Otwórz schowek Brak ulubionych odcinków
Atmosfera – wrażliwy system na skraju rozchwiania [E174]

Atmosfera – wrażliwy system na skraju rozchwiania [E174]

Epizod: E174
Pobierz Dodaj do ulubionych

Udostępnij odcinek

Epizod: E174
Pobierz Dodaj do ulubionych

Udostępnij odcinek

Dodaj do ulubionych
Pobierz odcinek

Udostępnij odcinek

Gość odcinka

Prof. Szymon Malinowski

Prof. Szymon Malinowski

Dyrektor Instytutu Geofizyki na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, popularyzator wiedzy o zmianach klimatu, współzałożyciel portalu Nauka o klimacie i bohater filmu dokumentalnego „Można panikować”. Zainteresowania naukowe: fizyka chmur i opadów, turbulencja atmosferyczna, modelowanie numeryczne procesów atmosferycznych, pomiary atmosferyczne z pokładu samolotu, pomiary zdalne, nieliniowe procesy w atmosferze.

Nazwisko gościa tego odcinka jest wam pewnie znane: prof. Szymon Malinowski jest fizykiem atmosfery z Uniwersytetu Warszawskiego, popularyzatorem wiedzy o zmianach klimatu, współzałożycielem portalu Nauka o klimacie i bohaterem filmu dokumentalnego „Można panikować”. W rozmowie z takim specjalistą temat zmian klimatycznych pojawia się siłą rzeczy. Ale nie od tego zaczynamy! Na pierwszy ogień idzie rozwikłanie zagadki, dlaczego w listopadzie chmury wiszą nisko nad nami i są przygnębiająco ciemne. A także dlaczego, kiedy oglądamy prognozę pogody to fronty zawsze idą do nas z Zachodu.

Jak się mierzy coś tak ulotnego jak atmosfera? By przygotować dobry model, trzeba mieć wypracowane odpowiednie równania matematyczne (mamy je) i jak największą bazę danych o różnych właściwościach Ziemi: stan atmosfery, oceanu, powierzchni planety. Tak opracowane modele mogą służyć do przewidywania zmian klimatu, ale także pogody… i to nie tylko na Ziemi! – Podstawowe prawa fizyki nie zależą od planety – zauważa mój gość. Możemy przewidywać pogodę na Marsie, jeśli tylko zdobędziemy wystarczająco dużo danych o jego właściwościach fizycznych.

A jeśli chodzi o klimat:  – Nie zdajemy sobie sprawy, że przekroczyliśmy pewną granicę wpływu na naturę, teraz to my jesteśmy tym głównym graczem – mówi prof. Malinowski. Chcąc poprawić warunki swojego bytowania, nasz gatunek jako jedyny na świecie wytworzył system dobrobytu, który nie dość, że jest niestabilny, to jeszcze narusza wiele subtelnych procesów, od których zależne jest nasze przetrwanie. Nigdy w historii geologicznej nie było takiego procesu, w którym węgiel odłożony w procesach chemicznych i biologicznych trwających setki milionów lat, żeby nagle się wydostawał i ulegał spalaniu w atmosferze – zwraca uwagę fizyk. – Clou polega na tym, że zmieniamy skład atmosfery – wyjaśnia. Dodajemy do niej nie tylko bardzo dużo nadmiarowego dwutlenku węgla, ale też substancje, których wcześniej w atmosferze nie było. Ma to wpływ na to, w jaki sposób energia ucieka z naszej planety w kosmos, a przez to na ocieplenie klimatu.

W odcinku posłuchacie o kilku ekstrawaganckich pomysłach na walkę z ociepleniem klimatu, dowiecie się też, jak duże mogą być chmury, co jest największym silnikiem parowym cyrkulacji atmosferycznej na Ziemi i czy kolor chmur o zachodzie słońca faktycznie pozwala przewidzieć pogodę na następny dzień.

Gorąco polecam!

Radio Naukowe działa dzięki społeczności wspierającej na https://patronite.pl/radionaukowe Bardzo dziękuję! Mamy kolejne plany rozwoju, jeśli chcesz w nich pomóc – każda kwota ma znaczenie ?

TRANSKRYPCJA

Karolina Głowacka: Profesor Szymon Malinowski odwiedził studio Radia Naukowego. Dzień dobry, panie profesorze.

Szymon Malinowski: Dzień dobry.

K.G.: Fizyk atmosfery, dyrektor Instytutu Geofizyki na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. Szeroko znany jako popularyzator wiedzy o zmianach klimatu. Twórca i redaktor serwisu Nauka o Klimacie, który nieustannie polecam. A my tu w Radiu Naukowym chcielibyśmy z panem nieco inaczej niż zwykle. O zmianie klimatu, o katastrofie klimatycznej również, niewątpliwie, ale też szerzej, po prostu o atmosferze, o tym, czym się pan zajmuje jako naukowiec. Atmosfera to niezwykle dynamiczny system. Codziennie patrzymy w niebo, codziennie sprawdzamy prognozę pogody, a mam wrażenie, że nie bardzo wiemy, w jaki sposób to wszystko funkcjonuje. Jedną z pana specjalności są chmury. Nagrywamy w połowie listopada i chciałabym pana zapytać, dlaczego musi być tak, że w listopadzie, grudniu, styczniu i lutym te chmury w zasadzie ciągle muszą być takie ciężkie, niskie, jednolite, zwarte i okropne? Dlaczego tak jest akurat jesienią?

S.M.: Jest tak trochę z powodu astronomii, a tak naprawdę przede wszystkim z powodu astronomii. One są ciężkie i czarne, bo dzień jest krótki, a słońce jest nisko. Jak słońce jest nisko, to dostarcza stosunkowo mało energii. I mówię o energii dostarczonej na metr kwadratowy powierzchni planety, bo kąt padania promieni słonecznych jest bardzo duży, a dzień jest krótki. W związku z tym powierzchnia Ziemi kiepsko się ogrzewa od słońca. I chmury, jeśli są, a często są, bo w niższych temperaturach łatwo dochodzi do kondensacji wody, tzw. ciśnienie pary nasyconej jest niskie, to powstają w takich warstwach i procesy konwekcyjne, które normalnie mieszają atmosferę do dużo większych wysokości, są dużo silniejsze. Ponieważ są słabo napędzane małym strumieniem energii słonecznej, powodują, że te chmury są takie leniwe. Z jednej strony to niskie słońce, z drugiej strony jak kąt padania promieni słonecznych jest taki, że nawet jak jest cienka warstwa chmur, to one muszą przejść przez bardzo długą drogę wewnątrz chmury. To powoduje, że jest ciemno, szaro itd.

K.G.: Dziękuję za to wyjaśnienie. Zresztą będę pana pytać o więcej takich rzeczy, które mnie nawet w dzieciństwie męczyły. Tak samo jak patronów i patronki, którym jak zawsze powiedziałam, z kim i o czym będę nagrywać, i zasypali mnie pytaniami do pana. Ale to za moment. Czy w ogóle da się odpowiedzieć na takie pytanie – jaka może być największa chmura? Czy to jest tak, że to są po prostu tak gigantyczne fronty, że to jest niemożliwe?

