OMUL SI CLIMA – Efectul de sera

simulare_efect_de_sera

De-a lungul  celor peste 4,5 miliarde de ani de existenta a planetei noastre, clima ei a fost remarcabil de stabila, reusind sa intretina forme de viata in cursul ultimelor circa 4 miliarde de ani. Oceanele si atmosfera s-au mentinut intr-o stare de echilibru dificil. Soarele a fost o sursa destul de constanta de caldura, asa incat apa oceanelor nici nu s-a evaporat in cosmos, nici nu a inghetat pana la ecuator – o soarta pe care au avut-o multi alti astri din sistemul nostru solar.

Cu toate acestea, schimbari dramatice de clima au avut loc chiar in trecutul recent. In urma cu doar 18 000 de ani, nordul continentului nord-american si nord-vestul Europei erau acoperite aproape in intregime de straturi de gheata, a caror grosime atingea, in unele locuri, mii de metri (asemeni straturilor de gheata ce acopera astazi Groenlanda si Antartica). De fapt, erele glaciare si perioadele interglaciare, de felul celei in care ne aflam acum, s-au succedat in ultimii circa trei milioane de ani la intervale de aproximativ 100 000 de ani.

Aceste date geologice ilustreaza caracterul mereu schimbator al climei noastre naturale. Pana acum, factorii care au determinat clima au fost Soarele, schimbarile treptate ale miscarii orbitale a Pamantului si interactiunile complexe din cadrul sistemului climatic planetar (raporturile dintre atmosfera, oceane, uscat, gheata regiunilor polare si biosfera).

In cursul ultimilor circa 100 de ani a aparut, insa, un nou factor determinant: activitatile omului. Un volum din ce in ce mai mare de date elocvente au convins majoritatea oamenilor de stiinta ca activitatea umana poate contribui la modificarea substantiala a climei terestre. In special consumul intens de combustibili fosili (carbune, petrol, gaze naturale) genereaza o acumulare excesiva de dioxid de carbon in atmosfera, iar, daca acest proces va continua, el ar putea duce la ridicarea temperaturii medii de suprafata cu cateva grade in urmatorii 50 pana la 70 de ani. Alte gaze emanate in atmosfera, in urma activitatilor umane, ar putea intensifica acest  „efect de sera” global.

poluare

Desigur, cunostintele noastre despre modul de functionare a sistemului climatic sunt incomplete, motivele pentru care prognozele privind evolutia viitoare a acestuia contin multe incertitudini. Totusi, putini climatologi continua sa se indoiasca de faptul ca, in urmatoarele decenii, clima terestra va evidentia o tendinta de incalzire treptata, daca pornim de la presupunerea ca oamenii vor continua sa adauge atmosferei cantitati enorme de dioxid de carbon. Admitand aceeasi ipoteza, ne putem astepta la schimbari ale ritmurilor actuale de precipitatii, schimbari datorate unor modificari ale circulatiei atmosferice.

Faptul ca omul, infinit mai mic decat planeta pe care o populeaza, ar putea influienta in mod semnificativ mediul naural al acestuia a fost, multa vreme, pus la indoiala. Dar, de cel putin trei generatii, este evident ca activitatea umana a modificat considerabil clima regiunilor in care se afla orase mari, a contribuit la etinderea deserturilor si a redus drastic suprafata zonelor impadurite, atat in regiunile cu clima temperata, cat si in cele din vecinatatea tropicelor.

Asemenea efecte au modificat echilibrul dintre caldura si apa la nivel regional. Astazi, activitatile omului influienteaza intregul sistem climatic al planetei. Arderea combustibililor fosili transforma carbonul (ferecat de zeci de milioane de ani in adancurile Pamantului) in dioxid de carbon si vapori de apa. Drept rezultat, de la inceputul revolutiei industriale si pana astazi, continutul de dioxid de carbon a crescut cu  cel putin 20 %, iar cea mai mare parte a acestei cresteri s-a petrecut in secolul trecut.

