w stanie zaaobsorbować więcej. Powyższe ilości również są mierzalnymi wielkościami, a nie żadnymi modelami, przewidywaniami czy przypuszczeniami.

Dowód na to, że dwutlenek węgla generowany przez człowieka powoduje efekt cieplarniany

Podobnie jak w wypadku dwutlenku węgla, nie potrzebujemy żadnych modeli czy przypuszczen, aby zmierzyć źródło ciepła w atmosferze.
Jest pięć gazów cieplarnianych odpowiedzialnych za powstawanie efektu cieplarnianego:

– dwutlenek węgla
– metan
– para wodna
– podtlenek azotu (N2O)
– ozon

Tej wiedzy dostarcza nam spektroskopia (i spektroskometria) – metoda, która pozwala na wykrywanie pierwiastków poprzez analizę ich widma elektromagnetycznego, a dokładniej rzecz biorąc poprzez obserwowanie tego, jak promieniowanie elektromgnetyczne przepływa przez nie. Różne pierwiastki mają elektrony na orbitach o różnych poziomach energii i ma to wpływ na sposób, w jaki rezonują. Mechanizm ten powoduje że widzimy kolorowe światło w neonach – kolor zależy od gazu, którym wypełnimy tubę neonu. Dzięki niemu możemy też określić proporcje wodoru, helu i innych pierwiastków, które znajdują się w odległych gwiazdach: spektrum światła tychże gwiazd ma charakterystyczne „szczyty” i „doliny” które są chemicznym odciskiem palca poszczególnych gazów znajdujących się w ich wnętrzu.

Powierzchnia Ziemi jest nagrzewana przez Słońce, a będąc ciepłym ciałem niebieskim w przestrzeni, emituje to ciepło w kosmos w postaci promieniowania podczerwonego. Jeśli wyjdziemy na otwartą przestrzeń i skierujemy spektrometr w niebo, możemy zaobserwować „szczyty” i „doliny” w spektrum podczerwieni. Niektóre fale ciepła o określonej długości są bez przeszkód emitowane bezpośrednio w przestrzeń, podczas gdy inne są absorbowane przez atmosferę i wtedy ciepło zostaje tam, gdzie możemy zmierzyć jego długość fali za pomocą spektrometru. W ten sam sposób, w jaki mierzymy skład gazowy odległych gwiazd, mierzymy też skład gazów cieplarnianych, które blokują wypromieniowywanie w przestrzeń ziemskiego ciepła. W ten sposób wiemy, jakie są to gazy – i nie jest to bynajmniej wiedza nowa, tylko dostępna naukowcom od 200 lat i oparta o pomiary, które każda osoba dysponująca spektrometrem może powtórzyć w dowolnej chwili. To nie jest model, teoria, czy hipoteza.

Para wodna, która jest głównym składnikiem gazów cieplarnianych, określa podstawowe właściwości jego widma w podczerwieni. Większość promieniowania podczerwonego, które opuszcza Ziemię, wydostaje się przez tzw. okno pozostawione przez parę wodną, które to okno nazywamy oknem podczerwieni. Jest ono dość szerokie, a jego środek na widmie przypada w okolicy długości fali ok. 10 mikrometrów. Powyżej i poniżej tej długości fali para wodna absorbuje większość promieniowania cieplnego Ziemi i dlatego nasza planeta zawsze korzystała z tego okna, żeby pozbyć się nadmiarowego ciepła. Jeden koniec okna podczerwieni nakłada się na zasięg absorpcji dwutlenku węgla, który przypada wokół długości 15 mikrometrów. Ilość dwutlenku węgla znajdującego się w atmosferze odgrywa rolę przesuwnych drzwi, które zwiększają bądź zmniejszają okno podczerwieni. Im więcej dwutlenku węgla, tym okno podczerwieni jest mniejsze i mniej ciepła ulega wypromieniowaniu w przestrzeń, a więcej zaabsorbowaniu przez atmosferę.
Na drugim końcu okna podczerwieni (ok. 7,5 mikrometrów) podobną funkcję pełni metan, którego wkład do efektu cieplarnianego to około 1/4 wkładu generowanego przez CO2.

Spektroskopia jest konkretną nauką ścisłą. Nie musimy tutaj konstruować modeli czy uprawiać przewidywań – po prostu wystarczy wycelować przyrządy pomiarowe w niebo i juz możemy bezpośrednio zaobserwować i zindentyfikować gazy cieplarniane oraz zmierzyć ile energii cieplnej jest wypromieniowywanej, a ile zostało zaabsorbowane przez atmosferę. Ten bezpośredni, nie zostawiający wątpliwości pomiar spektroskopowy jest niepodważalnym dowodem na to, że nadmiar energii cieplnej zatrzymywanej przez atmosferę Ziemi spowodowany jest dwutlenkiem węgla. A ten dwutlenek węgla jest generowany przez ludzkość poprzez spalanie paliw kopalnych.