S.M.: To jest dobre pytanie. Raczej się nie da na nie odpowiedzieć, bo rozmiar chmury dosyć trudno zmierzyć. Pytanie jest takie, czy mamy na myśli największą chmurę, jeśli chodzi o rozciągłość horyzontalną, czy jeśli chodzi o rozciągłość w pionie, czy może jakiś ukos itd. Sam pomiar jest dosyć ciekawy i skomplikowany, natomiast te chmury, które mamy w tej chwili, te listopadowe, grudniowe, styczniowe i lutowe, są związane z wyżami i niżami, czyli z takimi strukturami w atmosferze w naszych umiarkowanych szerokościach geograficznych, które powstają z tego powodu, że ciepło jest transportowane średnio od równika do biegunów. I w naszych szerokościach to ciepło jest tak transportowane, że jest w postaci takich wirów atmosferycznych. Nazywamy je wyżami i niżami, a ciepło jest transportowane w ten sposób, że ciepłe powietrze w postaci takich języków, czasami mówimy „za frontem ciepłym”, ucieka czy wędruje na północ, a języki chłodu, czyli to powietrze, które jest za frontem chłodnym, spływa dalej na południe. Jedno i drugie odpowiada za transport ciepła na północ. Bo jak zabieramy zimno z północy po to, żeby się ogrzało na południu, to też jest transport ciepła na północ. I te struktury mogą mieć kilka tysięcy kilometrów rozciągłości. Więc takie chmury są największe. Możemy jeszcze popatrzeć na glob z oddali i zobaczyć coś, co nazywa się równikowym pasem ciszy. I tam są inne chmury, które są wzdłuż równika – to jest największy silnik parowy naszej cyrkulacji atmosferycznej. No i on bardzo często pokrywa duży obszar wzdłuż równika, kilka albo nawet kilkanaście tysięcy kilometrów. Takie chmury są największe.

K.G.: A w pionie? Te burzowe? Jak duże one potrafią być?

S.M.: To zależy od tego, ile energii mamy na powierzchni Ziemi, ile jest energii dostarczonej od słońca i ile może być zużyte na te procesy konwekcyjne. Jeżeli one są bardzo silne, to te chmury mogą mieć rozciągłość kilkunastu kilometrów, w skrajnych przypadkach nawet sięgać od… Podstawa – powiedzmy, pięćset metrów nad poziomem morza, a wierzchołek – szesnaście, siedemnaście kilometrów. Ale to są właśnie te chmury w równikowym pasie ciszy. To nie są chmury nad nami.

K.G.: Ten pas ciszy to chyba takie niepozorne określenie. [śmiech]

S.M.: Tak, bo to jest takie miejsce, które zostało nazwane przez żeglarzy. Tam kończy się pasat, czyli stały wiatr wiejący na północnej półkuli, z północnego wschodu, a na południowej z południowego wschodu, i tam są takie miejsca, gdzie słabo wieje.

K.G.: Robił pan wykłady o prognozach pogody dla żeglarzy i o to też za chwilę zapytam. U nas te chmury mogą mieć parę kilometrów, tak?

S.M.: Dziesięć, maksymalnie dwanaście może się zdarzyć w jakiejś bardzo ciepłej masie powietrza.

K.G.: I w listopadzie burzy raczej nie zaznamy dlatego, że jest mniej tej energii słonecznej? To z tego się bierze?

S.M.: Tak. Mniej energii może posłużyć na odparowanie wody z powierzchni Ziemi, a ta woda niesie ze sobą energię i potem jak para wodna zamienia się w kropelki chmurowe, to ta energia jest uwalniana i powoduje właśnie wypiętrzanie chmur. Chciałem powiedzieć jeszcze jedną rzecz, o którą nikt nie pyta, a która jest dosyć podstawowa. Bo jak w szkole uczymy się o atmosferze, to są takie rysunki – podział atmosfery na warstwy: troposfera, tropopauza, stratosfera itd. I tam jest jeszcze taki rysunek, że zmienia się temperatura z wysokością. W troposferze spada z wysokością, w stratosferze rośnie itd. Za te procesy odpowiedzialne jest właśnie to, jak dociera energia od słońca do różnych warstw atmosfery i jak następuje wypromieniowanie w podczerwieni, ale w troposferze bardzo istotnym elementem jest to mieszanie przez chmury konwekcyjne, czyli przez chmury burzowe. W ogóle głębokość troposfery to jest głębokość, do której występuje to mieszanie powietrza od powierzchni Ziemi, które rozprowadza i wodę, i różnego rodzaju substancje, które emitujemy przy powierzchni Ziemi. Wyżej te warstwy w atmosferze są stabilne i one się wcale tak łatwo nie mieszają, troszeczkę inaczej to tam wygląda. Może jeszcze taka ciekawostka, że właśnie ten profil temperatury, czyli zmiana temperatury z wysokością w troposferze, to była istotna część Nagrody Nobla z fizyki sprzed dwóch lat. Syukuro Manabe był jednym z laureatów. Było mówione, że dostał on tę nagrodę za wyjaśnienie istotnych mechanizmów klimatycznych i jednym z nich było właśnie to zjawisko tzw. równowagi radiacyjno-konwekcyjnej w atmosferze. Czyli dokładnie to, co odpowiada za ten profil.

K.G.: Pani Aleksandra trochę nieśmiało zapytała: „Czym jest zapach po deszczu i burzy? Czy to jest poważne pytanie do profesora?”.

S.M.: To jest dobre pytanie, na które nie potrafię odpowiedzieć.

K.G.: To w takim razie bardzo dobre pytanie do profesora. [śmiech]

S.M.: Tak, bo łączy taki zakres, który jest poza moim obszarem kompetencji. To znaczy, fizjologię – ja słabo wiem, jak działa nos i różne receptory, które odpowiadają za zapachy. Natomiast na pewno może być to u nas związane z dwiema rzeczami. Po pierwsze w wilgotnej ziemi zachodzą różne procesy biologiczne. Po drugie mamy wilgotne, mocno nasycone po opadzie wody powietrze i to na pewno wpływa na mnóstwo różnych procesów. No i po trzecie po wyładowaniach może być trochę ozonu w powietrzu, ale to musi być burza z piorunami. Czasami zresztą daje się to wyczuć.

K.G.: Na pewno jest pan w stanie odpowiedzieć na moje pytanie z dzieciństwa. Kiedy oglądałam prognozę pogody, to fascynowało mnie to, dlaczego zawsze te fronty idą z zachodu na wschód. Pamiętam, że czekałam, że może jednak kiedyś się to odwróci, może będzie inaczej. Zauważyłam taką tendencję, że zawsze jest z tej strony. Dlaczego tak jest?

S.M.: Mogę teraz napisać równania geofizyczne mechaniki płynów, czyli mechaniki cienkiej warstwy płynu na obracającej się kuli.

K.G.: Pod tym jest atmosfera, tak?

