Život se opírá o jemnou rovnováhu mezi energií dovnitř a energií ven. Ale ohřátí světa o 1.2 °C skleníkovými plyny znamená, že jsme v zemském systému uvěznili mimořádné množství energie navíc.
Už teď se v mnoha oblastech naší planety cítíme jako na tropickém ostrově. Pokud se klima bude stále oteplovat, bude to pro nás všechny vážný problém. Foto od Raimonda Klavinse přes Unsplash
Od 18. století lidé odebírají fosilní paliva ze svých bezpečných skladů hluboko pod zemí a spalují je, aby vyráběli elektřinu nebo poháněli stroje.
Nyní jsme přeměnili uhlí, ropu a plyn na více než dva biliony tun oxidu uhličitého a dalších skleníkové plyny a dodal jim atmosféru.
Aktuální výsledek? Průměrná teplota na povrchu planety je asi o 1.2 ℃ vyšší než v předindustriální éře. To je Protože přidání nového uhlíku Světový přirozený uhlíkový cyklus způsobil nerovnováhu v množství energie vstupující a opouštějící systém Země.
Zahřátí celé planety vyžaduje mimořádné množství energie navíc. Nedávný výzkum ukazuje, že jsme jen za posledních 25 let přidali energii 50 miliard jaderných bomb do systému Země.
Miliardy jaderných bomb produkujících 1.2℃ tepla – tak co? Zdá se to malé, vezmeme-li v úvahu, jak moc se teplota denně mění. (The světPrůměrná povrchová teplota ve 20. století byla 13.9℃.)
Ale téměř všechnu tuto energii dosud pohltily oceány. Není divu, že se vidíme rychlé oteplení v našich oceánech.
Zóna Zlatovláska
Merkur je nejbližší planeta ke Slunci. Ohřívá se při průměrné teplotě 167℃. Ale nemá to atmosféru. To je důvod, proč druhá planeta, Venuše, Je nejteplejší ve sluneční soustavě, v průměru 464℃. To je způsobeno atmosférou mnohem hustší než na Zemi, hustou oxidem uhličitým. Venuše mohla mít kdysi tekuté oceány. Pak ale došlo k nekontrolovatelnému skleníkovému efektu, který zachytil skutečně obrovské množství tepla.
Jedním z důvodů, proč jsme naživu, je, že naše planeta obíhá v Zlatovláska zóna, jen ve správné vzdálenosti od Slunce, aby nebylo příliš horké a ne příliš studené. Malá část vnitřního tepla Země proniká do studené kůry, kde žijeme. To nás činí závislými na jiném zdroji tepla – Slunci.
Když sluneční světlo a teplo dopadne na Zemi, část se absorbuje na povrchu a část se odráží zpět do vesmíru. Část energie vyzařované Sluncem vidíme, protože Slunce je horké a teplejší objekty vyzařují záření ve viditelné části elektromagnetického spektra.
Protože je Země mnohem chladnější než Slunce, záření, které vyzařuje, je na dlouhých infračervených vlnových délkách neviditelné. Velká část této energie jde do vesmíru – ale ne všechna. Některé plyny v naší atmosféře jsou velmi účinné při pohlcování energie na vlnových délkách, které Země vyzařuje. Tyto skleníkové plyny se přirozeně vyskytují v zemské atmosféře a udržují planetu dostatečně teplou, aby byla obyvatelná. To je další zóna Zlatovláska.
A pak je tu třetí zóna Zlatovláska: nedávná historie. Celá lidská civilizace se objevila v neobvykle mírných 10,000 XNUMX letech po poslední době ledové, kdy na většině světa klima nebylo příliš horké ani příliš chladné.
Ale nyní jsme ve velmi reálném riziku, že se vymaníme z příjemných klimatických podmínek, které lidem umožnily expandovat, farmařit, stavět města a tvořit.
Energie hustá paliva, která umožnila vznik průmyslové civilizace, přicházejí s obrovským bodnutím do ocasu. Spálit hned, zaplatit později. Nyní je návrh zákona zřejmý.
Jak víme, že je to skutečné? Satelity měří rychlost, jakou zemský povrch vyzařuje teplo. V každém okamžiku tisíce Robotické plováky Argo tečkuje naše oceány. Téměř celý svůj život tráví pod vodou, měří teplo a povrch, aby přenášeli data. A můžeme měřit hladinu moře pomocí úrovní přílivu a odlivu a satelitů. Můžeme křížově kontrolovat měření mezi všemi třemi přístupy.
Změna klimatu: více energie přichází, než odchází
Skleníkové plyny jsou silné. K dosažení velkého účinku potřebujete pouze malé koncentrace.
Už jsme zvýšili množství oxidu uhličitého v atmosféře asi o 50 % a přidali jsme také značné objemy metanu a oxidu dusného. To vytlačuje náš život udržující skleníkový efekt z rovnováhy.
Nedávná studovat naznačuje, že energetická nerovnováha se rovná zachycení zhruba 380 zettajoulů tepla navíc v letech 1971–2020. (Období mezi rokem 1971 a současností účty pro asi 60 % všech emisí).
Jeden zettajoule je 1,000,000,000,000,000,000,000 XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX joulů – velmi velké číslo!
Little Boy, jaderná bomba, která zničila Hirošimu, vyprodukovala energii odhadovanou na 15,000,000,000,000 50 2020 25 XNUMX joulů. To znamená, že účinek emisí skleníkových plynů lidstva v tomto XNUMXletém období do roku XNUMX je asi XNUMX miliardkrát vyšší, než je energie emitovaná jadernou bombou v Hirošimě.
Pokud jsme chytili tolik tepla navíc, kde to je?
K dnešnímu dni téměř každý joul energie navíc – asi 90 % – putoval do našich oceánů, zejména do horního kilometru vody. Voda je vynikající chladič. Na jeho zahřátí je potřeba hodně energie, ale zahřátí máme. Teplejší oceány jsou hlavním přispěvatelem k bělení korálů a zvyšování hladiny moří.
Dostat tolik tepla do oceánů trvá dlouho, a jakmile tam je, nezmizí. Úplné zvrácení globálního oteplování nemusí být proveditelné. Zastavit zvyšování teplot znamená napravit nerovnováhu a snížit hladinu CO2 na předindustriální úroveň 280 ppm.
Pokud se nám podaří dosáhnout čistých nulových emisí skleníkových plynů, s největší pravděpodobností zastavíme další globální oteplování a koncentrace oxidu uhličitého začnou pomalu klesat.
Realisticky to znamená rychlé, rozsáhlé snížení emisí a nasazení zachycování uhlíku ke kompenzaci emisí, které nedokážeme odstranit.
Chcete-li jít dále a ochlazovat planetu zpět k předindustriálnímu klimatu, vyžadovalo by to čisté negativní emise, což znamená, že bychom museli z atmosféry stáhnout ještě více uhlíku než jakékoli přetrvávající emise.
Bohužel tam ještě nejsme. Emise skleníkových plynů způsobené člověkem jsou na úrovni téměř rekordní maxima. Ale výroba čisté energie se zrychluje. Tento rok může být poprvé, kdy emise z elektřiny začnou klesat.
Jsme v závodě a sázky jsou tak vysoké, jak jen mohou být – zajištění příznivého klimatu pro naše děti a pro přírodu.
