Încălzire globală

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Punctul de vedere neutru al acestui articol este disputat. Vă rugăm vedeţi părerile exprimate în pagina de discuţii.

Încălzirea globală este creşterea continuă a temperaturilor medii înregistrate ale atmosferei în imediata apropiere a solului, precum şi a apei oceanelor, constatată în ultimele decenii.

Temperatura medie a aerului în apropierea suprafeţei Pământului a crescut în ultimul secol cu 0,74 ±0,18 °C.^[1]

Grupul interguvernamental de experţi în evoluţia climei (engleză Intergovernmental Panel on Climate Change) afirmă că „cea mai mare parte a creşterii temperaturii medii în a doua jumătatea a secolului al XX-lea se datorează probabil creşterii concentraţiei gazelor cu efect de seră, de provenienţă antropică.^[1] Ei consideră că fenomenele naturale ca variaţiile solare şi vulcanismul au avut un mic efect de încălzire până în anii 1950, dar după efectul a fost de uşoară răcire.^[2][3]

Încălzirea globală are efecte profunde în cela mai diferite domenii. Ea determină ridicarea nivelului mării, extreme climatice, topirea gheţarilor, extincţia a numeroase specii şi schimbări privind sănătatea oamenilor. Împotriva efectelor încălzirii globale se duce o luptă susţinută, al cărei aspect central este ratificarea de către guverne a Protocolului de la Kyoto privind reducerea emisiei poluanţilor care influenţează viteza încălzirii.

Cuprins 1 Ciclurile climatice 1.1 Ciclul solar 1.2 Ciclul glaciar 2 Evoluţia climei 2.1 Evoluţia în evul mediu 2.2 Evoluţia în perioada actuală 3 Cauze ale încălzirii 3.1 Efectul de seră 3.1.1 Explicaţia fenomenului 3.1.2 Vaporii de apă 3.1.3 Dioxidul de carbon 3.1.4 Metanul 3.1.5 Ozonul 3.1.6 Alte gaze cu efect de seră 3.2 Fenomene sinergice 3.3 Efectul antropic 4 Efecte ale încălzirii 4.1 Efecte asupra atmosferei 4.2 Efecte asupra hidrosferei 4.3 Efecte asupra litosferei 4.4 Efecte asupra biosferei 5 Consecinţe 6 Lupta împotriva încălzirii globale 6.1 Modele climatice, previziuni 6.2 Dezbateri social-politice 6.3 Măsuri 6.3.1 Economia de energie 6.3.2 Energiile alternative 6.3.3 Biomasa 6.3.4 Energia nucleară 7 Concluzii 8 Note 9 Bibliografie 10 Vezi şi 11 Legături externe

[modifică] Ciclurile climatice

Clima Pământului a suferit dintotdeauna modificări ciclice, cu perioade de răcire şi încălzire. Modificările au diferite durate, precum şi diferite amplitudini. Se menţionează următoarele tipuri de cicluri:

• Ciclul zi-noapte (ciclul circadian), în care temperaturile pot varia de la câteva grade, până la câteva zeci de grade. Acest ciclu este prea rapid pentru a fi luat în considerare în cazul schimbărilor climatice.
• Ciclul anual (anotimpuri), în care variaţia temperaturii şi a altor parametri, de exemplu a concentraţiei de dioxid de carbon) este sesizabilă pe un grafic care arată influenţa industrializării.
• Ciclul solar, cu o durată de cca. 11 ani, indică o variaţie periodică a temperaturilor, care poate masca încălzirea globală.
• Ciclul glaciar, care se întinde pe durate de mii până la sute de mii de ani şi determină mari variaţii climatice.

[modifică] Ciclul solar

Ciclul solar, este o variaţie a activităţii solare cu o durată medie de 11,2 ani, însă se cunosc cicluri solare cu durate între 8 şi 15 ani. Se presupune că un ciclu solar este determinat de câmpul său magnetic, care se inversează o dată la 11 ani, un ciclu magnetic complet durând de fapt 22 de ani. Activitatea solară este caracterizată prin numărul de pete solare, numărul de erupţii solare şi radiaţia solară. Cel mai bun indice este considerat cel al radiaţiei de 2,8 GHz, adică a radiaţiei cu lungimea de undă de 10,7 cm.