S.M.: Tak, może być też ocean. Różnica jest w tzw. równaniu konstytutywnym, które mówi o własnościach samego płynu. Czym innym jest powietrze, a czym innym jest woda. Natomiast siły oddziaływania w tym płynie związane z przepływem i z obrotem są bardzo podobne. Albo mogę spróbować wytłumaczyć to trochę bardziej po ludzku. Wyobraźmy sobie, że patrzymy na obracającą się Ziemię od strony bieguna północnego. Ona obraca się z zachodu na wschód. Jeżeli mamy ten równikowy pas ciszy, czyli miejsce, gdzie w tych największych chmurach burzowych, rozłożonych wzdłuż równika, zaczyna być napędzana cała cyrkulacja atmosferyczna – ona jest napędzana nad równikiem – to bardzo ciepłe powietrze znad Afryki, Ameryki Południowej, Pacyfiku, Atlantyku, Oceanu Indyjskiego wędruje do góry w tym procesie konwekcji, woda wypada w dół, te chmury są chmurami burzowymi, no i cały czas to powietrze jest pompowane od spodu, ono musi się rozpływać w kierunku biegunów na górze i na dole. Ale na dole, jak nazwa wskazuje, była cisza. Czyli ono poruszało się tak, jak porusza się równik – dookoła, z zachodu na wschód. No i teraz to powietrze traci kontakt z powierzchnią Ziemi, prawie nie występuje tarcie, wędruje do góry i zaczyna się rozpływać od równika w stronę biegunów. Czyli jak rozpłynie w stronę biegunów, to pod nim kolejne równoleżniki są coraz krótsze. Ono ma taką prędkość jak równik, a na dole, poniżej Ziemia obraca się coraz wolniej. To znaczy, w sensie prędkości liniowej obrotu. Czyli ono porusza się z zachodu na wschód, tak samo, jak obraca się Ziemia. I mnóstwo zjawisk, które zachodzą wyżej w atmosferze, zachodzi zgodnie z tym ruchem. W związku z tym mamy przewagę wiatrów zachodnich i te efekty, że pogoda na półkuli północnej, na półkuli południowej, w umiarkowanych szerokościach geograficznych jest w dużej mierze przenoszona z zachodu, z przepływem z zachodu.

K.G.: Dziękuję panu. Naprawdę, męczyło mnie przez lata, jak to działa. [śmiech] Nazwę „pas ciszy” wymyślili żeglarze – prowadził pan dla nich wykłady. Proszę mi powiedzieć, na ile prawdziwe są te opowieści, które słyszałam w dzieciństwie, że np. jak jest bardziej pomarańczowy zachód słońca, to następnego dnia będzie jakaś pogoda, a jak bardziej różowy, to będzie jakaś pogoda. To w ogóle ma jakieś znaczenie, da się tak wyczytać pogodę? Jak żeglarze sobie mogą z tym poradzić – odcięci od internetu, GPS-a, wszelkich informacji?

S.M.: Trochę jest z tym związana odpowiedź na poprzednie pytanie. Jeżeli patrzymy na zachód i słońce jeszcze zachodzi na zachodzie, i oświetla to, co jest daleko od nas na zachodzie, to jest spore prawdopodobieństwo, że następnego dnia ta masa powietrza, to zjawisko będzie nad nami. W związku z tym jest tam bardzo poważny element racjonalny, w tym powiedzeniu.

K.G.: A to ciekawe, myślałam, że powie mi pan, że w ogóle tak nie jest. Atmosfera – jest krytyczna dla przeżycia całego życia na Ziemi, ale w sumie jest jej niewiele. Bo na jednym z wykładów mówił pan o tym, że gdyby ją sprężyć na tyle, że byłaby podobna do wody, to miałaby raptem dziesięć metrów.

S.M.: Tak, gdyby miała tę samą gęstość. Ciśnienie atmosferyczne odpowiada dziesięciu metrom słupa wody. Jest to jedna z pierwszych rzeczy, których naprawdę się uczymy na fizyce, o Pascalu, takie różne historie są opowiadane. Natomiast dostajemy tę informację i nie bardzo wiemy, co ona znaczy. To znaczy dokładnie tyle, że tej atmosfery jest bardzo niewiele i ona powoduje, że na Ziemi jest inaczej niż na Księżycu, przynajmniej w dużej mierze jest to zasługa atmosfery.

K.G.: Ale jak rozumiem, to też pokazuje, że atmosfera to jest jedno i jest to niezwykle ważne, ale dla klimatu ogromnie ważne jest też to, w jaki sposób energia jest magazynowana w wodzie. Bo to są połączone ze sobą, jeśli chodzi o klimat, byty – jeśli mogę tak powiedzieć?

S.M.: Tak, to jest właśnie ciekawe. Jak już mówiłem, i atmosfera, i ocean to są płyny. Pytanie jest takie: co jest najważniejsze, jeśli chodzi o płyny, ciecze i gazy? Tak naprawdę z punktu widzenia fizyka najważniejsze jest to, że pewne własności – to może być jakieś zanieczyszczenie albo ciepło w postaci energii wewnętrznej – mogą być unoszone razem z przepływem. To zjawisko nie zachodzi w ciałach stałych. Jeżeli słońce nagrzewa powierzchnię Ziemi, to nagrzewa tylko jej cienką powierzchnię. Mówiłem też wiele razy, że jak wyjdziemy na plażę i piasek nas parzy, wystarczy rozgarnąć tę wierzchnią warstwę, i on już nie parzy. Dlaczego? Bo transport ciepła w głąb Ziemi czy z głębi Ziemi na zewnątrz – jest to energia geotermalna – jest bardzo słaby, jest tylko przez tzw. przewodnictwo cieplne. Natomiast w płynach ten transport ciepła może zachodzić i zachodzi przez wnoszenie z przepływem. Mówiliśmy już o tych językach ciepłego i zimnego powietrza, które transportują ciepło. Podobnie jest w oceanie. Jest jeszcze taka ważna cecha – ile jakiej własności, np. energii w postaci ciepła, może być zmagazynowane w jednostce objętości płynu? W przypadku wody jest to dużo, dużo więcej niż w przypadku powietrza – takiego jak przy powierzchni ziemi jest jakieś tysiąc dwieście razy więcej. W związku z tym woda jest takim bojlerem, który trzyma ciepło. Z drugiej strony wiemy, że prądy morskie i przepływy są bardzo powolne w stosunku do prędkości wiatru. Te prędkości wiatru to kilkanaście, czasami kilkadziesiąt, a wyżej w atmosferze nawet sto kilometrów na godzinę. Z kolei efektywność transportu zależy i od tego, jaka jest własność tej substancji, i od tego, jaka jest prędkość przepływu. Więc woda jest takim magazynem ciepła. Dzięki powolnym przepływom to ciepło może rozchodzić się w głębi i być trochę rozprowadzane po powierzchni globu, ale tym mechanizmem, który transportuje ciepło skuteczniej w skali globu, są przepływy powietrza.

K.G.: Czyli powietrze jakby zgarnia trochę tego ciepła od wody?

S.M.: Tak, ono się ogrzewa od powierzchni wody, zabiera ciepło przez parowanie w tzw. postaci utajonej i potem transportuje je gdzie indziej. Zresztą w ten sam sposób jest transportowana sama woda. Gdyby nie to, że jak para wodna w tych przepływach wyparuje z oceanu, jest, średnio rzecz biorąc, transportowana znad oceanu nad ląd, to nad lądem mielibyśmy sucho. Ona dopiero skondensuje w powietrzu, spadnie w postaci wody, duża część spłynie do oceanu, część może wyparować, być z powrotem zatrzymana przez rośliny czy przez jeziora, różnego rodzaju struktury czy miejsca na powierzchni Ziemi.

K.G.: A jeśli chodzi o skład naszej atmosfery – czy da się odpowiedzieć na pytanie, dlaczego ma taki skład, a nie inny? Jak to wyglądało wcześniej i skąd moglibyśmy wiedzieć coś takiego? Tylko przypomnę, że siedemdziesiąt osiem i osiem dziesiątych procenta to jest azot, dwadzieścia i dziewięćdziesiąt pięć setnych to tlen, zero dziewięćdziesiąt trzy – argon, zero zero cztery – dwutlenek węgla i niewielkie ilości innych gazów. No i w szkole nam mówią, że tak jest i koniec. A czy mogło być inaczej? Czy było wcześniej inaczej? Skąd możemy to wiedzieć?