Oceanele reprezinta un depozit de dioxid de carbon cu o capacitate de circa 60 de ori mai mare decat a atmosferei. In cele din urma, aproape intreaga cantitate de dioxid de carbon, adaugata atmosferei, va ajunge in apele oceanelor, dar transferarea dioxidului de carbon din atmosfera in apele oceanice este foarte lenta, datorita faptului ca amestecarea stratului oceanic de suprafata (a carui adancime este de numai cateva sute de metri) cu volumul enorm al apei aflata la adancimi mai mari este un proces extrem de lent, avand o durata ciclica de peste 500 de ani.

poluarea_aerului

De asemenea, trebuie luata in consideratie influienta exercitata de om asupra nivelurilor de dioxid de carbon ale biosferei terestre. Datorita fotosintezei, vegetatia planetei constituie un consumator important de dioxid de carbon. Pana la sfarsitul secolului al XIX-lea existase un echilibru relativ intre absorbirea dioxidului de carbon atmosferic prin descompunere organica sau ardere. Dar padurile lumii, mai ales cele din zonele tropicale, care contin 80 pana la 90 la suta din totalul florei terestre, au fost decimate in anii recenti, iar acest proces va continua probabil in viitor.

EFECTUL  DE  SERA

La sfarsitul secolului al XIX-lea, un renumit geolog american si rector al Universitatii Wisconsin, T.C. Chamberlain, si un ilustru chimist suedez, S. Arrhenius, au observat, independent unul de celalalt, faptul ca dioxidul de carbon din atmosfera absoarbe radiatia infrarosie reflectata de suprafata pamantului (radiatie care, altfel, ar fi reflectata dincolo de invelisul atmosferic) si, apoi, reflecta din nou catre Pamant o parte a acesteia. Cei doi savanti atrageau atentia asupra faptului ca acest  „efect de sera”  (desi analogia in sine este departe de a fi perfecta) este capabil sa cauzeze o crestere mai mare a temperaturii atmosferice, dat cea care s-ar produce in lipsa cantitatii de carbon, adaugata atmosferei in mod artificial. Dar datele disponibile in acea vreme nu au permis savantilor sa aprecieze amploarea unui asemenea efect.

Din motive greu de inteles, aceasta ipoteza alarmanta nu sa bucurat de prea multa atentie pana in anii ’60 ai secolului trecut, cand o serie de oameni de stiinta au inceput sa elaboreze teorii cantitative menite sa explice modul de functionare a sistemului climatic terestru. Prin perfectionarea continua a modelelor teoretice ale sistemului climatic, savantii au ajuns la concluzia ca o dublare a continutului de dioxid de carbon al atmosferei trebuie sa produca o crestere medie a temperaturii de la suprafata Pamantului in valoare de aproximativ 3°C, cu o toleranta de plus/minus 1,5 °C.

world temperature map tabbed.jpg
Model teoretic cu evolutia temperaturii pe Terra,  datorita efectului de sera, pana in anul 2100

Trebuie subliniat faptul ca aceasta prognoza referitoare la cresterea temperaturii de suprafata, ca urmare a sporirii continutului de dioxid de carbon al atmosferei, reprezinta o valoare medie ce vizeaza intreaga planeta; acest efect va fi, fara indoiala, diferit de la o regiune la alta. Atat calculele teoretice, cat si datele empirice indica faptul ca, in zona arctica, aceasta incalzire va fi de trei ori mai mare decat valoarea medie citata si ca, in zonele de clima temperata din emisfera nordica, unde se afla un mare numar de tari puternic dezvoltate, cresterea temperaturii medii va fi de 4 pana la 6 °C. In emisfera sudica, datorita suprafetelor oceanice mai intinse si a faptului ca, la inceput, continentul antarctic va fi influientat intr-o mai mica masura decat regiunea arctica, temperatura medie va creste mai putin decat in emisfera nordica.