Nu se cunoaşte prea bine influenţa ciclului solar asupra climei, însă lipsa petelor solare din a doua jumătate a secolului al XVII-lea a coincis cu o perioadă foarte friguroasă, perioada minimului Maunder, numită „mica glaciaţiune”, sau „mica eră glaciară.^[4]

[modifică] Ciclul glaciar

[[Imagine:Ice_Age_Temperature_ro.png|thumb|left|250px|În ultimii 400 000 de ani au avut loc trei mari glaciaţiuni. Studiul climei din vechime, de exemplu din cuaternar (de acum 1,8 milioane de ani) şi până astăzi se poate face pe baza carotajelor din Antarctica, cum a fost cazul staţiei Vostok, carotaje care pot extrage gheaţă de la adâncimea de 3500 m. ^[5] Vechimea gheţii este de câteva sute de mii de ani. Compoziţia izotopică a oxigenului extras din gheaţă permite reconstituirea temperaturii atmosferei pe o perioadă în urmă de până la 700 000 de ani.

În figurile alăturate glaciaţiunile au fost următoarele:^[6] glaciaţiunea Mindel, care a durat între anii 650 000 – 350 000 î.Hr., glaciaţiunea Riss, care a durat între anii 300 000  - 120 000 î.Hr. şi glaciaţiunea Würm, care a durat între anii 80 000 – 10 000 î.Hr. Tot în era cuaternară, înainte de cele trei menţionate a avut loc glaciaţiunea Günz, care a durat între anii 900 000 – 700 000 î.Hr.^[6] În perioada cuaternară variaţiile de temperatură n-au depăşit 10 °C, iar maximele de temperatură n-au depăşit niciodată +4 °C faţă de temperaturile actuale. În perioade mai îndepărtate variaţiile de temperatură au atins 22 °C, iar maximele +8 °C. În perioada acestor maxime gheţurile au dispărut complet.

Studiului glaciaţiunilor a relevat perfecta corelaţie între temperatură, întinderea gheţurilor şi concentraţia de dioxid de carbon în atmosferă.

[modifică] Evoluţia climei

[modifică] Evoluţia în evul mediu

[[Imagine:2000_Year_Temperature_Comparison_ro.png|left|thumb|250px|Temperatura în ultimii 2000 de ani, reconstituită. Reconstituirea se bazează pe analiza inelelor de creştere al arborilor şi pe grosimea gheţarilor.]] Figura alăturată prezintă evoluţia temperaturilor în ultimii 2000 de ani. Temperaturile figurate în grafic reprezintă mediile pe câte un interval de 10 ani. Întrucât nu există măsurători de temperatură directe în această perioadă, temperaturile au fost reconstituite pe baza măsurării grosimii inelelor de creştere ale arborilor şi a grosimii gheţarilor. Datarea inelelor arborilor se poate face pe baza determinării concentraţiei de carbon 14, activitatea biologică în ultima mie de ani fiind prezentată în figura din dreapta.

Variaţiile climatice în evul mediu n-au fost aşa de mari ca în perioadele glaciaţiunilor. Totuşi, în ultima mie de ani se observă o perioadă caldă în secolele al X-lea şi al XI-lea, perioadă numită maximul medieval. Este epoca în care vikingii au descoperit Groenlanda, al cărui nume, „Ţara verde” indică un peisaj cu vegetaţie, nu acoperit de zăpezi şi gheţuri.

În continuare însă, în perioada (1550 - 1850) a urmat o răcire, mica eră glaciară, în care iernile au fost foarte reci, în special cea dintre anii 1708 - 1709^[7].

[modifică] Evoluţia în perioada actuală

Conform temperaturilor reconstituite de climatologi, ultimul deceniu din secolul al XX-lea şi începutul secolului al XXI-lea constituie cea mai caldă perioadă din ultimii 2000 de ani (vezi figura mai sus). Epoca actuală este mai caldă cu câteva zecimi de grad faţă de maximul medieval. Evoluţia temperaturilor, conform Global Historical Climate Network (română GHCN - Reţeaua pentru urmărirea climatului global), în ultimii ani este următoarea:^[8]

Creşterea temperaturii medii anuale faţă de media perioadei 1951 - 1980, conform GHCN