S.M.: Było wcześniej inaczej. Poza tym to, co pani powiedziała, to jest skład tzw. atmosfery suchej, czyli bez pary wodnej. Bo pary wodnej może być albo więcej, albo mniej w zależności od temperatury powietrza i tego, skąd się tam woda mogła wziąć. Czy wyparowała z powierzchni oceanu, czy już wypadła i zostawiła suche powietrze. W związku z tym tej wody może być nawet kilka procent, ale ponieważ to jest ten zmienny składnik atmosfery, to się go nie podaje.

Oczywiście wszystkie zmiany w przeszłości, cała ewolucja systemu ziemskiego, na każdym etapie zostawiała różnego rodzaju ślady. I my, próbując określić, co było kiedyś na naszym globie, staramy się te ślady wytropić. Wiemy, że np. olbrzymy gazowe, czyli te planety, które zgarnęły najwięcej pierwotnych gazów, jak formował się Układ Słoneczny i Ziemia, mają dużą ilość azotu zgromadzoną np. w amoniaku itd. To jest gaz, który słabo reaguje, którego masa cząsteczkowa stanowi dwadzieścia osiem w atmosferze i który trochę trudno ucieka w kosmos. Wodór łatwo ucieka w kosmos. Pomyślmy o tym, czego uczyliśmy się w szkole, że np. temperatura jest miarą średniej energii kinetycznej cząsteczek i że górne warstwy atmosfery się ogrzewają, np. pochłaniając promieniowanie słoneczne, i mają jakąś temperaturę, cząsteczki różnych gazów mają średnio różne prędkości. Mają tę samą średnią energię kinetyczną, natomiast mają różną prędkości. Bo masa tych cząsteczek jest różna. Więc np. wodór, który jest najlżejszy, ma największe prędkości, część jego cząsteczek osiąga tzw. pierwszą albo drugą prędkość kosmiczną i ucieka z Ziemi. A cięższe cząsteczki w tej temperaturze nie są w stanie tej prędkości osiągnąć i nie uciekają. To jest jeden z powodów.

Drugi z powodów – tlen, który jest ważnym pierwiastkiem w całym Układzie Słonecznym, ale tlen w postaci gazowej, jest silnie reaktywny. Mnóstwo innych pierwiastków ulega utlenianiu, choćby węgiel. Natomiast produkcja samego czystego tlenu to nie jest taka prosta sprawa. Uczyliśmy się w szkole o elektrolizie, że można rozłożyć wodę na wodór i tlen. Można, ale można też uzyskać tlen w procesie fotosyntezy, zamykając węgiel, wbudowując go w materię organiczną i uwalniając tlen. I wiemy, że ten tlen, który mamy w atmosferze, powstał w takiej ilości dopiero po tym, jak powstało życie. Nasze kochane sinice to są organizmy samożywne, czyli te, u których następuje proces fotosyntezy. Efektem tego procesu jest tlen. Więc mamy już tlen i azot. Argon jest gazem szlachetnym, nie reaguje, więc jest związany z tym, ile go było w tej pierwotnej materii. Natomiast jest kwestia dwutlenku węgla – ten węgiel był złączony z dwutlenkiem węgla, ale teraz jak już powstał tlen w atmosferze, to powstały inne organizmy żywe, które już nie musiały używać energii słonecznej do tego, żeby żyć, a przy okazji produkować tlen, tylko miały już energię chemiczną zawartą w materii organicznej, którą mogły wykorzystać do swoich procesów życiowych. Wykorzystywały tę energię w ten sposób, że spalały i spalają węgiel, czyli utleniają węgiel obecny w tej materii organicznej, powodują powstanie dwutlenku węgla. I stąd mamy dwutlenek węgla w atmosferze. Tak naprawdę ta ilość dwutlenku węgla zmienia się z powodu różnego rodzaju reakcji chemicznych, bo dwutlenek węgla to jest bezwodnik kwasu węglowego. Potrafi on reagować z krzemem w skałach itd. albo może być użyty w procesie fotosyntezy przez istniejące rośliny. Takie subtelne równowagi tych procesów, ile jest produkowane i potem zużywane przez procesy życiowe, ile jest rozpuszczane w oceanie i oddawane do oceanu – bo to jest oczywiście gaz, który się rozpuszcza i może być emitowany, jeśli jest go za dużo, jeśli ciśnienie parcjalne przekracza ciśnienie nasycenia – i procesy powolnych reakcji chemicznych na powierzchni Ziemi zależne od temperatury rządzą tym, ile tego dwutlenku węgla jest w powietrzu. Rządziły.

K.G.: Rządziły, tak. Wiemy, że pojawił się taki gatunek jak człowiek i w pewnym momencie postanowił to zaburzyć. Ale to pokazuje to, o czym pan mówi, jak bardzo sprzężone jest to wszystko, co się dzieje na Ziemi, że powstało życie, które zmieniło skład atmosfery, co spowodowało, że powstało inne życie itd., że to wszystko jest naprawdę ze sobą niesamowicie połączone. I tutaj jest kolejne pytanie od patrona. Pan Michał pyta: „Czy to, co wiemy o Ziemi, np. modele pogodowe, mogą być przydatne na innych planetach?”. Na takim Marsie średnio, bo nie ma atmosfery.

S.M.: Nawet na Marsie.

K.G.: Nawet na Marsie?

S.M.: Tak, oczywiście.

K.G.: A na taką Wenus, na której tyle się dzieje, też jest pan w stanie tak popatrzeć jako fizyk atmosfery – tu będzie za chwilę taka i taka pogoda?

S.M.: Prawa geofizyczne i dynamiki płynów nie zależą od planety. Prawa transferu promieniowania i w ogóle podstawowe prawa fizyki nie zależą od planety. My robimy model po to, żeby stworzyć wirtualną rzeczywistość. Model pogody czy model klimatu, czy model innej atmosfery to jest jakiś przybliżony kawałek rzeczywistości, którego podstawą są prawa fizyki, i możemy z nim robić różnego rodzaju eksperymenty, a także poddając go różnego rodzaju oddziaływaniom, patrzeć, co może dziać się w układzie w środku i potem porównywać to z rzeczywistością. Jak już jesteśmy przekonani czy mamy dowody na to, że pewne rzeczy robimy z tym dobrze, to potem używamy tego do innych celów, np. do prognozy pogody. Oczywiście to, czym karmimy model, oprócz praw fizyki, to jest właśnie informacja o tych własnościach atmosfery, własnościach powierzchni Ziemi i o dopływie energii, bo to jest kluczowe – jak ta energia, czy w postaci promieniowania słonecznego, czy termicznego danej planety, przenika przez atmosferę, jest pochłaniana itd., to dopiero razem tworzy całość. Więc ja mogę powiedzieć tak: te równania i te modele, które robimy, w części, która jest oparta na podstawowych prawach fizyki, dają się łatwo przenosić na inne planety, i my to robimy. Tam wiemy znacznie mniej o tych elementach, które trzeba włożyć do modelu, które mówią o samych własnościach – ukształtowanie powierzchni Ziemi, mnóstwo różnych cech. Co więcej, model prognozy pogody to jest próba zbudowania takiej wirtualnej Ziemi, nakarmienia jej wszystkimi możliwymi informacjami o aktualnym stanie atmosfery, oceanu, powierzchni Ziemi i popatrzenie w tej wirtualnej rzeczywistości, co się zmieni w ciągu kilku dni. I wiemy, że tutaj naszym największym ograniczeniem jest znajomość aktualnego stanu. Mamy bardzo mało danych.

