Ενότητα 4.3 Ανάγνωση
Η ανθρώπινη δραστηριότητα προκαλεί όλο και περισσότερες εκπομπές αερίων που εντείνουν το φαινόμενο του θερμοκηπίου και τελικά αυξάνουν τη θερμοκρασία της Γης. Το παρόν κεφάλαιο εξετάζει το κατά πόσο η υπερθέρμανση του πλανήτη οφείλεται πράγματι στην ανθρώπινη δραστηριότητα ή σε φυσικά αίτια. Παρουσιάζονται επίσης και άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν το κλίμα, οι οποίοι είναι επίσης ανθρώπινης προέλευσης.
Αρχικά, είναι πια προφανές πως πρέπει να αμφισβητηθεί η ευρέως διαδεδομένη πεποίθηση ότι διανύουμε μια περίοδο φυσικής αύξησης της θερμοκρασίας και, επομένως, η ανθρώπινη δραστηριότητα δεν συμβάλλει σημαντικά στην αύξηση της θερμοκρασίας του κλίματος. Αυτό δεν ισχύει και αποδεικνύεται χάρη στην κλιματική μοντελοποίηση!
Ας εξετάσουμε πρώτα την παρακάτω εικόνα. Η μαύρη γραμμή δείχνει τη θερμοκρασιακή ανωμαλία που παρατηρήθηκε κατά την περίοδο 1860-2010 και παρουσιάζει μια αύξηση σχεδόν 1°C μεταξύ 1900 και 2000.
Με τη βοήθεια της μοντελοποίησης, θα προσπαθήσουμε να προσομοιώσουμε αυτή την εξέλιξη της θερμοκρασίας όσο το δυνατόν καλύτερα. Αρχικά, δεν θα λάβουμε υπόψη τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου που παράγονται από την ανθρώπινη δραστηριότητα. Οι χρωματιστές καμπύλες αντιπροσωπεύουν την ανωμαλία της θερμοκρασίας που προσομοιώνεται από διάφορα κλιματικά μοντέλα που λαμβάνουν υπόψη μόνο φυσικούς παράγοντες, όπως η αστρονομική διάρθρωση της Γης και η τροχιά της γύρω από τον ήλιο αλλά και η ηλιακή και η ηφαιστειακή δραστηριότητα. Παρατηρούμε ότι οι προσομοιώσεις καταφέρνουν να αναπαραστήσουν σωστά τις μετρήσεις μέχρι τη δεκαετία του 1930. Αντίθετα, για το υπόλοιπο του 20ού αιώνα, οι προσομοιώσεις δεν αντιπροσωπεύουν την παρατηρούμενη εξέλιξη της θερμοκρασίας. Σε αυτό το στάδιο, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η φυσική επίδραση από μόνη της δεν είναι ικανή αιτία για την αύξηση της θερμοκρασίας.
In a second step, let's add to the natural forcing the anthropogenic forcing, i.e. the greenhouse gas emissions due to human activities, the changes in land use and all other human activities impacting on the climate. Here is what we get: the colored curves still represent the temperature anomalies simulated by the different models, but this time they are able to represent the observed temperatures over the whole period. Therefore, without the addition of the anthropogenic forcings in the models, they are not able to represent the observed temperature evolution.
Στο δεύτερο βήμα θα προσθέσουμε στη φυσική επίδραση την ανθρωπογενή επίδραση, δηλαδή τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου που οφείλονται στην ανθρώπινη δραστηριότητα, τις αλλαγές στις χρήσεις του εδάφους και όλες τις άλλες ανθρώπινες δραστηριότητες που επηρεάζουν το κλίμα. Το αποτέλεσμα; οι χρωματιστές καμπύλες εξακολουθούν να αντιπροσωπεύουν τις ανωμαλίες της θερμοκρασίας που προσομοιώνουν τα διάφορα μοντέλα αλλά αυτή τη φορά είναι σε θέση να απεικονίσουν τις παρατηρούμενες θερμοκρασίες για ολόκληρη την περίοδο. Συνεπώς, χωρίς την συνεκτίμηση των ανθρωπογενών επιδράσεων, τα μοντέλα δεν είναι σε θέση να αναπαραστήσουν την παρατηρούμενη εξέλιξη της θερμοκρασίας
Η ίδια άσκηση μπορεί να εκτελεστεί με δύο τρόπους: αρχικά, εξετάζουμε τον χάρτη της παγκόσμιας τάσης της θερμοκρασίας μεταξύ 1951 και 2010 (χάρτης 1). Σε μερικά σημεία βλέπουμε μια γενικευμένη αύξηση της θερμοκρασίας σε ολόκληρο τον πλανήτη. Στον πρώτο τρόπο προσομοιώνουμε αυτή την τάση χρησιμοποιώντας μοντέλα μόνο με τη φυσική επιρροή. Προκύπτει ένας χάρτης (χάρτης 2) με μια ασθενώς αρνητική ή θετική τάση ανάλογα με την τοποθεσία και, επομένως, δεν αντιπροσωπεύει καθόλου την παρατηρούμενη τάση. Στον δεύτερο τρόπο προσομοιώνουμε την τάση λαμβάνοντας υπόψη την ανθρωπογενή επιρροή και, έτσι, προκύπτει ο χάρτης 3. Ακόμη και αν υπάρχουν κάποιες αποκλίσεις περιφερειακά, παρατηρούμε ότι σε παγκόσμιο επίπεδο, η προσομοίωση όπου λαμβάνουμε υπόψη τόσο τη φυσική όσο και την ανθρωπογενή επιρροή είναι πολύ πιο συναφής με το περιβάλλον που παρατηρούμε.
