Život se oslanja na finu ravnotežu između ulazne i izlazne energije. Ali zagrijavanje svijeta za 1.2 ℃ stakleničkim plinovima znači da smo zarobili izuzetnu količinu dodatne energije u Zemljinom sustavu.
U mnogim područjima našeg planeta već se osjećamo kao da živimo na tropskom otoku. Ako klima bude sve toplija, to će biti ozbiljan problem za sve nas. Fotografija Raimonda Klavinsa putem Unsplasha
Od 18. stoljeća ljudi vade fosilna goriva iz svojih sigurnih skladišta duboko pod zemljom i spaljuju ih za proizvodnju električne energije ili pogon strojeva.
Sada smo pretvorili ugljen, naftu i plin u više od dva trilijuna tona ugljikovog dioksida koji zadržava toplinu i drugih staklenički plinovi i dodao ih atmosferi.
Trenutni rezultat? Prosječna temperatura na površini planeta je oko 1.2 ℃ toplija nego u predindustrijskoj eri. To je zato što dodavanje novog ugljika na svjetski prirodni ciklus ugljika uzrokovao je neravnotežu u količini energije koja ulazi i izlazi iz Zemljinog sustava.
Za zagrijavanje cijelog planeta potrebna je nevjerojatna količina dodatne energije. Nedavna istraživanja pokazuje da smo Zemljinom sustavu dodali energiju 25 milijardi nuklearnih bombi u samo zadnjih 50 godina.
Milijarde nuklearnih bombi za proizvodnju 1.2 ℃ grijanja - pa što? Čini se malo, s obzirom na to koliko temperatura varira na dnevnoj bazi. ( svijetProsječna površinska temperatura u 20. stoljeću bila je 13.9 ℃.)
Ali gotovo svu ovu dosadašnju energiju preuzeli su oceani. Nije ni čudo što se viđamo brzo zagrijavanje u našim oceanima.
Zona Zlatokose
Merkur je planet najbliži Suncu. Postaje vruće, na prosječnoj temperaturi od 167 ℃. Ali nema atmosferu. Zato je drugi planet, Venera, Je najtoplija u Sunčevom sustavu, na prosječnoj temperaturi od 464 ℃. To je zbog atmosfere puno deblje od Zemljine, pune ugljičnog dioksida. Venera je možda nekada imala tekuće oceane. Ali onda se dogodio efekt staklenika koji je zarobio doista goleme količine topline.
Jedan od razloga zašto smo živi je to što naš planet kruži u orbiti Zona Zlatokose, taman onoliko udaljen od Sunca da ne bude ni prevruće ni prehladno. Mali dio Zemljine unutarnje topline dopire do hladne kore u kojoj živimo. To nas čini ovisnima o još jednom izvoru topline – Suncu.
Kada Sunčeva svjetlost i toplina dođu do Zemlje, dio se apsorbira na površini, a dio se reflektira natrag u svemir. Vidimo dio energije koju emitira Sunce jer je Sunce vruće i topliji objekti emitiraju zračenje u vidljivom dijelu elektromagnetskog spektra.
Budući da je Zemlja puno hladnija od Sunca, zračenje koje emitira je nevidljivo, na dugim infracrvenim valnim duljinama. Velik dio te energije odlazi u svemir – ali ne sav. Neki plinovi u našoj atmosferi vrlo su učinkoviti u apsorpciji energije na valnim duljinama na kojima Zemlja emitira. Ovi staklenički plinovi prirodno se pojavljuju u Zemljinoj atmosferi i održavaju planetu dovoljno toplom da bude nastanjiva. To je još jedna zona Zlatokose.
A tu je i treća zona Zlatokose: novija povijest. Cijela ljudska civilizacija nastala je u neobično blagih 10,000 XNUMX godina nakon posljednjeg ledenog doba, kada klima nije bila ni prevruća ni prehladna u velikom dijelu svijeta.
Ali sada smo u vrlo realnoj opasnosti da se gurnemo izvan ugodnih klimatskih uvjeta koji su ljudima omogućili širenje, poljoprivredu, izgradnju gradova i stvaranje.
Energetski gusta goriva koja su omogućila industrijsku civilizaciju dolaze s ogromnim žalcem u repu. Spali sada, plati kasnije. Sada se računica pokazala.
Kako znamo da je ovo stvarno? Sateliti mjere brzinu kojom Zemljina površina zrači toplinu. U svakom trenutku, tisuće Argo robotski plovci išaraju naše oceane. Oni gotovo cijeli život provode pod vodom, mjereći toplinu i površinu za prijenos podataka. A možemo mjeriti razinu mora pomoću razine plime i satelita. Možemo unakrsno provjeriti mjerenja između sva tri pristupa.
Klimatske promjene: više energije ulazi nego izlazi
Staklenički plinovi su snažni. Potrebne su vam samo male koncentracije da biste postigli veliki učinak.
Već smo povećali količinu ugljičnog dioksida u atmosferi za oko 50%, a dodali smo i značajne količine metana i dušikovog oksida. To izbacuje iz ravnoteže naš efekt staklenika koji održava život.
Nedavna učiti sugerira da je energetska neravnoteža jednaka zadržavanju otprilike 380 zettajoula dodatne topline od 1971. do 2020. godine. (Razdoblje od 1971. do danas računi za oko 60% svih emisija).
Jedan zettajoule je 1,000,000,000,000,000,000,000 džula – vrlo velik broj!
Mali dječak, nuklearna bomba koja je uništila Hirošimu, proizvela je energiju procijenjenu na 15,000,000,000,000 50 2020 25 XNUMX džula. To znači da je učinak emisije stakleničkih plinova čovječanstva u tom XNUMX-godišnjem razdoblju do XNUMX. oko XNUMX milijardi puta veći od energije koju je emitirala nuklearna bomba na Hirošimu.
Ako smo zarobili toliko dodatne topline, gdje je?
Do danas je gotovo svaki džul dodatne energije – oko 90% – otišao u naše oceane, posebno u gornji kilometar vode. Voda je odličan odvod topline. Potrebno je puno energije da se zagrije, ali toplinu imamo. Topliji oceani uvelike doprinose izbjeljivanju koralja i porastu razine mora.
Potrebno je puno vremena da se ovolika količina topline prenese u oceane, a jednom kada je tamo ne nestaje. Preokrenuti globalno zatopljenje u potpunosti možda neće biti izvedivo. Samo zaustaviti porast temperatura znači ispraviti neravnotežu i smanjiti razine CO2 prema predindustrijskoj razini od 280 ppm.
Ako uspijemo postići neto nulte emisije stakleničkih plinova, najvjerojatnije ćemo zaustaviti daljnje globalno zatopljenje i koncentracije ugljičnog dioksida će polako početi padati.
Realno, to znači brzo smanjenje emisija u velikim razmjerima i primjenu hvatanja ugljika kako bi se kompenzirale emisije koje ne možemo eliminirati.
Da bismo otišli dalje i ponovno ohladili planet prema predindustrijskoj klimi, bile bi potrebne neto negativne emisije, što znači da bismo morali povući još više ugljika iz atmosfere nego bilo koje dugotrajne emisije.
Nažalost, još nismo tamo. Emisije stakleničkih plinova koje uzrokuje čovjek su na gotovo rekordne visine. Ali proizvodnja čiste energije se ubrzava. Ove godine može biti prvi put emisije iz energije počinju padati.
U utrci smo, a ulozi su najveći mogući – osigurati klimu prihvatljivu za život našoj djeci i prirodi.