K.G.: Czyli wiemy, jak, znamy modele, prawa fizyki są takie same. Potrzebujemy mieć czym te modele nakarmić i będzie to działało.

S.M.: Tak. Natomiast bardzo podobne modele mogą służyć do klimatu. Bo jeśli badamy klimat, to nas nie interesuje, jaka będzie pogoda w miejscu X o dokładnej porze któregoś tam dnia w przyszłości. Chodzi nam tylko o to, jak często zdarzają się np. wyże, niże i napływy powietrza o takich czy innych własnościach. I cechy tych atmosfer, czy Ziemi, czy układów planetarnych nie zależą od warunku początkowego, jak my to mówimy, tylko od tego, jak dobry jest ten model, jak dobrze odtwarza rzeczywistość i jak dobrze jesteśmy w stanie włożyć do niego tzw. wymuszenia, czyli to, co napędza ruchy i przepływy.

K.G.: Wymuszenia to są rzeczy z zewnątrz, tak?

S.M.: Tak, takie jak słońce, cykle Milankovica itp.

K.G.: Jak się to wszystko robi? W jaki sposób się mierzy coś tak dynamicznego i skomplikowanego jak nasza atmosfera? Bo skoro mamy te modele i chcemy je nakarmić, to potrzebujemy tych danych. I skąd my je bierzemy na Ziemi? Czytałam, że latają samoloty i zbierają takie informacje. Skąd bierzemy dane?

S.M.: To jest tak, że w tej chwili mamy już tych danych całkiem dużo, bo jak zrozumieliśmy, nauczyliśmy się tworzyć te modele, to było to jeszcze tak naprawdę, zanim powstały komputery, tzw. układ równań pierwotnych.

K.G.: Ależ to musiała być robota bez komputerów.

S.M.: Tak, to jest początek XX wieku, Bjerknes. Potem jak się okazało, że nie da się tych równań rozwiązać na kartce papieru w taki klasyczny sposób – mówimy na to „sposób analityczny” – to zaczęto wymyślać rozwiązania przybliżone. I człowiekiem, który zrobił pierwszą prognozę pogody, która działa w ten sposób, jak nowoczesne prognozy pogody w komputerze, był Lewis Fry Richardson, który używając tych równań i dosłownie kilku danych o temperaturze, prędkości wiatru i ciśnienia na obszarze Europy, postanowił obliczyć, jak to się zmieni w ciągu sześciu godzin. Właśnie takimi metodami, kawałkami, po troszeczku, patrząc na najmniejsze możliwe zmiany, zamienił równania, które matematycy nazywają równaniami różniczkowymi na tzw. równania różnicowe, czyli zamiast nieskończenie małych kawałeczków, użył skończenie małych kawałeczków. I krok po kroku liczył. Zajęło mu to kilka lat. Był on wtedy sanitariuszem w okopach I wojny światowej, jak to robił. I wyszła mu kompletna bzdura, to znaczy, po tych sześciu godzinach wyszło mu zupełnie co innego. Był tym raczej sfrustrowany, ale jego znajomi byli pod wrażeniem tej pracy i koncepcji. I on ten wynik opublikował. Ten opublikowany negatywny wynik zaczął powodować mnóstwo różnych pytań – gdzie on się pomylił? Czy to był błąd w rachunkach? Mnóstwo ludzi sprawdzało. A może on źle pokawałkował te równania na te kawałki? I tak naprawdę doprowadziło to do rozwoju całej dziedziny matematyki, którą dziś nazywamy analizą numeryczną, i nauczyło nas, jak już powstały komputery, jak ich używać do rozwiązywania tego typu równań. Różne twierdzenia matematyczne, które przy okazji odkryto, to jest właśnie zasługa tej pracy Richardsona.

K.G.: Wywołało to takie wręcz społeczne poruszenie, ta jego praca. Tak bardzo potrzebowaliśmy umieć przewidywać pogodę? Myśli pan, że z tego się to wzięło? Czy z tego, że tak im zaimponował swoją pracą?

S.M.: Myślę, że była powszechna świadomość tego, że te prognozy pogody bardzo by się przydały. Rozwijała się komunikacja, dostawy, rozwój gospodarki. A poza tym chcemy wiedzieć, czy wyjść na spacer, czy inaczej zaplanować weekend. Było to duże poruszenie, napędziło to ogromny boom na poznawanie tych układów i na próby ich skwantyfikowania, obliczenia itd. I dzisiaj dzięki temu bardzo dużo rozumiemy.

K.G.: A skąd bierzemy te dane, o które pytałam?

S.M.: Już wcześniej zauważono, że pogoda jest przynoszona z zachodu na wschód i np., jeżeli coś zmierzymy, przekażemy informację o tym szybciej, niż jest ona przenoszona przez przepływ. I możemy to wykorzystać do prognozy pogody. Zaczęto tworzyć stacje meteorologiczne, wynaleziono telegraf. Mniej więcej w tym samym czasie okazało się, że te dane można przekazywać coraz szybciej i mnóstwo ludzi było zajętych ich interpretacją. Tylko dopóki nie mogliśmy sformułować bardzo porządnie matematycznych podstaw tych interpretacji, to one były trochę takie znachorskie. A potem, jak już zapisaliśmy to w formalnym języku matematyki, to mogliśmy coraz więcej z tego, co nam się zgadza i z tego, co nam się nie zgadza, dowiadywać się i poprawiać kolejne zapisy.

K.G.: Pracuje pan teraz nad nextGEMS – Next Generation Earth Modelling Systems. Czy to jest jakaś kontynuacja tego, o czym teraz mówimy, czyli modelowania tego, jak ma wyglądać w przyszłości klimat? Na czym polega ten projekt?

S.M.: Pracuję w projekcie, który jest ogromny. Nasze dwie grupy w Warszawie – moja i mojej koleżanki, pani profesor Pawłowskiej – zajmują się nawet nie tyle modelem klimatu nowej generacji, ile tym, jak reprezentować chmury w następnych generacjach modelu klimatu. Żeby patrzeć na to, co w tym najnowszym modelu klimatu robimy źle, porównując to z rzeczywistością, i jak zaproponować rozwiązania do jeszcze następnej generacji. Są tam bardzo silne zespoły, które mają superkomputery, wykonują eksperymenty numeryczne, robią poprawki przy tych modelach. Natomiast my, mając doświadczenie z tych pomiarów procesów chmurowych i z patrzenia na te procesy nie w skali globalnej, tylko w skali kropelek, najmniejszych zawirowań, kłębów na brzegu chmury itd., patrzymy, jak to wszystko wygląda z naszego punktu widzenia, co się zgadza, co się nie zgadza, co trzeba by spróbować poprawić, i poprawiamy opisy zjawisk w tym zakresie tak, żeby można je było w sposób dużo bardziej ścisły i dokładny włożyć do kolejnych generacji modeli.

K.G.: A duża jest niedokładność tych aktualnych modeli?