Η προηγούμενη άσκηση μοντελοποίησης μάς διδάσκει δύο σημαντικά πράγματα:
Πρώτον, η εξέλιξη των σημερινών θερμοκρασιών μπορεί να εξηγηθεί μόνο αν ληφθούν υπόψη τόσο τα φυσικά όσο και τα ανθρωπογενή αίτια. Δεύτερον, το ποσοστό της αύξησης της θερμοκρασίας που σχετίζεται με την ανθρώπινη δραστηριότητα είναι πολύ μεγαλύτερο από το ποσοστό της αύξησης της θερμοκρασίας που σχετίζεται μόνο με τη φυσική επιρροή. Στην περίπτωση αυτή, κατά την περίοδο 1951-2010, η αύξηση της θερμοκρασίας που σχετίζεται με φυσικές δραστηριότητες είναι μικρότερη από 0,1°C, ενώ η αύξηση που αποδίδεται στην ανθρώπινη δραστηριότητα κυμαίνεται μεταξύ 0,5 και 1,3°C.
Θα πρέπει να αναρωτηθούμε ποιες από αυτές τις ανθρώπινες δραστηριότητες παράγουν αέρια του θερμοκηπίου;
Ο υπολογισμός του μεριδίου συμμετοχής κάθε οικονομικού τομέα είναι προφανώς πολύπλοκος. Επιπλέον, τα στοιχεία ποικίλλουν ανάλογα με την εκάστοτε μέθοδο υπολογισμού. Βάσει του δυναμικού υπερθέρμανσης του πλανήτη για 100 έτη, η 6η έκθεση της IPCC προτείνει την ακόλουθη κατανομή:
Σε παγκόσμιο επίπεδο, το 2019, ο οικονομικός τομέας με τις περισσότερες εκπομπές ήταν ο τομέας της βιομηχανίας με 24% και δεύτερος έρχεται ο τομέας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας, με 23% των παγκόσμιων εκπομπών ισοδύναμου CO2. Ακολουθεί ο τομέας που περιλαμβάνει τη γεωργία, τη δασοκομία και τις ανθρωπογενείς δραστηριότητες χρήσης γης, συμπεριλαμβανομένων των δασικών πυρκαγιών, της αποψίλωσης των δασών, των πυρκαγιών τύρφης κ.ά., ο οποίος είναι ο τρίτος μεγαλύτερος παράγοντας εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου με 22%. Ακολουθούν οι εκπομπές από τον τομέα των μεταφορών (με 15%) και τα κτίρια (με μόλις 6%). Τέλος, διάφορες δραστηριότητες που σχετίζονται με τον ενεργειακό τομέα είναι στο 10%. Σαφώς, σε όλα αυτά τα στοιχεία πρέπει να λαμβάνεται υπόψη το περιθώριο λάθους τους.
Ωστόσο είναι ενδιαφέρον να συγκρίνουμε τις παγκόσμιες εκπομπές με τις πιο περιφερειακές εκπομπές. Έτσι, αν αναλύσουμε τις εκπομπές κάθε τομέα με την ίδια βάση υπολογισμού (δηλαδή το δυναμικό υπερθέρμανσης του πλανήτη σε 100 χρόνια) όχι για ολόκληρο τον κόσμο αλλά για την περιοχή της Βαλλονίας στο Βέλγιο το 2019, παρατηρούμε ότι: η βιομηχανία βρίσκεται επίσης στην πρώτη θέση με σχεδόν 30%, ο τομέας των μεταφορών έρχεται στη δεύτερη θέση με περισσότερο από 24% και ακολουθεί ο τομέας των κατοικιών με περισσότερο από 16%. Στη συνέχεια ακολουθούν ο γεωργικός τομέας, η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και διάφοροι άλλοι οικονομικοί τομείς.
Θα πρέπει επομένως να κατανοήσουμε ότι τα στοιχεία εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου διαφέρουν ανάλογα με τη γεωγραφική περιοχή που μελετάται. Ως εκ τούτου, οι προσπάθειες για τη μείωση των εκπομπών θα πρέπει να καθορίζονται με διαφορετικό τρόπο για κάθε χώρα.
Και τι γίνεται με τις εκπομπές των σχολείων;
Το συγκεκριμένο ερώτημα είναι δύσκολο να απαντηθεί. Όπως μόλις είδαμε, οι εκπομπές διαφέρουν πολύ από χώρα σε χώρα και από περιοχή σε περιοχή... Αυτό ισχύει επίσης και για τα σχολεία.
Ωστόσο, αν προσδιορίσουμε τους τομείς στους οποίους εμπίπτουν τα σχολεία καθημερινά μπορούμε να πούμε ότι: Τα σχολεία ανήκουν στον τριτογενή τομέα (4% των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου), ο οποίος είναι ένας τομέας με χαμηλές εκπομπές. Ωστόσο οι μαθητές/-τριες χρησιμοποιούν τα μέσα μεταφοράς για να πάνε στο σχολείο (24% των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου), τα σχολεία χρησιμοποιούν ενέργεια (8%) για τη θέρμανση των αιθουσών διδασκαλίας, για τον φωτισμό, για τους υπολογιστές κ.λπ., τα σχολεία παράγουν επίσης απόβλητα (3%), τα κυλικεία των σχολείων χρησιμοποιούν γεωργικά προϊόντα (12%), τα έπιπλα των σχολείων κατασκευάζονται σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις (29%). Έτσι, ακόμη και αν τα σχολεία αυτά καθαυτά δεν προκαλούν τις περισσότερες εκπομπές στον τομέα στον οποίον εμπίπτουν, φαίνεται ότι όταν υπολογίζονται όλες οι έμμεσες εκπομπές, παράγουν πολλά αέρια του θερμοκηπίου. Από την άλλη πλευρά, τα σχολεία έχουν επίσης μεγάλη δύναμη να μειώσουν τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.
Προχωρώντας παρακάτω χωρίς να εστιάζουμε μόνο στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου
Οι ανθρώπινες δραστηριότητες επηρεάζουν το κλίμα όχι μόνο με τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου αλλά και με τις εκπομπές αερολυμάτων, με τα ίχνη συμπύκνωσης (contrails) που προκαλούν τα αεροπλάνα αλλά και με τις αλλαγές χρήσης του εδάφους.
Ας εξετάσουμε κάθε στοιχείο ένα προς ένα:
- Τα αερολύματα έχουν διττή δράση, η οποία εξακολουθεί να αξιολογείται ανεπαρκώς. Αφενός συμμετάσχουν στην κλιματική ψύξη, καθώς λειτουργούν ως σκίαστρο ανακλώντας μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας όπως και ως πυρήνας συμπύκνωσης που ευνοεί την εμφάνιση νεφών, και έτσι συμβάλλουν στη μείωση της ηλιακής ακτινοβολίας που δέχεται η επιφάνεια. Αφετέρου, απορροφούν την ηλιακή ακτινοβολία και έτσι ενισχύουν το φαινόμενο του θερμοκηπίου, εκπέμποντας υπέρυθρη ακτινοβολία. Αυτή η διττή τους δράση τα καθιστά μία από τις κύριες πηγές αβεβαιότητας στην εκτίμηση της επιρροής τους στην υπερθέρμανση του πλανήτη.
- Τα ίχνη συμπύκνωσης που αφήνουν τα αεροπλάνα μπορεί να φαίνονται ασήμαντα, όμως δεν είναι. Αυτά τα μακρόστενα σύννεφα που σχηματίζονται από κρυστάλλους πάγου μπορούν, ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες, να καλύψουν μια μεγάλη γεωγραφική περιοχή, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα από τις νοτιοανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες. Αυτά τα ίχνη έχουν διαφορετική επίδραση κατά τη διάρκεια της ημέρας και της νύχτας. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, τα ίχνη αντανακλούν τις ακτίνες του ήλιου και έτσι συμβάλλουν στην ψύξη της ατμόσφαιρας. Από την άλλη πλευρά, τη νύχτα, τα ίδια ίχνη εντείνουν το φαινόμενο του θερμοκηπίου και αντανακλούν την υπέρυθρη ακτινοβολία πίσω στο έδαφος.
