Globalne ocieplenie mitem? Pobawmy się wykresami

Dlaczego uczeni gremialnie łączą wzrost średniej temperatury naszej planety z działalnością człowieka? Chyba najczęściej wymienianym argumentem jest korelacja pomiędzy globalnym ocieplaniem, a regularnym zwiększaniem koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze.

Nie będzie to tekst mający na celu kompleksowe wykazanie antropogenicznego charakteru źródeł globalnego ocieplenia. Temat pozostaje zdecydowanie zbyt szeroki i wielowątkowy, abym podejmował się takiego wyzwania. Dlatego chciałbym zaprosić was do pochylenia się tylko nad jedną – choć być może najistotniejszą – poszlaką wskazującą na udział czynnika ludzkiego w obserwowanej zmianie klimatu. Używam na razie słowa “poszlaka”, ponieważ o uznaniu poniższej korelacji za dowód powinien zadecydować sam czytelnik, na podstawie dostępnych przesłanek, na czele z furą wykresów i danych statystycznych.

Przechodząc do rzeczy. Zrozumienie przyczyny globalnego ocieplenia będzie wymagało od nas uwzględnienia dwóch zestawów informacji. Pierwszym są pomiary średniej temperatury panującej na powierzchni Ziemi. Drugi natomiast, to pomiar poziomu dwutlenku węgla w powietrzu. Przyjrzyjmy się zatem wykresowi, przedstawiającemu pierwszy z kompletów danych.

Odchylenia od średniej globalnych temperatur
Odchylenia od średniej globalnych temperatur. Źródło: GISS/NASA.

Co tu właściwie widzimy? Większość z nas oczekiwałaby najprostszego wykresu, opartego o wartości bezwzględne, czyli średnią temperaturę Ziemi w danym roku. Aby wyczulić się na ewentualne błędy pomiarowe i uzyskać jak największą przejrzystość, uczeni wolą skupiać się wartościach względnych. Tym samym, na wykresie widnieją odchylenia w stosunku do średniej globalnej temperatury z całego badanego okresu. Z powyższej tablicy możemy więc odczytać, iż dajmy na to, rok 1900 był dla świata o -0,09°C chłodniejszy od średniej wynikającej z pomiarów w latach 1880-2016, natomiast rok 1980 był od niej cieplejszy o 0,27°C. Macie prawo pozostawać nieufni co do pomiarów z początku XX wieków i wcześniejszych. Rzecz jasna nie pochodzą one bezpośrednio z powstałej znacznie później NASA i jej nieocenionych satelitów, która jedynie pozwoliła sobie na ich zebranie, uporządkowanie i opublikowanie dostępnych pomiarów. Idea codziennego spisywania temperatur narodziła się bowiem znacznie wcześniej, niż wiele osób przypuszcza. Dysponujemy choćby skrupulatnymi statystykami brytyjskimi, prowadzonymi nieprzerwanie od 1772 roku. Dzięki nim możemy bez zgadywania stwierdzić jakie upały panowały w Londynie, w momencie gdy polska szlachta podpisywała pierwsze traktaty rozbiorowe. To robi wrażenie, zwłaszcza, że mowa o obserwacjach, jak na swoje czasy, ścisłych i regularnych. Poza nimi dysponujemy również skrawkami danych uzyskanymi jeszcze o sto lat wcześniej.

Dobrze, teraz przyjrzyjmy się drugiemu interesującemu wykresowi.

Wzrost stężenia CO2 na Ziemi
Średnie stężenie dwutlenku węgla w atmosferze. Źródło: SIOO.

Wszystko wydaje się jasne i klarowne, ale i tak wypada zwrócić uwagę na kilka kwestii. Grafika pokazuje nam ile molekuł CO2 przypadało na każdy milion cząsteczek powietrza w danym roku. Choć niektórych może to dziwić, dysponujemy w tym temacie wiarygodnymi danymi sięgającymi jeszcze głębiej w przeszłość, niż w przypadku globalnych temperatur. Nadgorliwcy mogą nawet wyszperać w odmętach internetu wykresy wskazujące na stężenie CO2 pięćset, tysiąc czy dziesięć tysięcy lat temu. W jaki sposób weszliśmy w posiadanie tej wiedzy? Przecież ani średniowieczne uniwersytety, ani sumeryjskie świątynie nie zajmowały się w wolnym czasie badaniami składu atmosfery. Na nasze szczęście istnieje dość prosty sposób na zrekonstruowanie stanu atmosfery z niemal dowolnie odległej epoki geologicznej. Wystarczy polecieć na Antarktydę, znaleźć ładny fragment lodowego podłoża i użyć potwornego, wiertarkopodobnego urządzenia do wycięcia pionowego słupa lodu. Kiedy tego dokonamy, zabieramy ów słup do laboratorium i szukamy uwięzionych w lodowym potrzasku bąbelków powietrza. Jak na pewno się domyślacie, im głębiej dany pęcherzyk jest położony, tym dawniejszą próbkę powietrza zawiera. Tym samym antarktyczny rdzeń staje się, w dosłownym sensie, fizyczną osią czasu.