Anul	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000
Creşterea de temperatură  °C	0,35	0,12	0,14	0,24	0,38	0,30	0,40	0,57	0,33	0,33
Anul	2001	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010
Creşterea de temperatură  °C	0,48	0, 56	0,55	0,49	0,62	0,54	0,57

România nu face excepţie, la conferinţa „Măsuri de adaptare şi reducere a impactului schimbărilor climatice” raportându-se creşteri ale temperaturii cu 0,5 °C în ultimul secol.^[9]

2007 a fost anul temperaturilor record. Iarna dintre 2006 - 2007 a fost cea mai caldă din ultimii 100 de ani, de când există observaţii meteorologice în România.^[10] Totodată, în prima lună a anului 2007, a fost depăşită temperatura maximă absolută a lunii ianuarie la 24 de staţii meteorologice.^[10] Tendinţa de încălzire s-a menţinut şi pe timpul verii. În luna iulie s-a înregistrat un număr record de 148 de cazuri cu temperaturi maxime zilnice egale sau mai mari de 40 °C. Comparativ, în luna iulie a anului 2004, maxima de 40 °C a fost atinsă sau depăşită doar de două ori.^[10] La Calafat, în luna iulie s-a atins temperatura de 44 °C.^[11] Temperatura maximă absolută a verii s-a înregistrat în toate cele trei luni: la 53 staţii în iunie, 94 staţii în iulie şi la 17 staţii în august.^[10] Totodată, a fost atins numărul maxim lunar de zile consecutive caniculare, în care s-au înregistrat temperaturi de peste 35 °C şi de nopţi consecutive tropicale, cu temperaturi mai mari de 20 °C.^[10]

În general, anul 2007 este considerat un an al fenomenelor meteorologice extreme.^[12][13]

[modifică] Cauze ale încălzirii

Clima se schimbă datorită forcingului^[15] extern, în funcţie de influenţa deplasării pe orbită în jurul Soarelui,^[16][17][18] erupţiilor vulcanice^[19] şi efectului de seră. Ponderea diverselor cauze ale încălzirii este în studiu, dar consensul oamenilor de ştiinţă ^[20][21] este că principala cauză este creşterea concentraţiei gazelor cu efect de seră datorită activităţilor umane din epoca industrializării. În special în ultimii 50 de ani, când se dispun de date detaliate, acest lucru este evident. Cu toate astea, există şi alte ipoteze, care atribuie încălzirea variaţiilor activităţii solare^[22][23][24]

Efectele forcingului nu sunt instantanee. Inerţia termică a solului şi oceanelor duce la presupunerea că starea curentă a climei nu este în echilibru cu forcingurile. Studiile pe modelele climatice indică că, chiar dacă concentraţiile gaselor cu efect de seră s-ar menţine la cele ale anului 2000, clima tot s-ar mai încălzi cu 0,5 °C.^[25]

[modifică] Efectul de seră

[modifică] Explicaţia fenomenului

Efectul de seră este un fenomen natural prin care o parte a radiaţiei terestre în infraroşu este reţinută de atmosfera terestră. Efectul se datorează gazelor cu efect de seră care reflectă înapoi această radiaţie.

În figura alăturată sunt prezentate fluxurile termice în atmosferă, în regim stabilizat. Din radiaţia solară incidentă, de 342 W/m² cota de 107 W/m² este reflectată de atmosferă şi sol. Restul este reţinut în atmosferă sau ajunge pe sol. Din totalul de 559 W/m² (67 + 24 + 78 + 390) din atmosferă, 235 W/m² sunt radiaţi în afara atmosferei, iar restul de 324 W/m² se reîntorc pe Pământ datorită efectului de seră. În acest fel se închide bilanţul energetic (342 = 107 + 235).

Efectul actual al existenţei gazelor cu efect de seră este că temperatura medie a Pământului este cu cca. 33 °C mai mare decât ar fi în lipsa lor, adică este de cca. +15 °C în loc să fie de -18 °C. În acest sens, efectul de seră este benefic, el asigurând încălzirea suficientă a Pământului pentru a permite dezvoltarea plantelor aşa cum le cunoaştem noi azi.