Widmo podczerwieni zmierzyliśmy także z przestrzeni kosmicznej, używając do tego satelitów, żeby sprawdzić które długości fali energii cieplnej są zatrzymywane przez gazy cieplarniane, a które uciekają w przestrzeń. Pomiary rozpoczęły się w 1970 roku z satelity IRIS, dostarczyły one danych służących jako punkt odniesienia do kolejnych pomiarów: w 1996 z japońskiego satelity IMG, potem w 2003 z satelity AIRS i w 2004 z AURA. Zebrane dane układają się w jasny obraz. Odejmujemy nowe pomiary od pomiarów bazowych żeby sprawdzić deltę – określić, gdzie w widmie zaszły jakieś zmiany. W oknie podczerwieni definiowanym przez parę wodną jest jeden wielki skok – zakres 15 mikrometrów absorpcji CO2. To bezpośredni dowód na to, że przyczyną nadmiarowego ciepła zgromadzonego w naszej atmosferze jest dwutlenek węgla. Żadne modele ani hipotezy nie mają tu nic do rzeczy, to jest bezpośrednia obserwacja, twarda chemia i podstawy fizyki, a nie zgadywanki czy ekstrapolacje.

W miarę spalania paliw kopalnych ilość CO2 w atmosferze zwiększa się, okno podczerwieni maleje, coraz mniej
ciepła Ziemi wypromieniowuje w przestrzeń, a coraz więcej wraca do ekosystemu planety.
To są proste, twarde fakty.

W tym odcinku [serii artykułów na Skeptoid] skoncentrowałem się na faktach, które nie podlegają dyskusji. Nie włączyłem do tekstu żadnych szacunków ani przewidywań. Czemu? Dlatego że staram się wykluczyć opinie i ideologiczne skrzywienia. Nie mam odpowiedzi i rozwiązań dla ludzi, którzy chcieliby widzieć to konkretne naukowe zagadnienie poprzez pryzmat ideologii. Pomiary, które są częścią nauk o Ziemi, nie zawierają w sobie ideologii, podobnie jak astronomia, matematyka czy zoologia. Mierzalny wpływ, jaki wywiera ludzkie używanie paliw kopalnych na ekosystem ziemski, jest porażający. Musimy zadać sobie pytanie, czy ideologiczne wypaczanie i przekręcanie faktów jest aby na pewno najlepszą drogą naprzód.

Advertisements

Responses

  1. Niestety zagadnienie jest zbyt skomplikowane, żeby dało się je tak łatwo wyjaśnić. Jeżeli ktoś zechce sprawdzić, to dowie się, że zawartość C14 w atmosferze regularnie spada przez osatnie 50 lat, maksimum przypada na rok 1963.

    Czyli dane empiryczne nie pasują do zaprezentowanej tu teorii.

    I jest to doskonale zbadane i wyjaśnione zjawisko, gdzyż w znaczący sposób rzutuje na dokładność szacowania wieku metodą C14. I jak najbardziej jest spowodowane działalnością człowieka, ale nie spalaniem paliw kopalnych ale próbami broni termojądrowej przeprowadzonymi w atmosferze, które wyprodukowały ogromną liczbę „gorących” neutronów co spodowało podwojenie się zawartości C14 w atmosferze.
    http://cdiac.esd.ornl.gov/epubs/ndp/ndp057/ndp057.htm#appa

  2. Brus:
    alez dane podane w linku bynajmniej nie zaprzeczaja temu, co w przetlumaczonym artykule jest podane.
    Owszem, eksplozje nuklearne przyczynily sie do lokalnego peak, ale to wszystko to tylko realtywnie maly spike w porownaniu z iloscia CO2 uwalnianego poprzez spalanie paliw kopalnych. Oraz, sa dodatkowe czynniki.
    Czemu eksplozje nuklearne nie neguja zjawiska globalnego ocieplenia jest wytlumaczone tu:

    https://skepticalscience.com/nuclear.html

  3. „Wystarczy więc dokonać datowania dwutlenku węgla znajdującego się w atmosferze metodą C-14, żeby powiedzieć dokładnie ile CO2 pochodzi ze źródeł naturalnych, a ile ze spalenia paliw kopalnych. To są konkretne i dokładne pomiary, nie ma tu miejsca na „interpretacje”.” – to jest fałsz ze względu na to, że ilość C14 w atmosferze została zmieniona przez testy broni termojądrowej. Gdyby powyższe stwierdzenie było prawdziwe, nie byłoby żadnego „lokalnego peak”.