- Ακόμη και αν οι επιπτώσεις είναι περισσότερο τοπικές παρά παγκόσμιες, οι αλλαγές στη χρήση γης, για παράδειγμα λόγω αστικοποίησης, αποψίλωσης ή αναδάσωσης, θα έχουν κάποια επίδραση στην υπερθέρμανση του πλανήτη κυρίως μέσω της τροποποίησης της λευκαύγειας του εδάφους. Όμως, οι επιπτώσεις είναι πολύπλοκες. Ας εξετάσουμε το παράδειγμα της αποψίλωσης των δασών: αν αντικαταστήσουμε ένα δάσος με γυμνό έδαφος, θα αυξήσουμε τη λευκαύγεια του εδάφους από 0,15 σε 0,30. Έτσι, η ηλιακή ενέργεια που απορροφάται από το έδαφος θα μειωθεί, αφού ένα μεγαλύτερο μέρος της θα ανακλάται προς το διάστημα. Συνεπώς, θα παρατηρηθεί τοπική ψύξη. Από την άλλη πλευρά, τα δέντρα, μέσω της εξατμισοδιαπνοής τους, παρέχουν τεράστιες ποσότητες υγρασίας στην ατμόσφαιρα, γεγονός που οδηγεί στο σχηματισμό σύννεφων. Αυτά τα χαμηλά σύννεφα θα αντανακλούν επίσης μέρος της ακτινοβολίας προς το διάστημα, εμποδίζοντας έτσι τη θέρμανση του εδάφους. Με την αποψίλωση των δασών, απομακρύνουμε αυτά τα χαμηλά σύννεφα και έτσι ενισχύουμε την τοπική θέρμανση. Επιπλέον, σε παγκόσμια κλίμακα, η απομάκρυνση των δέντρων που είναι αποδέκτες άνθρακα θα αυξήσει έμμεσα τη συγκέντρωση των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα και, συνεπώς, θα συμβάλλει περαιτέρω την υπερθέρμανση του πλανήτη. Αυτές οι σύνθετες αντιδράσεις προκύπτουν από οποιαδήποτε αλλαγή στη χρήση γης, όπως κατά την αστικοποίηση χορτολιβαδικών εκτάσεων ή ακόμη και κατά την αναδάσωση μιας περιοχής. Το τοπικό ισοζύγιο ακτινοβολίας τροποποιείται συστηματικά, ενίοτε με παγκόσμιες συνέπειες.
Είναι επομένως προφανές ότι ο παράγοντας «χρήση γης» είναι πολύ πολύπλοκος για να κατανοηθεί και πολλές φορές οδηγεί σε αντικρουόμενες επιπτώσεις. Φαίνεται ότι, όπως και για τα αερολύματα, η ασάφεια των αλλαγών αυτών είναι εξίσου σημαντική κατά τον υπολογισμό της επίδρασης στην υπερθέρμανση του πλανήτη.
Το επόμενο γράφημα προκύπτει από το σύνολο των ανθρωπογενών επιδράσεων και τη σύγκρισή τους με τις φυσικές επιδράσεις.
Η πρώτη γραμμή δείχνει όλες τις επιδράσεις που σχετίζονται με τα διάφορα αέρια του θερμοκηπίου.
Η δεύτερη γραμμή περιλαμβάνει τις λοιπές ανθρωπογενείς επιδράσεις, όπως τα αερολύματα, η χρήση γης κ.λπ.
Η τρίτη γραμμή παρουσιάζει το ισοζύγιο των επιδράσεων που συνδέονται με τις ανθρώπινες δραστηριότητες.
Και, τέλος, η τέταρτη γραμμή ομαδοποιεί τις φυσικές επιδράσεις, όπως η ηλιακή ενέργεια και η ηφαιστειακή δραστηριότητα.
Το γράφημα είναι σαφέστατο: Ακόμη και αν ληφθεί υπόψη το περιθώριο αβεβαιότητας, η ανθρώπινη δραστηριότητα ευθύνεται σχεδόν εξ ολοκλήρου για την υπερθέρμανση του πλανήτη.