Cum se face, insa, ca sporirea evidenta a continutului atmosferic de dioxid de carbon si alte gaze care absorb razele infrarosii nu a cauzat pana acum o crestere globala a temperaturii atmosferice la suprafata Pamantului ? Teoretic, efectul de sera ar fi trebuit sa cauzeze, inca din secolul trecut, o incalzire medie de circa  0,5 °C. In realitate insa clima a inregistrat o tendinta de racire. aceasta realitate a dat, inevitabil, nastere la discutii, aparenta contradictie fiind citata de catre unii sceptici drept un argument impotriva intregii teorii a efectului de sera. Doua grupuri de studii par sa fi furnizat, intre imp, raspunsuri concludente in acest sens.

In primul rand, datele privind restrangerea zonelor de gheata oceanica din regiunea Antarcticii au demonstrat o tendinta de lunga durata care confirma prognozele privind o incalzire in emisfera sudica. In al doilea rand, analizarea altor influiente naturale asupra temperaturii medii de suprafata a evidentiat prezenta unor factori sporadici sau ciclici, a caror actiune a facut mai mult decat sa compenseze efectul de sera in perioada in care a fost inregistrata o tendinta generala de racire a climei terestre. Aceste influiente naturale asupra climei sunt, mai cu seama, eruptiile vulcanice puternice, despre care stim ca incarca stratosfera cu o cantitate atat de mare de particule, incat diminueaza radiatia solara, dea lungul unor perioade de cativa ani, si fluctuatiile radiatiei solare in sine.

vv

Restrangerea gheturilor polare…

Cu alte cuvinte, daca facem abstractie de acesti factori naturali, influienta continutului sporit de dioxid de carbon al atmosferei devine evidenta. Cu toate ca datele concrete nu aduc o dovada concludenta de incalzire a atmosferei ca urmare a prezentei excesive a dioxidului de carbon, observatiile facute in ultimii o suta de ani confirma, intr-o masura suficienta, impactul efectului de sera.

Sa raportam, acum, calcule teoretice privind efectul de sera la prognozele referitoare la rata probabila a de sporire a continutului de dioid de carbon al atmosferei in urmatorii 100 de ani. Continutul de dioid de carbon al atmosferei creste oricum, dar viteza si cronologia acestui proces au o mare importanta. Pornind de la ipoteza, total plauzibila, ca sporirea anuala a consumului de combustibili fosili va fi de circa 2%, ajungem la concluzia ca in anul 2050, desi continutul de dioxid de carbon al atmosferei va fi inca departe de a se fi dublat, aerul atmosferic de la suprafata terestra va fi, in medie, mai cald decat oricand in ultimii 1 000 de ani, mai precis cu 1 °C mai cald decat in prezent.

Cu toate ca o crestere de 1 °C a temperaturii medii nu pare a fi, la prima vedere, prea semnificativa, trebuie sa ne gandim, mai intai, ca aceasta schimbare se va amplifica pe masura ce ne apropiem de poli si ca, in zonele de clima temperata si subpolara ale emisferei nordice, ea ar putea fi de 2 °C pana la 3 °C. Pe masura ce continutul de dioxid de carbon al atmosferei va continua sa se apropie de o dublare a valorii de la inceputul secolului trecut, regiunile sudice ale Europei si Statelor Unite vor deveni zone tropicale. Astfel, planeta noastra ar reveni la regimul de clima existent la inceputul istoriei cunoscute a omenirii, cu circa 4 500 pana la 8 000 de ani in urma, cand clima Pamantului era, categoric, mai calda, iar caracteristicile ei regionale se deosebeau mult de cele de astazi.

Dar, desi insusi echilibrul termic al atmosferei este influientat direct de cantitatea de dioxid de carbon si de efectul de sera cauzat de aceasta, temperatura este doar unul din parametrii climei si vremii. Precipitatiile si evaporarea, care, impreuna, determina gradul de umiditate a solului, au o importanta si mai mare, mai cu seama in privinta agriculturii.