    Co do podanego linku, to nijak się ma on do ilości C14 w atmosferze.

  4. A ja zapytam inaczej – co z tego wynika dla NAS ?
    Polska produkuje zmacznie mniej niż 1% światowej emisji CO2 – a podobno inteligentni ludzie nie zajmują się sprawami na które nie mają wpływu prawda ( jak Chiny Indie, US i parę innych zaczną traktować temat serio to my możemy sobie wrócić do dyskusji – a tak to wygląda na lobbing niemieckich producentó turbin wiatrowych i ogniw fotowoltanicznych )

  5. Spróbowałem to policzyć i mi nie wyszło.

    W 2013 wydobywano na świecie 86,8mln baryłek ropy dziennie, co daje 31,7mld baryłek rocznie czyli 4,32mld ton. Ropa zawiera do 88% czystego węgla – 3,8mld ton. [1]

    Wydobycie węgla kamiennego to 7,2mld ton rocznie. Zawiera do 97% czystego węgla, co daje kolejne 7mld ton. [2]

    Węgiel brunatny to ok. 1mld ton rocznie, zawartość węgla do 75%, czyli 0,75mld ton. [3]

    Gaz ziemny to ok. 2mld ton rocznie (wydobycie 100000PJ [4], 49MJ/kg [5]), ale nie znalazłem zawartości węgla, więc przyjmę 100% :-)

    Razem mamy 13,5mld ton rocznie wydobywanego węgla pierwiastkowego. Nie znam się na chemii, ale wydaje mi się, że idealnie jesteśmy w stanie wyprodukować z tego 47,3mld ton CO₂. Z czego podobno tylko połowa pozostaje w atmosferze [6], bo reszta jest pochłaniana przez oceany, roślinność itd., co daje przyrost niecałych 24mld ton rocznie.

    Przyjąłem kuriozalnie pesymistyczne założenia, a jeszcze sporo brakuje. Co źle liczę?

    [1] https://pl.wikipedia.org/wiki/Ropa_naftowa
    [2] https://pl.wikipedia.org/wiki/Węgiel_kamienny
    [3] https://pl.wikipedia.org/wiki/Węgiel_brunatny
    [4] https://pl.wikipedia.org/wiki/Gaz_ziemny#Wydobycie
    [5] https://en.wikipedia.org/wiki/Natural_gas#Energy_content.2C_statistics.2C_and_pricing
    [6] http://www.nature.com/nature/journal/v488/n7409/full/nature11299.html

  6. @karroryfer
    W Niemczech już właściwie się nie produkuje PV.
    Zmiany klimaty dotką wszystkich. Już dotykają, a na dziś to dopiero rozgrzewka. A Polska jak na swoją wielkość i potencjał jest spokojnie w 3 największych trucicieli zarówno obecnych jak też przeszłych.
    Wiec z jednej strony jest wspólnota międzynarodowa, która oczywiście można olać, a z drugiej i tak się swoje oberwie.

  7. @Mr.H
    „jesteśmy w stanie wyprodukować z tego 47,3mld ton CO₂. Z czego podobno tylko połowa pozostaje w atmosferze [6], bo reszta jest pochłaniana przez oceany, roślinność itd., co daje przyrost niecałych 24mld ton rocznie.”
    Otóż:
    1. Pochłanianie przez rośliny to nie jest usuwanie z obiegu. To jest chwilowe wstawienie do innego miejsca tego obiegu, ten węgiel wraca do atmosfery po kilku godzinach czy kilkuset latach.
    2. Realne usuwanie z obiegu to tylko zwiększanie zawartości materii organicznej w glebie albo usuwanie materii organicznej tam, gdzie nie podlega rozkładowi.
    3. Informacja, że „połowa” sztucznych emisji CO2 trafia do „oceanów i roślinności” jest po prostu założeniem bez podstaw. Tam trafia ile trafia, kiedy do atmosfery trafia 29 mld ton, bo tą ostatnią wartość możemy bez trudu zmierzyć. Wydobycie relatywnie dobrze szacujemy, a ilość pochłaniana przez oceany jest uczonym zgadywaniem.