Jednak powyższą metodę pozostawmy w sferze ciekawostek. Nas interesują jedynie dane dotyczące ostatnich dziesięcioleci, a te zdobywamy na mniej kłopotliwe sposoby. Szczególnie warto zwrócić uwagę na pomiary prowadzone od 1958 roku, wyszczególnione również na powyższej grafice. Ten fragment wykresu bywa nazywany krzywą Keelinga, od nazwiska oceanografa, który jako pierwszy bił na alarm w związku z błyskawicznie postępującym stężeniem CO2. Jak widać, gdy Charles Keeling przeprowadził swój pierwszych pomiar na hawajskim szczycie Mauna Loa, obecność dwutlenku węgla wynosiła mniej niż 320 ppm. W maju 2015 pękła magiczna bariera 400 ppm, natomiast w chwili gdy piszę te słowa, stężenie to wynosi już 409 ppm. W zaledwie sześć dekad, ilość cząsteczek CO2 w atmosferze wzrosła o przeszło 20%!

Powtórzmy co na razie zdołaliśmy ustalić. Po pierwsze, globalna średnia temperatur w ciągu stulecia wzrosła o ponad stopień (wbrew pozorom to sporo). Po drugie, stężenie dwutlenku węgla będącego gazem cieplarnianym, wzrosło w tym samym okresie o około jedną czwartą (to nawet więcej niż sporo). Czego jeszcze nie wiemy? Przede wszystkim, co spowodowało obserwowane podgrzanie kuli ziemskiej, co przyczyniło się do uwolnienia takiej ilości CO2 (jednak to nie jest temat tego artykułu) i wreszcie, czy należy poszukiwać związku przyczynowo-skutkowego między jednym i drugim. Nałóżmy więc obie wartości na jeden wykres.

Przyczyny globalnego ocieplenia mają związek z działalnością człowieka
Odchylenia od średniej temperatury oraz wzrost stężenia CO2. Spostrzegawczy na pewno zwrócą uwagę na anomalię powstałą w latach 40. i 50. Wytłumaczenie można znaleźć na portalu Nauka o klimacie.

Występowanie korelacji między odchyleniami średniej temperatury na świecie a ilością dwutlenku węgla, nie jest tajemnicą i nie wątpią weń nawet zatwardziali klimatyczni negacjoniści. Jednak jeśli pragniecie natychmiast uznać przytoczony wykres za niezbity dowód na antropogeniczność globalnego ocieplenia – proszę o tymczasowe wstrzymanie. Choć takie postawienie sprawy wydaje się naturalne, wręcz intuicyjne, musimy zawsze zachowywać zdrowy sceptycyzm. Ten natomiast nakazuje pamiętać, że nawet najbardziej przekonująca korelacja, nie równa się jeszcze zależności. Na dobrą sprawę, powyższą statystykę można wyjaśnić w trojaki sposób:

  1. Zwiększenie stężenia CO2 powoduje wzrost średniej temperatury.
  2. Wzrost średniej temperatury powoduje zwiększenie stężenia CO2.
  3. Zbieżność wzrostu stężenia CO2 i zwiększenia średniej temperatury to dzieło przypadku.

Punkt drugi wydaje się równie prawdopodobny co pierwszy i wiele wskazuje na to, że jest do pewnego stopnia prawidłowy, wcale nie kłócąc się z poprzednim. Zachodzi tu swoiste sprzężenie zwrotne: duża ilość gazów cieplarnianych podgrzewa naszą planetę, a topniejące lodowce i zmarzlina uwalniają z podłoża do atmosfery kolejne porcje dwutlenku węgla oraz metanu, potęgując cały proces. Większe kontrowersje budzi punkt ostatni. Teza o przypadkowej zbieżności obu wartości wydaje się szalona, ale nie wolno jej zbyt pochopnie odrzucić. Internet podaje całą masę przykładów dziwacznych, żeby nie powiedzieć absurdalnych korelacji. Trudno choćby znaleźć zależność między liczbą małżeństw a wypadnięciami z łódki w amerykańskim stanie Kentucky.

Wykres przedstawiający przypadkową korelację
Przykład przypadkowej korelacji bez zależności.

Nie jest to rzecz jasna do końca uczciwe porównanie. Powyższy wykres dotyczy dwóch zupełnie obcych i niepowiązanych ze sobą statystyk, zaś skład chemiczny atmosfery jakiś wpływ na klimat planety, bez wątpienia wywiera. Chodzi mi jedynie o unaocznienie prawdopodobieństwa, iż prosta korelacja tworzy czasem jedynie złudzenie sensownego związku przyczynowo-skutkowego. W nauce taka sytuacja zachodzi nierzadko. Możemy przecież sobie wyobrazić, że odnajdujemy nieznany dotąd czynnik wpływający na temperaturę świata, którego wartość daje się skorelować z naszymi pomiarami, jeszcze lepiej niż ma to miejsce w przypadku wzrostu koncentracji CO2. Żeby było ciekawiej, taka zmienna rzeczywiście istnieje.

