Zmianami klimatu zajmują się tysiące naukowców na całym świecie. Nie są tylko eksperci z dziedzin klimatologii, fizyki atmosfery, biologii czy geologii, ale również matematycy. Zespół badaczy z Wielkiej Brytanii i Francji podzielił się swoimi spostrzeżeniami na temat ewolucji klimatu na Ziemi na łamach periodyku Scientific Reports.
Czytaj też: Naukowcy mają nowy pomysł na walkę ze zmianami klimatu. Trzeba osuszyć stratosferę
Na początku przyjrzyjmy się temu, co w ogóle wiadomo na temat współczesnego klimatu i tego, jak się zmienia. Podnoszące się średnie temperatury, topnienie lodowców górskich i lądolodów, wzrost poziomu wód oceanicznych czy wreszcie większa dynamika zjawisk pogodowych przyczyniająca się do silniejszych powodzi, susz czy pożarów – to jest ledwie początek listy charakteryzującej dzisiejszy stan atmosfery.
Do zmian klimatu trzeba też podchodzić matematycznie. Naukowcy przeprowadzili modelowanie
Bardzo często możemy spotkać się w przekazach medialnych czy niektórych pracach naukowych z podawaniem tzw. mechanizmu „nagłego przełącznika zmian”. Z grubsza polega on na tym, że pewna zmiana na Ziemi osiągnie kiedyś jakiś pik, zza którego już nie ma powrotu i za którym dokona się dynamiczna rewolucja prowadząca do globalnej katastrofy. Takim pikiem może być osiągnięcie konkretnego poziomu średniej temperatury na świecie albo osłabnięcie (wyłączenie) któregoś z prądów morskich.
Czytaj też: 34 miliony lat temu doszło do ochłodzenia klimatu. Dwutlenek węgla spisał się wtedy na medal
Matematycy postanowili przeprowadzić modelowanie matematyczne atlantyckiej cyrkulacji południkowej, która jest jednym z trzonów trzymających globalny klimat w ryzach. W jej skład wchodzi wiele prądów powierzchniowych (np. Golfsztrom) i głębinowych transportujących ciepłe i chłodne wody w różnych kierunkach. Podczas analiz sprawdzono, co gwarantuje stabilność tego systemu. Okazuje się, że prądy morskie na Atlantyku są o wiele bardziej skomplikowane, niż do tej pory sądzono – dowiadujemy się z komunikatu prasowego Uniwersytetu w Leicester, którego pracownicy brali udział w badaniach.
Co ciekawe, osiągnięcie punktu krytycznego, w którym cyrkulacja atlantycka zwalnia, a klimat północnej półkuli się załamuje, nie musi być już ostatecznym wyrokiem dla stabilności całego systemu klimatycznego. Może to prowadzić do zupełnie nowego stanu równowagi z tym, że nie wiadomo na razie, jaki byłby to stan. Teoria, o której mówią badacze, nazywana jest przez nich „przerywaną równowagą”. Rozumiemy ją jako pewien ciąg względnej stabilizacji systemu, który co jakiś czas jest przerywany nagłymi załamaniami.
Czytaj też: Rzeka cała różowa jak Barbie. Wylali hektolitry chemikaliów w imię ekologii i ochrony klimatu
Naukowcy podają bardzo obrazowe porównanie do ich teorii. Z klimatem może się dziać podobnie jak podczas gry w Yengę. Mamy ustawioną wieżę i raz po raz zabieramy po jednym klocku, który tutaj symbolizuje jakiś element stabilizacyjny dla klimatu. Wieża nawet bez dziesięciu klocków wciąż się trzyma w pionie. Niewiadoma podczas gry kryje się w tym, że nie mamy pojęcia, podczas której próby zabrania klocka wieża się przewróci.
Modelowania pozwalają spojrzeć na ewolucję klimatu na Ziemi na przestrzeni 66 mln lat
Oczywiście analiz klimatu nie można przeprowadzać bez odniesienia na przeszłości. Chodzi tutaj nie tylko o minione wieki, ale i o epoki geologiczne. Uczeni na podstawie ogromu danych paleoklimatycznych obejmujących cały kenozoik, czyli ostatnie 66 milionów lat, dokonali interpretacji ewolucji klimatu. Na początku ery trwał okres ciepły, a następnie okres chłodny zakończony epoką lodowcową. Nie działo się to oczywiście równomiernie, tylko z pewnymi skokami, tj. w myśl “przerywanej równowagi”. Takich chwilowych przemian zanotowano w trakcie kenozoiku dziewięć. Autorzy badań sugerują, że obecnie możemy być świadkami kolejnej, powolnej zmiany stanu Ziemi i przejścia na „tryb” podgrzewającego się klimatu.
Są to jednak dość odważne stwierdzenia, a cloe badań nie skupiało się wokół konkretnych prognoz na przyszłe lata, a wokół uwrażliwienia odbiorców na to, że bez modeli matematycznych nie można analizować klimatu na Ziemi. Mechanika statystyczna, teoria złożoności, symulacje numeryczne – to wszystko ma istotny wpływ na to, co nowego dowiemy się o naszej planecie.
Czytaj też: Te góry dymią się od tysięcy lat i za nic mają sobie zmiany klimatu. Czym jest to osobliwe zjawisko?
Doniesienia naukowców brzmią zapewne nieco sceptycznie w odniesieniu do niektórych stwierdzeń na temat atlantyckiej cyrkulacji południkowej czy ogólnie zmian klimatu, ale nie możemy ich traktować jako kompletne zaprzeczenie dla wzrostu temperatur i osłabiania się niektórych prądów morskich, ani tym bardziej wykorzystywać jako argument z walce pomiędzy zwolennikami i przeciwnikami konkretnych teorii. Badacze sugerują jedynie, aby na problemy klimatu patrzeć bardziej kompleksowo. Z większą liczbą analizowanych zmiennych będziemy w stanie poznawać procesy rządzące Ziemią z większą dokładnością i rzetelnością.