Az élet a bemeneti és a kimenő energia finom egyensúlyán múlik. De ha a világot 1.2 ℃-ra melegítjük üvegházhatású gázokkal, az azt jelenti, hogy rendkívüli mennyiségű többletenergiát csapdába ejtettünk a Föld rendszerében.
Már most is úgy érezzük magunkat, mintha egy trópusi szigeten élnénk bolygónk számos területén. Ha az éghajlat folyamatosan melegszik, ez mindannyiunk számára komoly probléma lesz. Fotó: Raimond Klavins az Unsplash segítségével
A 18. század óta az emberek mélyen a föld alatt veszik ki a fosszilis tüzelőanyagokat a biztonságos tárolójukból, és elégették őket elektromos áram vagy erőgépek előállítására.
Mostanra a szenet, olajat és gázt több mint két billió tonna hőmegkötő szén-dioxiddá és egyéb anyagokká alakítottuk át. üvegházhatású gázok és hozzáadta őket a légkörhöz.
A jelenlegi eredmény? Az átlaghőmérséklet a bolygó felszínén körülbelül 1.2 fokkal magasabb, mint az iparosodás előtti korszakban. Azért mert új szén hozzáadása A világ természetes szénciklusa egyensúlyhiányt okozott a Föld rendszerébe belépő és onnan kilépő energia mennyiségében.
Az egész bolygó felmelegítése rendkívüli mennyiségű többletenergiát igényel. Legutóbbi kutatások azt mutatja, hogy az elmúlt 25 évben 50 milliárd atombomba energiáját adtuk a Föld rendszeréhez.
Atombombák milliárdjai 1.2 fokos fűtés előállításához – és mi van? Kicsinek tűnik, ha figyelembe vesszük, hogy mennyi a hőmérséklet változása naponta. (A világszázadi átlagos felszíni hőmérséklete 20 ℃ volt.)
De ezt az eddigi energiát szinte az egészet az óceánok vették fel. Nem csoda, hogy látjuk gyors felmelegedés óceánjainkban.
A Goldilocks zóna
A Merkúr a Naphoz legközelebbi bolygó. Meleg lesz, átlagosan 167 ℃. De nincs hangulata. Ezért a második bolygó, a Vénusz, Nem a legforróbb a Naprendszerben, átlagosan 464 ℃. Ennek oka a Földnél sokkal vastagabb, szén-dioxidban sűrűbb légkör. A Vénusznak valaha folyékony óceánjai lehetett. Ekkor azonban kitört az üvegházhatás, amely valóban hatalmas mennyiségű hőt zárt be.
Az egyik ok, amiért életben vagyunk, az az, hogy bolygónk a Goldilocks zóna, éppen megfelelő távolságra a Naptól, hogy ne legyen túl meleg és ne legyen túl hideg. A Föld belső hőjének kis része átjut a hideg kéregbe, ahol élünk. Ez függővé tesz minket egy másik hőforrástól – a Naptól.
Amikor a Nap fénye és hője eléri a Földet, egy része elnyelődik a felszínen, más része pedig visszaverődik az űrbe. A Nap által kibocsátott energia egy részét azért látjuk, mert a Nap forró, a forróbb tárgyak pedig az elektromágneses spektrum látható részén bocsátanak ki sugárzást.
Mivel a Föld sokkal hidegebb, mint a Nap, az általa kibocsátott sugárzás hosszú infravörös hullámhosszon láthatatlan. Ennek az energiának nagy része kikerül az űrbe – de nem minden. A légkörünkben lévő egyes gázok nagyon hatékonyan nyelnek el energiát a Föld által kibocsátott hullámhosszokon. Ezek az üvegházhatású gázok természetesen előfordulnak a Föld légkörében, és elég melegen tartják a bolygót ahhoz, hogy lakható legyen. Ez egy másik Goldilocks zóna.
És akkor van egy harmadik Goldilocks zóna: a közelmúlt történelem. Az egész emberi civilizáció az utolsó jégkorszak utáni szokatlanul enyhe 10,000 XNUMX évben alakult ki, amikor az éghajlat nem volt túl meleg és nem túl hideg a világ nagy részén.
De most nagyon is fennáll annak a veszélye, hogy kiszorulunk a kényelmes éghajlati viszonyok közül, amelyek lehetővé tették az emberek számára a terjeszkedést, a gazdálkodást, a városok építését és az alkotást.
Az ipari civilizációt lehetővé tevő energiasűrű üzemanyagok óriási szúrással járnak. Égesd el most, fizess később. Most a törvényjavaslat nyilvánvalóvá vált.
Honnan tudjuk, hogy ez valóságos? A műholdak mérik a Föld felszínének hősugárzási sebességét. Egy pillanat alatt több ezer Argo robotúszók pont az óceánjainkat. Szinte egész életüket víz alatt töltik, hőt és felszínt mérnek, hogy adatokat továbbítsanak. A tengerszintet pedig árapályszintekkel és műholdakkal mérhetjük. Összehasonlíthatjuk a méréseket mindhárom megközelítés között.
Klímaváltozás: több energia jön be, mint amennyi kimegy
Az üvegházhatású gázok erősek. Csak kis koncentrációkra van szüksége a nagy hatás eléréséhez.
Már körülbelül 50%-kal növeltük a légkör szén-dioxid mennyiségét, és jelentős mennyiségű metánt és dinitrogén-oxidot is hozzáadtunk. Ez kimozdítja egyensúlyából életfenntartó üvegházhatásunkat.
Egy nemrégiben tanulmány azt sugallja, hogy az energiaegyensúly felborulása nagyjából 380 zetajoule többlethő csapdába ejtésének felel meg 1971 és 2020 között. (1971 és napjaink közötti időszak számlák az összes kibocsátás körülbelül 60%-a).
Egy zetajoule 1,000,000,000,000,000,000,000 XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX joule – nagyon nagy szám!
A Hirosimát elpusztító nukleáris bomba, a Little Boy becslések szerint 15,000,000,000,000 50 2020 25 XNUMX joule energiát termelt. Ez azt jelenti, hogy az emberiség üvegházhatású gázok kibocsátásának hatása a XNUMX-ig tartó XNUMX éves időszakban körülbelül XNUMX milliárdszorosa a hirosimai atombomba által kibocsátott energiának.
Ha ennyi plusz hőt csapdába ejtettünk, hol van az?
A mai napig szinte minden joule többletenergia – körülbelül 90%-a – az óceánjainkba került, különösen a víz felső kilométerére. A víz kiváló hőelnyelő. Sok energiát igényel a felfűtés, de fűteni van. A melegebb óceánok nagyban hozzájárulnak a korallok kifehéredéséhez és a tengerszint emelkedéséhez.
Sok időbe telik, mire ekkora hőt juttatunk az óceánokba, és ha egyszer ott van, nem tűnik el. A globális felmelegedés teljes visszafordítása nem biztos, hogy megvalósítható. A hőmérséklet emelkedésének megállítása azt jelenti, hogy ki kell javítani az egyensúlyhiányt, és a CO2-szintet az iparosodás előtti 280 ppm-es szintre csökkenteni.
Ha elérjük a nettó nulla üvegházhatású gázkibocsátást, nagy valószínűséggel megállítjuk a további globális felmelegedést, és a szén-dioxid-koncentráció lassan csökkenni fog.
Reálisan ez a kibocsátás gyors, nagy léptékű csökkentését és a szén-dioxid-leválasztás alkalmazását jelenti, hogy kompenzálják azokat a kibocsátásokat, amelyeket nem tudunk megszüntetni.
Ahhoz, hogy tovább menjünk, és visszahűtsük a bolygót az iparosodás előtti éghajlat felé, nettó negatív kibocsátásra lenne szükség, ami azt jelenti, hogy még több szén-dioxidot kellene visszavonnunk a légkörből, mint bármely tartós kibocsátás.
Sajnos még nem tartunk ott. Az emberi eredetű üvegházhatású gázok kibocsátása eléri rekordközeli csúcsok. De tiszta energiatermelés felgyorsul. Idén lehet az energia kibocsátása először csökkenni kezd.
Versenyben vagyunk, és a tét olyan nagy, amennyire csak lehet – élhető klímát biztosítunk gyermekeinknek és a természetnek.