S.M.: To jest źle postawione pytanie. Każdy model to uproszczenie. Są uproszczenia, które słabo wpływają na to, co chcemy uzyskać z modelu, a są uproszczenia, które wpływają bardziej, to znaczy, powodują większą niepewność np. w wyniku symulacji. Wolimy używać słowa „niepewność” niż „błąd”, bo to nie musi być błąd. Chodzi o to, żeby tę niepewność zmniejszyć. Cały czas, nawet w tym nextGEMS, nie jesteśmy w stanie zamknąć bezpośrednio małych chmur, tylko duże chmury – niekoniecznie takie na dziesięć tysięcy kilometrów, ale na kilka kilometrów. I tych procesów, które zachodzą na brzegach chmur, także dużych, też nie jesteśmy w stanie dokładnie włożyć, więc jest to jeden z obszarów, w których potrafiliśmy zidentyfikować, że jest większa niepewność co do tego, jak możemy użyć modelu do przewidywania przyszłości czy pogody, czy klimatu. No i my działamy właśnie w tym zakresie.

K.G.: Pytam o to dlatego, że założę się, że część z naszych słuchaczy, mających w sobie taki rys sceptyka, zaraz powie: aha, skoro macie niepewność w tych waszych modelach, to jak możecie być tacy pewni, że będzie to ocieplenie, że będzie się zwiększało i że w ogóle będziemy wszyscy mieli kłopoty?

S.M.: Mogę powiedzieć tak – jak ktoś wypadnie z piątego piętra, to nie ma pewności, że zginie, natomiast jest pewność, że spadnie. [śmiech]

K.G.: Nie mam więcej pytań. [śmiech]

S.M.: Więc jest niepewność, co się stanie. Ale ta niepewność wcale nie jest aż taka duża. Teraz już poważniej – chodzi o skwantyfikowanie tej niepewności, żeby wiedzieć, jaki jest margines niepewności. To jest ta bardzo, bardzo istotna sprawa. My w tej chwili wiemy, że na pytanie, czy aktualna zmiana klimatu jest efektem presji antropogenicznej, czy jakimkolwiek innym, prawdopodobna odpowiedź jest taka, że spadnie. [śmiech] Natomiast nie znamy bardzo dokładnie wszystkich skutków – czy sobie złamie np. kość strzałkową.

K.G.: Okej, czyli taki jest poziom tej różnicy. Dobra metafora. Chciałabym zapytać, co jest fundamentalną przyczyną tego, że mamy do czynienia z tymi zmianami klimatu, które są powodowane przez człowieka? To jest zaburzenie bilansu energetycznego? To zrobiliśmy? Wyciągnęliśmy ten węgiel, który miał sobie tam leżeć, energia w nim zawarta miała sobie tam siedzieć po wsze czasy, a my go nagle wyciągamy i wsadzamy z powrotem – to jest to clou

S.M.: To, że wyciągamy, spalamy i zmieniamy skład atmosfery. Clou polega na tym, że zmieniamy skład atmosfery. Mówiliśmy, że ten skład zawsze się zmieniał w historii, tylko on się zmieniał z powodu różnych procesów. Nigdy w historii geologicznej nie było takiego procesu, żeby ten węgiel, który w tych bardzo długich procesach chemicznych, biologicznych itp. został przez miliony, dziesiątki, setki milionów lat odłożony w skałach osadowych, nagle wydostawał się i ulegał spalaniu w tlenie atmosferycznym. W pewnym sensie odwracamy to, co robiły rośliny przez setki milionów lat ewolucji.

K.G.: Czyli wciągały ten węgiel i go magazynowały?

S.M.: Tak. Wpływały na niego, część wycofywały z obiegu, czasami troszeczkę dodawały go wulkany z głębszych części ziemi, ale to wszystko działo się w bardzo długich okresach. A my teraz zmieniamy skład atmosfery, dodając nie tylko dwutlenek węgla, bo w tej chwili już bardzo wiele różnych substancji, w tym takie, których nigdy w atmosferze nie było – jakiś sześciofluorek siarki, jakieś freony, mnóstwo różnych substancji. Te substancje wpływają nie na to, w jaki sposób energia od słońca przenika do powierzchni Ziemi w mniejszym stopniu – bo wpływają na to raczej cząsteczki, które rozpraszają – ale na to, w jaki sposób energia w postaci promieniowania elektromagnetycznego w podczerwieni ucieka w kosmos. Czyli my w pewnym momencie dajemy taki zawór na wyjściu, emitując ten dwutlenek węgla. On słabo reaguje, bardzo powoli będzie wycofywany, a my bardzo szybko go pompujemy do atmosfery.

K.G.: Uszczelniamy okna w naszym pokoju.

S.M.: Coś w tym rodzaju. Przy stałej dostawie wyższego temperaturowego ciepła z elektrowni. W środku musi się robić cieplej, fizyki się nie oszuka.

K.G.: Czy teraz jest najcieplej w historii?

S.M.: W historii ludzkości tak, natomiast w historii geologicznej planety oczywiście nie. Dobrym elementem jest ta historia ludzkości. Ziemia działała w ten sposób, że pod wpływem różnego rodzaju wymuszeń, czyli np. zmiany w aktywności słonecznej – słońce powolutku się rozgrzewa – czy pod wpływem zmian orbity, np. z oddziaływaniem z innymi planetami i tym, że kontynenty są rozłożone na powierzchni Ziemi, no bo która część Ziemi będzie bardziej oświetlona przez słońce – czy ta bardziej morska, czy ta bardziej lądowa – ma znaczenie dla absorpcji tego promieniowania i także dla rozprowadzania ciepła w oceanach. To wszystko były procesy, które zachodziły i prowadziły do różnego rodzaju zmian. Potem całe życie się do nich przystosowywało, często także wpływając na te procesy. Mówimy tu o sprzężeniach w systemie klimatycznym. W pewnym momencie wyewoluował taki gatunek, który już po dwustu tysiącach, kilkudziesięciu tysiącach lat swojego istnienia wpadł na to, że może sobie w aktywny sposób poprawić byt.

K.G.: Niegłupie.

S.M.: Zdecydowanie niegłupie. I zabrał się za to z dużym zapałem, dzięki czemu mamy tak, jak mamy. No bo jednak mamy mnóstwo rzeczy – miło mieć ciepło, miło mieć możliwość kupienia jedzenia, czuć się w miarę bezpiecznie. Nie jest tak, że za każdym rogiem stoi jakiś predator, który próbuje cię zjeść, czy nawet jak zdarzy się nieurodzaj, to może ceny trochę wzrosną, natomiast bardzo nas to nie dotyka.

K.G.: W bogatych społeczeństwach – to też trzeba zaznaczyć.

S.M.: Tak. Chociaż już nawet w biednych, to nie jest już aż tak duża różnica. Poza jakimiś sytuacjami, które obejmują sporą część ludzkości, ale to jest jednak kilkanaście czy dwadzieścia kilka procent. Mówię o większości. I radośnie zabraliśmy się za to polepszanie życia – super, tylko nagle okazało się, że zaczęliśmy się tak rozwijać, i pod względem ilościowym, i pod względem tego, jak sobie te życie ulepszamy i jak beztrosko postępujemy z tym, co jest wokół, że okazało się, że wpływamy na cały świat, na całą naszą planetę. Różne rodzaje zależności na tej planecie są bardzo subtelne. Tak jak mówiliśmy, np. ten skład atmosfery i kilka innych rzeczy. W tej chwili zdajemy sobie sprawę z tego, że naruszamy mnóstwo subtelnych procesów, od których jednak zależymy. To nie jest tak, że oddzieliliśmy się od nich kompletnie. My tylko zbudowaliśmy pewne filtry, pewne bufory, które pozwalają nam czuć się bezpiecznie, a cały czas i obieg wody w przyrodzie, i obieg węgla, i wszystko to jest to, co napędza życie i co zapewnia nam jego możliwość. No i to jest próba zapanowania nad tym, żebyśmy z jednej strony nie stracili tego, co zyskaliśmy do tej pory i potrafili cały czas żyć w takim dobrym świecie, a z drugiej strony, żeby ten świat się nie zawalił, bo wtedy też przestaniemy w nim żyć. Jak ten świat się zawali, jak warunki na planecie nie będą odpowiednie dla podtrzymywania życia w tej postaci, jaka w tej chwili istnieje, to wszystkie nasze zabezpieczenia padną.