Aktywność Słońca nie jest przyczyną globalnego ocieplenia
Natężenie światła słonecznego oraz odchylenie od średniej globalnej temperatur.

Na niektórych stronach w sieci natrafiłem na intrygujące wykresy, wykazujące wyraźną korelację między aktywnością Słońca i omówionymi już zmianami temperatury planety. Czy wykazały, iż antropogeniczne globalne ocieplenie jest mitem? Nie. Ich manipulacja polega na ucięciu statystyki przed okresem współczesnym, podczas gdy właśnie to ostatnie dziesięciolecia są absolutnie kluczowe dla zrozumienia nadciągających anomalii. Jak widzimy powyżej, co najmniej do roku 1980, klimat ziemski tykał w rytm wybijany przez 11-letnie cykle słoneczne.

Wbrew niektórym insynuacjom, żaden szanujący się badacz nie ignoruje tego aspektu – wręcz przeciwnie – wszyscy zdają sobie sprawę, że Słońce bywa grymaśne, co odbija się na kondycji naszej atmosfery. To na jego karb kładzie się wielkie okresy chłodu i ciepła w dziejach naszej cywilizacji. Zgodnie z tymi hipotezami, trwająca od XV do XIX wieku tzw. mała epoka lodowcowa, zbiegała się z okresami minimum Maundera i minimum Daltona, gdy Gwiazda Dzienna funkcjonowała wyjątkowo anemicznie. Ogólnie pojmowana aktywność Słońca należy do głównych bodźców kształtujących temperatury na powierzchni ziemskiej i nie budzi to niczyich wątpliwości. Jednocześnie postulat mówiący o przemożnym wpływie kapryśnej gwiazdy na klimat, tak naprawdę, wzmacnia tezę łączącą globalne ocieplenie z rosnącą koncentracją CO2. Patrząc na powyższy wykres widzimy jak ciepłota planety wiernie podążała w przeszłości za promieniowaniem słonecznym, aż na początku lat 80. wszystko zaczyna się kiełbasić. Słońce drzemie w najlepsze, podczas gdy średnia temperatura Ziemi poszybowała o pół stopnia ponad przeciętną i wciąż rośnie. To już nie drobna fluktuacja, ale wyraźny i dający do myślenia rozziew.

Jak wspomniałem, korelacja nie świadczy o zależności, aczkolwiek w wielu przypadkach może ją mocno uprawdopodabniać. Czy tak jest w przypadku globalnego ocieplenia? Gdyby zbieżność wzrostu koncentracji dwutlenku węgla z nienaturalnym skokiem temperatury, w świetle współczesnej wiedzy, okazała się przypadkowa, byłbym niezwykle skonfundowany. Jakby na to nie spojrzeć, wiedza o rosnącym stężeniu CO2, świadomość cieplarnianych właściwości tej substancji oraz skorelowany wzrost temperatur – w świetle zdrowego rozsądku i niezmąconej logiki  nakazują traktować wpływ ludzkości na klimat śmiertelnie poważnie. Tym bardziej nie dziwi fakt, że jak Ziemia długa i szeroka, nie istnieje ani jedna poważna uczelnia, instytucja czy organizacja naukowa, podająca w wątpliwość antropogeniczne źródło globalnego ocieplenia.

Choć zabrzmi to dziwnie, mimo wszystko powinniśmy żywić nadzieję, że ten niepokojący scenariusz okaże się prawdziwy. Bowiem tylko wtedy, mamy szansę pozostać kowalami własnego losu i odwrócić groźną tendencję. To chyba nie najgorszy scenariusz?

Literatura uzupełniająca:
Climate Change 2014. IPCC Synthesis Report, [online: www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/syr/SYR_AR5_FINAL_full.pdf];
NASA Global Temperature, [online: https://climate.nasa.gov/vital-signs/global-temperature/];
NASA Carbon Dioxide, [online: https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/];
D. Legates, Carbon Dioxide and Air Temperature: Who Leads and Who Follows?, [online: http://cornwallalliance.org/2012/12/carbon-dioxide-and-air-temperature-who-leads-and-who-follows/];
M. Popkiewicz, Mit: Między temperaturą a koncentracjami CO2 nie ma korelacji, [online: http://naukaoklimacie.pl/fakty-i-mity/mit-miedzy-temperatura-a-koncentracjami-co2-nie-ma-korelacji-22].
B. Miller, Piknik z Einsteinem. Naukowy zawrót głowy, przeł. A. Bukowski, Warszawa 2013.
Czy jesteśmy sami? Zapytajmy Drake’a Chicxulub – poznajmy mordercę dinozaurów 7 faktów, które boimy się zaakceptować cz.1