350px-Carbon_cycle-cute_diagram_ro

Modelele teoretice ale sistemului climatic nu sunt inca in masura sa prezica schimbarile ce vor surveni in actuala distribuire globala a umiditatii solului, dar ofera unele indicii folositoare. De asemenea, putem obtine o serie de alte indicii pe calea unei reconstruiri teoretice a situatiei de acum cativa zeci  de ani in urma. Un al treilea grup de indicii poate fi extras din studii asupra anilor exceptionali de caldurosi din secolul trecut, ani sau anotimpuri pentru care exista date meteorologice exacte privind temperatura si precipitatiile.

Implicatiile unui scenariu construit cu date provenite din aceste trei surse sunt fascinante. Un asemenea scenariu sugereaza ca regiuni intinse din Africa, orientul Mijlociu, India si China centrala ar suferi mult mai putin de pe urma lipsei de apa. Pe de alta parte, zona centrala a continentului nord-american, ca si aproape toate regiunile centrale si nordice ale Rusiei, ar capata o clima mult mai uscata, fapt care ar ingreuna cultivarea graului, porumbului, orzului si altor plante de mare importanta nutritiva, tocmai in aceste regiuni care fac parte astazi din granarele Statelor Unite si Rusiei

Un asemenea scenariu climatic este un mijloc util de ilustrare a unora dintre modificarile in privinta precipitatiilor si umiditatii solului, ce sar putea petrece pe masura ce clima terestra s-ar incalzi, dar concluziile sugerate pe aceasta cale trebuie tratate cu foarte multa precautie. La urma urmelor, modificarea climei este doar una dintre numeroasele schimbari ce vor avea loc in urmatoarele decenii. Saracia, pierderile de terenuri arabile si paduri tropicale, aprovizionarea cu apa, modul de redistribuire a resurselor naturale, cresterea populatiei etc. sunt factori care trebuie luati in considerare atunci cand incercam sa precizam efectele schimbarilor climatice.

In sfarsit, o abordare a efectelor numeroase pe care lear avea o incalzire de ansamblu a climei terestre ar fi incompleta daca n-am mentiona cresterea nivelului apelor oceanice – fenomen amplu comentat de catre publicisti. Diferite studii au sugerat ca invelisurile de gheata ale Groenlandei si Antarcticii si-au redus putin volumul total in cursul ultimilor 100 de ani, pe masura ce clia de ansamblu a suferit o usoara incalzire, cauzand o ridicare cu cinci pana la zece centimetri a nivelului apelor oceanice.

Circuitul_apei

Chiar daca topirea totala a acestor enorme mase de gheata ar necesita, probabil, scurgerea a mii de ani, expertii au subliniat faptul ca cea mai mare parte a paturii de gheata din vestul Antarcticii se sprijina pe un fundament de roca aflat cu mult sub nivelul apelor oceanice. Asadar, o incalzire a apelor oceanice ar putea desparti masa de gheata de fundamentul ei solid, fapt ce ar putea face ca gheata polara sa se dezintegreze treptat in aceste zone si sa se topeasca,apoi, mult mai rapid prin marirea suprafetei de contact cu apa oceanica. O dezintegrare totala a masei de gheata din vestul antarcticii, strat ce are, in prezent o grosime de cateva mii de metri, ar cauza o crestere a nivelului oceanic cu cinci pana la sapte metri.

Migratiunile de populatie pe care le-ar declansa acest fenomen lear eclipsa total pe cele petrecute in istoria de pana azi a omenirii. Totusi, trebuie subliniat faptul ca opiniile specialistilor privind durata unui asemenea fenomen difera considerabil. Faptul cao incalzire semnificativa a climei terestre ar putea cauza dezintegra gheturile antarctice in decursul unor secole sau milenii continua sa fie subiectul multor controverse.

STRATEGII PENTU COMBATEREA EFECTULUI DE SERA

Strategiile pe care omenirea le-ar putea adopta ca raspuns la problema dioxidului de carbon depind, in mare masura, de modul in care aceasta problema este inteleasa, precum si de calitatea proceselor nationale si internationale de luare a deciziilor in acest scop.