Dacă concentraţia gazelor cu efect de seră creşte, echilibrul prezentat este perturbat, cota de 235 W/m² se micşorează iar cea de 324 W/m² creşte, diferenţa de flux termic se acumulează în atmosferă, care astfel se încălzeşte. De aceea, termenul de „efect de seră” este folosit cel mai adesea în vorbirea curentă pentru a evidenţia contribuţia unor anumite gaze, emise natural sau artificial, la încălzirea atmosferei terestre prin modificarea permeabilităţii atmosferei la radiaţiile solare reflectate de suprafaţa terestră. Principalul element responsabil de producerea efectului de seră sunt vaporii de apă, cu o pondere de 36 - 70 % urmaţi de dioxidul de carbon, cu o pondere de 9 - 26 %, metanul, cu o pondere de 4 - 9 % şi ozonul, cu o pondere de 3 - 7 %.^[26][27] citat de ^[28] Alte gaze care produc efect de seră, însă cu ponderi mici, sunt protoxidul de azot hidrofluorocarburile, perfluorocarburile şi fluorura de sulf.^[29]

[modifică] Vaporii de apă

Cantitatea de vapori de apă din atmosferă depinde exclusiv de termodinamica atmosferei.^[30] Cantitatea de vapori de apă pe care o poate conţine aerul este în funcţie de presiunea de saturaţie, care, la rândul ei, depinde de temperatură. Presiunea de saturaţie a vaporilor de apă în atmosferă se poate exprima prin formule teoretice simple,^[31] sau, mai exact, prin formule semiempirice (formule ale căror constante au fost determinate pe baza observaţiilor experimentale), cum sunt relaţiile Wexler. ^[32] Presiunea de saturaţie a vaporilor de apă creşte repede cu temperatura, astfel că dacă la 10 °C 1 kg de aer uscat poate absorbi 7,73 g de apă, la temperatura de 30 °C poate absorbi 27,52 g.^[33]

Presiunea locală a vaporilor (practic concentraţia lor locală) determină viteza evaporării. Un vânt uscat îndepărtează vaporii de apă formaţi, permiţând evaporarea unei noi cantităţi de apă, ceea ce explică efectul de uscare al vântului. La rândul său, vântul este generat de diferenţele de presiune atmosferică, diferenţe care apar datorită diferenţelor de densitate ale aerului, densitate care depinde de temperatură. Se observă că temperatura şi variaţiile ei sunt responsabile de cantitatea de vapori de apă în atmosferă. Efectul de seră al vaporilor de apă este însă natural şi nu există nicio posibilitate tehnică de a influenţa cantitatea de vapori de apă din atmosferă în afară de încercarea de a reduce temperatura. De remarcat că evaporarea este reversibilă, prin scăderea temperaturii vaporii de apă se condensează, efect observat toamna şi iarna, când scăderea anuală a temperaturilor determină creşterea precipitaţiilor.

Din cele prezentate, deşi vaporii de apă sunt principalul gaz cu efect de seră, nu cu privire la el trebuie luate măsuri în cazul încălzirii globale.

[modifică] Dioxidul de carbon

Carbonul este elementul principal care asigură viaţa. Ca şi alte elemente chimice, el este angrenat în natură într-un circuit. Cea mai mare parte a combinaţiilor sub formă gazoasă este formată din dioxidul de carbon.

În figura alăturată sunt prezentate fluxurile de carbon între atmosferă şi biosferă, hidrosferă şi litosferă.

• Între atmosferă şi biosferă: plantele în timpul nopţii şi animalele tot timpul elimină prin respiraţie dioxid de carbon. În timpul zilei plantele asimilează carbonul din CO₂ şi, cu ajutorul luminii solare, prin procesul de fotosinteză îl transformă în combinaţii organice, eliberând oxigenul. Capacitatea biosferei de a asimila carbonul este, totuşi, limitată.
• Între atmosferă şi hidrosferă: CO₂ este un gaz relativ solubil în apă şi există un echilibru al concentraţiei CO₂ în apă. Oceanele conţin dizolvate cantităţi imense de CO₂, care, în caz că echilibrul ar fi perturbat, ar putea fi eliminate în atmosferă, ducând la o perturbaţie climatică extremă. Solubilitatea gazelor în apă descreşte pe măsură ce temperatura apei creşte, ca urmare la o încălzire a oceanelor, eliberarea CO₂ în atmosferă este un pericol real.
• Între biosferă şi litosferă: în trecutul îndepărtat, în special în carbonifer, o mare parte a plantelor din flora din epocă au ajuns în pământ, stocând în litosferă carbonul din corpul lor sub formă de zăcăminte de cărbune.^[34] De fapt, se consideră că în acea perioadă atmosfera terestră conţinea CO₂ în loc de oxigen, iar plantele au teraformat atmosfera, oxigenul de acum şi lipsa dioxidului de carbon (concentraţia actuală de numai 0,03 %^[34]) fiind de fapt urmarea acestei activităţi.^[34]
• Între atmosferă şi litosferă: actual carbonul este eliberat din litosferă în atmosferă sub formă de CO₂ prin activităţi antropice (arderea combustibililor fosili). Se consideră că în ultima jumătate de secol au fost emise în atmosferă cantităţi foarte mari de CO₂ şi metan, care, prin efectul de seră au dus la începerea fenomenului de încălzire globală.

Începând cu anul 1958 Roger Revelle, ajutat de Charles David Keeling au început să măsoare concentraţiile de CO₂ din atmosferă.^[36] Acestea au fost măsurate Mauna Loa, în Hawaii. Aspectul în dinţi de fierăstrău al curbei se datorează anotimpurilor. Majoritatea uscatului, pe care creşte vegetaţia, se află în emisfera nordică. Primăvara şi vara vegetaţia asimilează CO₂ necesar creşterii frunzelor, ca urmare concentraţia de CO₂ din atmosferă scade. Toamna şi iarna frunzele se descompun eliberând CO₂ şi concentraţia lui în atmosferă creşte. ^[37] Din grafic se vede că concentraţia de CO₂ a crescut de la 316 ppm în părţi volumice în anul 1960 până la cca. 385 ppm în iarna anului 2007.

[modifică] Metanul

Este o altă combinaţie chimică sub formă gazoasă în care se găseşte carbonul în atmosferă.

La cantităţi volumice egale, metanul produce un efect e seră mai important decât dioxidul de carbon, însă datorită concentraţiilor sale mici în atmosferă, de cca. 1,8 ppm^[38] efectul global este mai mic, cam un sfert din cel al CO₂.^[38] De la începutul revoluţiei industriale concentraţia de metan în atmosferă a crescut cu 149 %.

[modifică] Ozonul

Ozonul din straturile superioare ale atmosferei, deşi este extrem de necesar pentru viaţă prin faptul că reflectă radiaţia în ultraviolet a Soarelui, reflectă selectiv radiaţia în infraroşu emisă de sol, ceea ce face ca el să producă un efect de seră. Efectul de seră global al ozonului este greu de estimat exact, ultimele rapoarte ale IPCC estimează acest efect la cca. 25 % din efectul dioxidului de carbon.^[39]

[modifică] Alte gaze cu efect de seră

Alte gaze care produc efect de seră:^[29] protoxidul de azot, hidrofluorocarburile, perfluorocarburile şi fluorura de sulf.

• Protoxidul de azot.
• Compuşii halogenaţi. Dintre aceştia fac parte hidrofluorocarburile (freonii - CFC, HCFC, HFC; Freon-11 = R-11 = CFC-11, Freon-12 = R-12 = CFC-12, Freon-113 = R-113 = CFC-113, Freon-22 = R-22 = HCFC-22), perfluorocarburile (PFC) şi hexafluorura de sulf (SF₆). De subliniat că aceste substanţe, în afară de efectul de seră, au un efect devastator asupra stratului de ozon.

[modifică] Fenomene sinergice

Vulcanismul este un factor a cărui importanţă a fost subestimată până recent. ^[19] Vulcanismul contribuie la încălzirea globală în două moduri:

• prin gazele cu efect de seră (în general CO₂) care sunt conţinute în magmă;
• prin cenuşa vulcanică, şi aerosolii sulfuroşi care obturează radiaţia solară.^[40]

Se consideră că efectul vulcanilor în perioada preindustrială (înainte de 1850) a fost de încălzire, dar după, efectul a fost de răcire, datorită contribuţiei la întunecarea globală.^[1]

[modifică] Efectul antropic

Activitatea umană în perioada industrializării a dus la:^[41]