K.G.: Ale pan na poważnie myśli, że ludzkość na Ziemi może wymrzeć?

S.M.: Wiem, że kiedyś na pewno wymrze. Natomiast pytanie brzmi, kiedy i w jakim stylu. To znaczy, może wymrzeć tak, że się dalej przetworzy w procesie ewolucji w coś innego. Może wymrzeć w ten sposób, że uderzy planetoida albo wybuchnie supernowa w jakiejś okolicy, albo że słońce dojdzie do kresu życia. Może także wymrzeć z tego powodu, że zniszczy te warunki, które są jej potrzebne do trwania. My jako ssaki stałocieplne możemy przebywać tylko w określonych warunkach. Nie możemy mieszkać na Księżycu. Jeżeli chcemy być w pustce kosmicznej, to musimy sobie zbudować warunki, korzystając z zasobów ziemskich, nie żadnych innych, i podtrzymywać to wszystko. Nie jesteśmy w stanie nawet cały czas eksperymentalnie na Ziemi wyprodukować obiegu zamkniętego, działającego dłużej, bez dostępu do zasobów cywilizacyjnych. W związku z tym to, że wpływamy na cały świat, na skład atmosfery, na wszystko wokół i nie zdajemy sobie sprawy, jakie to ma konsekwencje, i nie bierzemy tego pod uwagę, jest poważnym zagrożeniem.

K.G.: Czy widzi pan taki scenariusz, że tak podgrzejemy atmosferę, że powiedzmy, za pięćset lat może nie tyle ludzkość wymrze, ile będzie funkcjonowała na jakichś niewielkich obszarach na terenie Ziemi, bo po prostu będzie zbyt gorąco dla ssaków na pewnych terenach?

S.M.: To się w pewnym stopniu dzieje, natomiast przede wszystkim widzę inne zagrożenie. Polega ono na tym, że zbudowaliśmy sobie ten dobrobyt, ale też w postaci niestabilnego systemu, który zależy od bardzo wielu różnych subtelności. Zdarzy się np. zaburzenie w łańcuchu dostaw i będzie się to propagowało na strasznie dużo różnych obszarów życia. A najważniejszymi dla nas dostawami są dostawy żywności, dostawy wody i dostawy energii, którą zamieniamy na usługi energetyczne, które dają nam ten dobrobyt.

K.G.: Czyli to, co sobie fundujemy, to stałe kryzysy i chaos.

S.M.: Tak. Nie jesteśmy do tego przyzwyczajeni. Rozwijamy się po to, żeby czuć się bezpiecznie. Czy pod względem zagrożeń chorobowych, czy pod względem dostaw tych podstawowych wartości życia itd. Natomiast to, co robimy, powoduje, że te podstawy bezpieczeństwa gwałtownie się kruszą.

K.G.: Czy nie da się tego trochę obejść? Kwestii tego, że uwalniamy do atmosfery dwutlenek węgla i nie tylko. Piszecie w Nauce o klimacie o takich różnych alternatywnych pomysłach jak np. kosmiczne żaluzje, żeby się trochę od słońca osłonić. Albo wybieranie tego dwutlenku węgla z atmosfery. Nie jesteśmy w stanie tego zrobić w ten sposób? Jeśli się ludzkość nie jest w stanie dogadać politycznie, to może technologicznie?

S.M.: Z tym wybieraniem dwutlenku węgla też się trzeba dogadać politycznie, bo kto za to zapłaci? To jest mnóstwo energii, mnóstwo działania. Poza tym cały czas nie mamy technologii. Jak powiedziałem, ten dwutlenek węgla strasznie trudno usunąć, to bardzo paskudna substancja. Czy jak mówimy o zatruciu rtęcią, czy ołowiem w środowisku – to też są takie substancje, które bardzo trudno usunąć, pozbierać i gdzieś przechować. Więc dwutlenek węgla ma tę cechę, że wymagałoby to ogromnych nakładów i poświęcenia jakiejś części tego naszego dobrobytu itd. Wcale niekoniecznie musiałoby to być skuteczne, bo jeżeli zasilalibyśmy tą energią, która pochodzi z węgla, to nie bardzo. Powiedziałbym tak, używając języka fizyki – ten proces ma bardzo niską sprawność. Są metody geoinżynieryjne, które mogłyby troszkę pomóc, ale one wszystkie dotyczą, oprócz tego usuwania dwutlenku węgla, przykręcania zaworu na wyjściu, czyli wpuszczania energii od słońca. To nie jest to samo, co otwarcie zaworu na wyjściu. Czyli też fundujemy sobie inny świat. Jest taka metoda, która jest mi bliska, jako fizykowi chmur. Uważam ją za stosunkowo bezpieczną, ale ona jest trochę droższa od innych najtańszych metod, o których myślą ludzie, typu udawanie wielkich wybuchów wulkanów i posypywanie stratosfery aerozolem siarkowym.

K.G.: Są takie pomysły?

S.M.: Tak, są od dawna. Można próbować trochę wybielać chmury. To w tej chwili staje się moim zdaniem coraz ważniejsze ze względu na skuteczność naszej walki z zanieczyszczeniem środowiska, przynajmniej niektórym. Bo część tego wzrostu temperatury spowodowanego wzrostem koncentracji gazów cieplarnianych jest jakby maskowana przez to, że zakręciliśmy trochę ten zawór na wejściu. To znaczy, produkujemy dużo smogu, dużo aerozolu siarkowego itd. I wbrew pozorom znaczna część tego aerozolu to jest aerozol emitowany przez statki. Paliwo ze statków jest bardzo silnie zanieczyszczone. Powoduje to powstanie jąder kondensacji w niskiej atmosferze i to, że chmury są bielsze. I jak skutecznie zaczęliśmy ograniczać ilość aerozolu siarkowego w paliwie morskim od paru lat, zaczynamy obserwować, że chmury morskie są mniej białe, odbijają mniej promieniowania słonecznego, co przyspiesza globalne ocieplenie. Więc można by je jednak trochę wybielić, to znaczy, zamiast tego aerozolu, rozpylić samą wodę morską. Wtedy te cząsteczki soli, jak kropelki wyparują, są jądrami kondensacji. I to działa lokalnie, więc można to kontrolować, szybko włączyć, szybko wyłączyć, więc jest to stosunkowo bezpieczne. Nie jest tak, że coś rozpylimy, rozejdzie się to po całym globie i nie wiadomo, jak to wyłapać.

K.G.: A te żaluzje to trochę taka głupotka, nie?

S.M.: Znowu straszna ilość energii, technologie, których jeszcze nie mamy. Bardzo fascynujące, można piękny film science fiction o tym zrobić itd.