Accentul trebuie pus pe strategii de imbunatatire a prognozelor si masuri capabile sa diminueze sau sa amane efectele daunatoare ale schimbarilor climatice si sa exploateze urmarile favorabile ale acestora. Aceste strategii trebuie sa fie eficiente intr-o gama larga de eventualitati, intrucat majoritatea problemelor posibile nu pot fi inca definite cu precizie. Mai mult decat atat, determinarea directiilor de actiune care vor fi acceptabile si practicabile trebuie facuta de pe o pozitie realista.

O gandire realista sugereaza trei tipuri de strategii. Primul tip ar putea consta in strategii menite sa ne extinda capacitatea de discernamant: stabilirea unor sisteme de supraveghere si avertizare capabile sa detecteze la timp schimbarile climatice cauzate de continutul de dioxid de carbon al atmosferei sau furnizarea de date climatice imbunatatite si informatii cu privire la utilitatea acestora.

Al doilea tip se refera la strategii capabile sa contribuie la o sporire mai lenta a continutului de dioxid de carbon al atmosferei: conservarea energiei, exploatarea resurselor energetice regenerabile, utilizarea mai ampla a energiei nucleare sau reimpadurirea (care protejeaza solul si duce la  absorbirea unei parti a adaosului curent de dioxid de carbon).

Al treilea tip il formeaza strategiile capabile sa mareasca rezistenta la schimbari climatice: aplicarea unor tehnologii agricole avansate, ocrotirea terenurilor arabile, imbunatatirea metodelor de administrare a resurselor de apa si mentinerea unor rezerve adecvate de alimente la nivel mondial.

l_85471

Aceste masuri sunt puse in practica intr-o proportie mai mica sau mai mare. Asemenea strategii ne vor ajuta sa facem fata atat capriciilor sporadice cat si schimbarilor de lunga durata ale climei si vor reduce, totodata, vulnerabilitatea sistemelor de satisfacere a cererii alimentare si energetice. In consecinta, adoptarea lor este, in orice caz, recomandabila, problema schimbarilor climatice determinate de sporirea continutului de dioxid de carbon al atmosferei servind drept argument in favoarea aplicarii mai grabnice a acestor masuri.

Este de presupus ca, pana in 2050, masurile nationale si internationale de reducere a consumului de combustibili fosili vor deveni o posibilitate si o necesitate greu de ignorat. Prima faza a modificarii climatice, postulata in acest, se va solda cu o crestere de numai 4 °C a temperaturii medii pe plan mondial, ceea ce s-ar putea petrece in urmatorii 30 – 50 de ani. Chiar daca masurile discutate anterior ar fi adoptate imediat, este foarte probabil ca aceasta schimbare a temperaturii medii sa se petreaca, oricum, in urmatorii 50 de ani.

Dar o a doua faza a modificarii climatice – o crestere cu 2 pana la 3 °C a temperaturii medii, ceea ce ar insemna un plus de 4 pana la 6 °C in  zonele de clima temperata si schimbari si mai mari in regiunile polare – este o evolutie asupra careia lumea va decide, probabil, cel putin sa o amane pe cat posibil.

Evident, o crestere redusa sau o stabilizare a consumului mondial de combustibili fosili ar genera o incetinire substantiala a tendintei de incalzire a climei terestre, fapt care ar spori considerabil sansele omenirii de a elabora o politica judicioasa de adaptare la efectele schimbarilor climatice.

Putem, deci, presupune ca aceasta posibila modificare a climei terestre ar avea efecte nefaste in anumite regiuni, fara a constitui, insa, o evolutie catastrofala pentru intreaga omenire. S-ar putea ca ea sa determine schimbari in activitatea agricola si balantele comerciale, precum si in modul de viata al multor oameni, iar, in celedin urma, peste cateva secole, sa duca la evacuarea unor zone de ses, ca urmare a cresterii considerabile a nivelului apeor oceanice. Evitarea sau cel putin amanarea acestor efecte nefaste constiuie un ideal bazat pe speranta ca tarile lumii vor lansa, in cele din urma, un efort comun de limitare a consumului de combustibili fosili.

SURSA: Foreign Affairs