• Emisii de dioxid de carbon ca urmare a arderii combustibililor fosili pentru transporturi, încălzire, climatizare, producerea curentului electric în termocentrale şi în industrie. Creşterea emisiilor de CO₂ este agravată de defrişări, care se datorează tot activităţii omului, defrişări care reduc cantitatea de CO₂ absorbită de plante.
• Emisii de metan, ca urmare a activităţilor agricole, cum ar fi creşterea vacilor şi cultivarea orezului, datorită scăpărilor prin neetanşeităţile conductelor de transport şi distribuţie a gazului metan precum şi datorită utilizării solului.
• Emisii de N₂O ca urmare a folosirii îngrăşămintelor chimice şi a arderii combustibililor fosili.
• Emisii de compuşi halogenaţi datorită utilizării freonilor în instalaţiile frigorifice, în instalaţiile pentru stingerea incendiilor şi ca agent de propulsie în sprayuri, precum şi datorită utilizării hexafluorurii de sulf ca protecţie împotriva arcurilor electrice.
• Creşterea concentraţiei aerosolilor, ca urmare a activităţilor industriale, de exemplu mineritul la suprafaţă.

De la începutul revoluţiei industriale concentraţia de dioxid de carbon a crescut cu 32 %. Aceste niveluri sunt mult mai mari decât cele măsurate în cadrul programului Ice Core, ^[5] şi sunt comparabile cu cele atinse acum 20 de milioane de ani.^[42]

Producerea de CO₂ prin arderea combustibililor fosili, a căror ponderi în perioada 2000 - 2004 au fost: ^[43]

• arderea cărbunelui: 35 %
• arderea combustibililor lichizi: 36 %
• arderea combustibililor gazoşi: 20 %
• instalaţiile de faclă la extragerea şi prelucrarea hidrocarburilor: 1 %
• alte hidrocarburi: 1 %
• producţia de ciment: 3 %
• alte surse (transport maritim şi aerian necuprins în statisticile naţionale): 4 %

După cum se vede din figurile alăturate, pe ţări, cele mai mari emisii de CO₂ le au Statele Unite ale Americii, urmate de China, Indonezia, Rusia, India şi Brazilia. Emisiile de CO₂ ale SUA se datorază economiei sale, mare consumatoare de petrol, iar ale Chinei şi Rusiei datorită industriilor lor energetice bazate pe arderea cărbunilor.

Pe cap de locuitor, emisiile corespund practic nivelurilor industrializării.

Exemple de despăduriri făcute de om

În Bolivia, imagine din satelit.

În Mexic, prin ardere.

Pentru mangal, în pădurea tropicală.

În munţii Usambara, Tanzania

[modifică] Efecte ale încălzirii

[modifică] Efecte asupra atmosferei

Efectele asupra atmosferei se manifestă prin creşterea vaporizaţiei, a precipitaţiilor şi a numărului furtunilor. După cum s-a spus mai sus, creşterea temperaturii duce la creşterea cantităţii de vapori de apă care poate fi conţinută în atmosferă. Deşi în secolul al XX-lea vaporizaţia s-a redus ca urmare a întunecării globale,^[44] în perioada actuală vaporizaţia creşte datorită încălzirii oceanelor. Pentru a se realiza echilibrul circuitului apei în natură trebuie să crească şi nivelul precipitaţiilor.^[45][46] Creşterea precipitaţiilor poate duce la intensificarea eroziunii în unele zone, de exemplu în Africa, ceea de poate duce chiar la deşertificare, sau la favorizarea creşterii vegetaţiei în zonele aride.

Unii oameni de ştiinţă consideră că vaporizaţia crescută va genera furtuni. În general uraganele apăreau doar în Atlanticul de nord. Totuşi, în 2004 a apărut primul ciclon în Atlanticul de sud, ciclonul Catarina, care a afectat Brazilia. Deşi a avut o viteză a vântului de 40 m/s (144 km/h), unii dintre meteorologii brazilieni zic că n-ar fi fost uragan.^[47] Nu există consens cum că acest uragan ar fi legat de încălzirea globală,^[48] dar unele modele climatice prevăd apariţia cicloanelor în Atlanticul de sud ca urmare a încălzirii globale.^[49] Se spune că în a doua jumătate a secolului al XXI-lea va creşte numărul de furtuni în zonele temperată şi arctică din emisfera nordică şi în zona antarctică,^[45][50] însă mecanismul furtunilor nu este limpede. Furtunile care nu sunt de origine tropicală depind de gradientul termic, care scade în emisfera nordică, deoarece regiunile polare se încălzesc mai mult decât restul emisferei.^[51]

[modifică] Efecte asupra hidrosferei

Topirea calotelor polare

Observaţiile din satelit indică o reducere treptată a suprafeţelor calotelor polare. În figura alăturată se vede (în momentul opririi) cu cât au fost gheţurile mai întinse în iarna anului 1982 faţă de iarna anului 2007.