  8. @Revolucja – to że w Niemczech się „nie produkuje” paneli PV nie znaczy wcale że niemcy nie mają w tym interesu ( przypominam że Iphony też „produkuje” Foxcomm a nie jakiś Apple )

  9. @Revolucja i jeszcze jedno „Polska jest na swoją wielkość” również jednym z głównych rynków recyclingu ( a dokładniej drugiego życia) używanych aut czym niewątpliwie przyczynia się do zmniejszenia efektu cieplarnianego itp.
    Bo chyba również dla ciebie oczywiste jest że złomowanie 5-8 letnich samochodów 9 coraz cześciej niestety konieczne) to jedym z głównych czynników zasyfienia środowiska.

  10. No i jeszcze wisienka na torcie
    „Wydobycie relatywnie dobrze szacujemy, a ilość pochłaniana przez oceany jest uczonym ZGADYWANIEM ! ”
    Wnioskowanie na podstawie zgadywanek – zaiste to jest sedno post-prawdy ( nauki)

  11. @karorryfer
    1. Ci Niemcy, którzy mają interes w rozwoju PV mają dokładnie taki sam jak wszyscy odpowiedzialni ludzie na świecie, czyli dokładnie powstrzymanie zmian klimatycznych. Gospodarka Niemiec jest wciąż w dużej części oparta na węglu, a siła tamtejszego przemysłu okołowęglowego jest potężna. Gdyby decyzje były podejmowane wyłącznie w oparciu o interes przemysłu, to w życiu by tam jednego panelu nie pozwoli zbudować.
    2. „Polska jest na swoją wielkość” również jednym z głównych rynków recyclingu
    I tak właściwie to co z tego? To świadczy jedynie o tym, że bardzo duża część populacji używa samochodów, choć ich na to nie stać. Można zgadywać, że albo tak bardzo to lubią, albo faktycznie nie mają innego wyjścia. I chyba bliżej prawdy jest to drugie. Co pozwala przypuszczać, że Polska jest krajem w którym alternatywne metody transportu są tak złe, że faktycznie zmuszają ludzi do używania najbrudniejszej możliwej metody przemieszczania się.
    A potem możemy opowiadać bajki o recyclingu.
    3. „uczonym ZGADYWANIEM ! ”” to jest kalka angielskiego terminu https://en.wiktionary.org/wiki/educated_guess
    Polecam przed rozpoczęciem wyśmiewania.

  12. @Revolucja
    1) „jak wszyscy odpowiedzialni ludzie” „gospodarka jest wciąż w dużym stopniu oparta na węglu”
    W zasadzie nie trzeba komentować – może dodam tylko że wystarczy trzymać się porady
    https://www.cytaty.info/cytat/polskaniepowinnanasladowac.htm

    a tu jest jeszcze coś ciekawego w temacie

    http://www.euractiv.com/section/agriculture-food/news/german-environment-agency-tax-animal-products-to-tackle-climate-change/?utm_medium=Social&utm_campaign=Echobox&utm_source=Facebook&utm_term=Autofeed#link_time=1483745879

  13. @Kalorryfer
    Abraham Lincoln chwilę przed śmiercią powiedział „98,45% cytatów w internecie jest nieprawdziwa lub bezdennie głupia”.
    To że jest jakiś stan dziś nie oznacza, że się nie zmienia. W energetyce Niemiec ok. 31-34 % stanowią OZE. Praktycznie całość tego została zbudowana w obecnym stuleciu, z czego większość w ciągu ostatnich 6 lat.
    W Niemczech podjęto decyzję, że najpierw są wycofywane z użytku elektrownie atomowe, a dopiero potem (czy teraz się to zaczyna) będą odstawiane węglowe. Bo atomowe są źródłem problemów w sieci, zakłóceń produkcji, itp., na co gospodarka Niemiec nie chce i nie może sobie pozwolić.
    Kraje, które dziś są bogate przede wszystkim nie miały rządów, które chcą zaprzeczać prawom fizyki i negować istnienie współczesnej technologii. Oraz żaden z nich nie inwestował na masową skalę w sektory gospodarki, które zdychają z powodu światowych trendów, a wręcz przeciwnie- zawsze były państwowe pieniądze inwestowane w sektory, które właśnie zaczynały gwałtownie rosnąć.
    Tak w skrócie.

  14. @Autor:”Każdego roku z tych 750 miliardów ocean pochłania netto ok. 6 miliardów i wegetacja ok. 11 miliardów. Pozostałe 15 miliardów ton każdego roku pozostaje w atmosferze, bo nasza planeta nie jest w stanie zaaobsorbować więcej.”

    Skąd wiadomo, że nasza planeta „nie jest w stanie zaabsorbować więcej”??
    To chyba gołosłowne stwierdzenie. Równie dobrze mógłbym napisać , że może zaabsorbowac 4x tyle.


Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

Kategorie

%d blogerów lubi to: