Wymuszanie klimatu

Energia słoneczna oddziałuje z lądem, wodą i powietrzem

Ziemia jest nieustannie skąpana w energii słonecznej. Część energii, która dociera do Ziemi, jest odbijana z powrotem w przestrzeń kosmiczną, inna część jest pochłaniana bezpośrednio przez atmosferę, a pozostała część przemieszcza się przez atmosferę na powierzchnię. Energia światła słonecznego ogrzewa grunty i wodę na powierzchni, a te z kolei emitują ciepło. To ciepło powoduje dalsze ocieplenie atmosfery. Mieszanka gazów w naszej atmosferze sprawia, że część energii cieplnej nie ucieka bezpośrednio w przestrzeń kosmiczną, podobnie jak koc utrzymuje ciepło przy ciele. Ten proces to naturalnie występujący efekt cieplarniany, który utrzymuje Ziemię w cieple wystarczającym do podtrzymania życia.

Energia przychodząca – Energia wychodząca = Wymuszenie radiacyjne

Zgodnie z podstawowymi prawami termodynamiki, gdy Ziemia pochłania energię ze Słońca, musi w końcu wyemitować taką samą ilość energii w przestrzeń. Różnica pomiędzy promieniowaniem przychodzącym i wychodzącym jest znana jako wymuszenie radiacyjne planety (RF). W ten sam sposób, w jaki przyłożenie siły pchającej do obiektu fizycznego spowoduje, że zostanie on wytrącony z równowagi i będzie się poruszał, czynnik wymuszający zmienia system klimatyczny. Jeżeli w wyniku działania czynników wymuszających energia przychodząca jest większa niż energia wychodząca, planeta będzie się ogrzewać (dodatnie RF). I odwrotnie, jeśli energia wychodząca jest większa niż przychodząca, planeta będzie się ochładzać.

Naturalne i spowodowane przez człowieka czynniki wpływające na klimat

Innym sposobem odnoszenia się do wymuszeń klimatycznych jest nazywanie ich sterownikami klimatu. Naturalne czynniki kształtujące klimat obejmują zmiany w produkcji energii przez Słońce, regularne zmiany w cyklu orbitalnym Ziemi oraz duże erupcje wulkaniczne, które wprowadzają cząsteczki odbijające światło do górnej atmosfery. Czynniki powodowane przez człowieka lub antropogeniczne czynniki wpływające na klimat obejmują emisje gazów cieplarnianych (znanych również jako gazy cieplarniane) oraz zmiany w użytkowaniu ziemi, które sprawiają, że ziemia odbija więcej lub mniej energii słonecznej. Od 1750 r. liczba czynników klimatycznych spowodowanych przez człowieka wzrasta, a ich wpływ dominuje nad wszystkimi naturalnymi czynnikami klimatycznymi.

Jak wysokie będzie wymuszanie radiacyjne w przyszłości?

Naukowcy zajmujący się klimatem określili cztery możliwe scenariusze przyszłości, które wykorzystują jako spójne dane wejściowe do obliczania klimatu w przyszłości. Każdy scenariusz oparty jest na prawdopodobnej przyszłej ścieżce globalnej emisji gazów cieplarnianych. Scenariusze te, znane jako Reprezentatywne Ścieżki Stężenia lub RCP, określają wielkość wymuszenia radiacyjnego (RF) w roku 2100 w stosunku do roku 1750. Więcej informacji na temat RCP można znaleźć w IPCC WGI AR5 Box SPM.1 (ostatnia strona Summary for Policy Makers).

Feedback: Wzmacnianie początkowych wymuszeń

Kierowcy klimatu mogą również wywołać sprzężenia zwrotne, które intensyfikują lub osłabiają pierwotne wymuszenia. Na przykład, wymuszenie ze zwiększonej ilości gazów cieplarnianych również zwiększa parowanie, co zwiększa ilość pary wodnej w atmosferze i intensyfikuje wymuszenie ze strony gazów cieplarnianych.

Jeśli ustabilizujemy antropogeniczne czynniki wpływające na klimat, które obecnie zwiększają wymuszenie radiacyjne atmosfery, bilans energetyczny Ziemi i klimat ostatecznie osiągną nowy stan równowagi, w którym równe ilości energii są przekazywane do i z systemu; kiedy to nastąpi, pozostaje otwartym pytaniem.

Dalsze informacje

Zmiany klimatu 2013: The Physical Science Basis
Intergovernmental Panel on Climate Change Fifth Assessment Report (AR5) Working Group 1 (WGI) Summary for Policymakers (SPM)

Radiative Forcing of Climate Change
Raport National Research Council

Comparing SRES and RCP scenarios
Part of The Beginner’s Guide to Representative Concentration Pathways, from Skeptical Science

Data Links

NOAA Paleo- and Historical Climate Forcing Data
Access a range of proxy data used to calculate radiative forcing in the past.

Interaktywna przeglądarka danych atmosferycznych
Wybierz miejsca poboru próbek na mapie, a następnie wygeneruj wykresy lub pobierz dane na temat koncentracji różnych gazów w atmosferze.

.