Vârsta medie a gheţurilor arctice a scăzut în perioada 1988 - 2005 de la 6 la 3 ani.^[52] Încălzirea climei în această regiune este de cca. 2,5 °C,^[53] (în loc de 0,7 °C în medie pe planetă), iar grosimea medie a gheţurilor a scăzut cu 40 % în perioada 1993 - 1997 faţă de perioada 1958 - 1976.^[54] În 2007, observaţiile din satelit au relevat o accelerare a topirii banchizei arctice, cu o scădere a suprafeţei sale cu 20 % în decursul unui singur an.^[55] Dacă tendinţa continuă, unele observatoare consideră că banchiza se va topi complet vara deja din 2013, în loc de 2030 cât se estima înainte.^[56]. Se speră că satelitul specializat CryoSat-2, care va fi lansat pe orbită în 2009 să furnizeze informaţii mai exacte cu privire la acest fenomen.^[57]

Şi în Antarctica apar fenomene de topire.^[58] Încălzirea s-ar datora schimbării direcţiei vânturilor dominante, a măririi concentraţiei gazelor cu efect de seră şi a deteriorării stratului de ozon.^[59]. Desprinderea gheţurilor de pe şelful Antarcticii a crescut în ultimul deceniu (până în 2008) cu 75 %.^[60]

Retragerea şi dispariţia gheţarilor, topirea zăpezilor

Şi gheţarii tereştri suferă un proces de topire. Observaţii disparate indică retragerea gheţarilor începând din anul 1800. Măsurători regulate au fost făcute începând din anul 1950 de către Serviciul Mondial de Urmărire a Gheţarilor (engleză World Glacier Monitoring Service -WGMS) şi de Centrul Naţional de Date pentru Zăpadă şi Gheaţă (engleză National Snow and Ice Data Center - NSIDC).

Retragerea gheţarilor alpini, în special în vestul Americii de Nord, în Groenlanda,^[61][62] Asia, Alpi, Indonezia, Africa (Kilimandjaro) şi în America de Sud a fost folosită de IPCC în raportul său din 2001 drept probă a încălzirii globale.^[63][64]

Cazul particular al zăpezilor de pe Kilimandjaro, care a fost iniţial controversat,^{[65] [66]} a fost reevaluat în urma rapoartelor IPCC. În galeria următoare se prezintă comparativ două fotografii, prima făcută la 17 februarie 1993, iar a doua la 21 februarie 2000. Kilimandjaro a pierdut în secolul al XX-lea 82 % din gheţarii săi, care se estimează că vor dispărea complet în jurul anului 2020.^[67].

Topirea gheţurilor arctice.

Retragerea gheţarului Helheim din Groenlanda.

Topirea zăpezilor de pe Kilimanjaro.

Gheţarul Lewis în 1992, complet topit.

Ridicarea nivelului mării, acidifierea oceanelor, oprirea termosifonului salin

Unul din efectele încălzirii globale este creşterea nivelului mării, efect care are două cauze:

• creşterea volumului apei prin dilatare în urma încălzirii;
• adaosul de apă provenit din topirea gheţurilor din calotele polare şi gheţarii tereştri.

Conform rapoartelor IPCC, în secolul al XX-lea nivelul oceanelor a crescut cu 0,1 - 0,2 m, însă efectul de creştere va mai dura mult timp. Nu se pot face previziuni exacte, deoarece rezultatele depind de modelele emisiilor gazelor cu efect de seră. În ritmul actual, se prevede o creştere a nivelulul mării de 0,18 - 0,59 m la sfârşitul secolului al XXI-lea şi de 2 m la sfârşitul secolului al XXIII-lea.^[45][50]

Dizolvarea în oceane a CO₂ suplimentar din atmosferă, presupus de origine antropică, a dus la scăderea pH-ului apei de la suprafaţa oceanelor, adică la acidifierea lor. Se estimează că între anii 1751 şi 1994 pH-ul suprafeţei oceanelor a scăzut de la 8,179 la 8,104  (o schimbare de -0,075).^[68][69].