K.G.: Pan Patryk zapytał trochę w takim kontekście, czy czekają nas jeszcze większe kłopoty: „Co z tymi hydratami metanu? Czy wiemy, jakie warunki muszą zajść, aby i ten efekt ruszył?”. Bardzo proszę o wyjaśnienie, o jaki efekt chodzi.

S.M.: Tak jak mówiłem, klimat zmieniał się zawsze, także pod wpływem koncentracji gazów cieplarnianych w atmosferze, z różnych powodów. Jest tak, że mamy metan, który jest produktem beztlenowego rozkładu materii organicznej. Część tego metanu w chłodniejszym klimacie gromadzi się w postaci tzw. hydratów na dnie oceanu. Ale one są silnie niestabilne i jak wzrośnie temperatura wody, to one się rozpadają na wodę i metan. I ten metan, bąbelkując, może dostać się do atmosfery, a metan jest silnym gazem cieplarnianym. Było takie zdarzenie około pięćdziesięciu milionów lat temu – nazywało się paleoceńsko-eoceńskie maksimum termiczne i ze śladów, które po sobie zostawiło, wynikało, że to był właśnie bardzo szybki w skali geologicznej, dużo wolniejszy niż mamy teraz, wzrost temperatury planety właśnie z powodu tego, że wskutek innych bardzo powolnych procesów temperatura rosła i nastąpiła ta destabilizacja hydratów metanu. I jak one zaczęły uwalniać węgiel, to temperatura zaczęła podnosić się szybciej, takie dodatnie sprzężenie zwrotne, uwalniało się więcej tych hydratów, no i nastąpiło szybkie, gwałtowne ocieplenie klimatu, którego nie zaliczamy technicznie jako wielkiego wymierania, bo trochę mniej niż siedemdziesiąt procent gatunków wymarło.

K.G.: Niektórzy mówią: co tam, przecież życie nie wymrze. No życie nie wymrze, ale trochę o co innego toczy się gra, jeśli patrzymy z tej naszej ludzkiej perspektywy. Zrobiło na mnie wrażenie, jak na jednym z wykładów mówił pan o tym, że zastanawiamy się, jakie znaczenie ma półtora stopnia, dwa stopnie w skali globu. A jak przełożymy to na nas, to jak mamy trzydzieści sześć i sześć dziesiątych stopnia, to jest okej, ale jak mamy czterdzieści, to jest trochę gorzej. To naprawdę zależy, czego dotyczy ta temperatura. Na koniec chciałam pana zapytać, kiedy pan się wystraszył, tak osobiście, tego, co się może stać z klimatem? Kiedy to było?

S.M.: Chyba wystraszyłem się po czwartym raporcie IPCC, czyli w 2007 roku, kiedy zaczęła się straszna nagonka na klimatologów, że straszą. Starsi państwo pamiętają, że IPCC dostało Pokojową Nagrodę Nobla za nakręcenie filmu, który mówi o tych możliwościach katastrofy klimatycznej. Ja się wtedy wystraszyłem, bo były już niepodważalne dowody na to, że ta destabilizacja klimatu może nastąpić. Wcześniej wiedzieliśmy, że nastąpi ocieplenie, że będą różnego rodzaju złe skutki, ale nie ogarnialiśmy tej możliwej konsekwencji cywilizacyjnej. Zdawało nam się, że one są jeszcze daleko. Natomiast podanie tego do publicznej wiadomości w sposób dosyć oględny spowodowało ogromny nacisk „nie patrz w górę”. To znaczy, zakryj oczy, oni muszą oszukiwać, to nie może tak być. Po prostu nasz sposób postrzegania świata… Jesteśmy zanurzeni w tej głębokiej atmosferze, wydaje nam się, że tych dzikich zwierząt, lasów jest strasznie dużo, a nasz malutki domek i my w ogóle nic nie znaczymy wobec natury. To jest coś, co mamy z historii naszej cywilizacji – cały czas walczyliśmy z tą naturą. Natomiast nie zdajemy sobie sprawy z tego, że przekroczyliśmy pewną granicę wpływu na tę naturę i że teraz my jesteśmy tym głównym graczem.

K.G.: My tylko oglądamy w filmach przyrodniczych lwy, antylopy, a jak się spojrzy na masę zwierząt hodowlanych i nas samych, to przekraczamy wielokrotnie wszystkie inne dzikie ssaki. Powiem szczerze, że szczęka opada, jak się orientujemy, kto tutaj dominuje.

S.M.: Tak. Być może uda się zdobyć jakieś fundusze na to, żeby w zoo w Warszawie przy tych informacjach, jak sobie oglądamy te antylopy, foki itd., były też informacje o tym, ile ich było kiedyś, ile ich jest teraz, jaki jest nasz wpływ na nie. Żebyśmy nawet próbując złapać ten kontakt z naturą, jaki mamy, jaki rodzice próbują przekazać dzieciom, jednak znali te informacje.

K.G.: Czyli to nie jest tak, że pokazujecie tylko skrajnie negatywne scenariusze. Bo jeszcze w tym roku widziałam taki poważny tekst, że oczywiście, że idą zmiany klimatu, ale jednak klimatolodzy, fizycy atmosfery mówią tylko o tych najgorszych rzeczach.

S.M.: Nie, my pokazujemy raczej prawdopodobne scenariusze. W tej chwili jest spora krytyka środowiska klimatologów, że za słabo zajmują się skrajnymi scenariuszami. Bo nie jesteśmy gotowi na różnego rodzaju zdarzenia, na różnego rodzaju czarne łabędzie, które mogą wystąpić. Natomiast po to, żeby się zmobilizować, musimy znać zagrożenie. Bo po co się mobilizować, jeśli nie ma zagrożenia.

K.G.: Nikt nie chce słuchać Kasandry.

S.M.: To jest właśnie ten problem, jak dotrzeć do ludzi. Tutaj też próbujemy poszerzyć ten sposób docierania. Mamy Centrum Badania Ryzyka Systemowego na Uniwersytecie Warszawskim, powstają podobne grupy w Europie i na świecie, gdzie razem z socjologami, psychologami czy innymi specjalistami staramy się nauczyć mówić o tym tak, żeby to było sprawcze, żeby ta nasza działalność ochrony klimatu przynosiła odpowiednie efekty. Bo jak psujemy, to możemy naprawić.

K.G.: Wierzy pan w to, że możemy?

S.M.: Możemy, wszystko jest w naszych rękach. Natomiast jesteśmy gnuśni i nam się nie chce. Problem polega na tym, jak pokonać tę gnuśność.

K.G.: Wszystkim głodnym szczegółowej wiedzy dotyczącej klimatu jeszcze raz polecam książkę Nauka o klimacie oraz serwis pod tym samym tytułem. Profesor Szymon Malinowski. Dziękuję panu serdecznie.

S.M.: Dziękuję bardzo.

Dodane:
1 tys.

Gość odcinka

Prof. Szymon Malinowski

Prof. Szymon Malinowski

Dyrektor Instytutu Geofizyki na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, popularyzator wiedzy o zmianach klimatu, współzałożyciel portalu Nauka o klimacie i bohater filmu dokumentalnego „Można panikować”. Zainteresowania naukowe: fizyka chmur i opadów, turbulencja atmosferyczna, modelowanie numeryczne procesów atmosferycznych, pomiary atmosferyczne z pokładu samolotu, pomiary zdalne, nieliniowe procesy w atmosferze.

Obserwuj Radio Naukowe

Ulubione

Skip to content