Termosifonul salin este un fenomen de circulaţie globală a apelor oceanice. El începe în nordul Oceanului Atlantic cu mişcarea apelor sărate reci spre fund, ape care curg de-a lungul continentelor America de Nord, de Sud şi Antarctica până în oceanele Indian şi Pacific. Acolo se încălzesc şi se ridică la suprafaţă, urmând un traseu invers, împinse şi de vânturile alizee. Prin această mişcare o cantitate imensă de căldură este transportată de la ecuator spre nordul Europei, care astfel are o climă mult mai blândă decât alte regiuni de la aceeaşi latitudine, de exemplu Siberia. Prin topirea gheţurilor arctice, la apele reci se adaugă o mare cantitate de apă dulce, cu densitate mai mică decât a apei sărate, ceea ce micşorează presiunea activă care determină scufundarea apelor reci. IPCC consideră că în secolul al XXI-lea circulaţia termosifonului salin se va încetini, iar pe termen lung este posibil chiar să se oprească definitiv.

[modifică] Efecte asupra litosferei

Încălzirea globală determină ridicarea temperaturii solului, ceea ce duce la uscarea lui, favorizând incendiile de pădure. În afară de perturbarea ciclului carbonului, acest lucru poate duce la eroziunea solului, analog cu efectele despăduririlor. Deşi prin ardere se creează un efect sinergic, totuşi, prin încălzire regiuni mai nordice devin propice pentru dezvoltarea pădurilor, astfel că efectul incendiilor de pădure asupra fenomenului de încălzire globală este incert.^[70][71][72]

Un efect cert este însă eliberarea metanului prin topirea permafrostului siberian şi a gheţii. Se estimează că în următoarele decenii ar putea fi eliberate până la 70 de miliarde tone de metan, un gaz cu efect de seră foarte puternic.^[73][74]

[modifică] Efecte asupra biosferei

IPCC prezintă o serie de observaţii privind influenţa încălzirii globale asupra biosferei, observaţii care arată destabilizarea locală a climei şi dereglarea anotimpurilor. Aceste observaţii nu sunt însă distribuite uniform, 96 % din ele au fost efectuate în Europa şi America de Nord şi doar 2,75 % în alte continente.^[75] Conform acestora, anotimpurile apar desincronizat faţă de prevederile astronomice, cu un avans local de până la două săptâmâni.^[76] Acest lucru influenţează de exemplu perioadele de migraţie ale păsărilor. Un studiu asupra comportamentului sezonier al 130 de specii de animale a arătat un decalaj de cca. 3,2 zile pe deceniu, iar în unele zone, de exemplu la Torino, chiar mai mult, de 4,4 zile pe deceniu.^[77]

Fenomenul se observă şi la plante. În Europa, frunzele şi florilor apar în medie mai repede cu 2,4 - 3,1 zile, iar în America de Nord cu 1,2 - 2,0 zile pe deceniu.^[78] Momentul atingerii maximului anual al CO₂ în atmosferă în emisfera nordică confirmă avansul anotimpurilor, în 1990 el fiind atins cu 7 zile mai devreme ca în 1960.^[79]

[modifică] Consecinţe

Economice

Raportul UE privind consecinţele încălzirii globale asupra mediului de securitate atrage atenţia asupra faptului că topirea gheţurilor arctice ar putea face exploatabile resurse naturale ca pescuitul, sau zăcămintele de gaze naturale şi petrol care sunt momentan blocate sub platforma continentală îngheţată. Acest lucru ar putea genera divergenţe între Rusia, Statele Unite, Canada, Norvegia şi Danemarca.^[80]

Asupra agriculturii

Un timp s-a crezut că încălzirea globală are efecte benefice asupra agriculturii datorită creşterii concentraţiei de CO₂ asimilabil prin fotosinteză. Creşterea temperaturilor a permis cultivarea plantelor în locuri unde acest lucru nu era posibil, de exemplu cultivarea orzului în Islanda.^[81] Tot această încălzire poate determina deplasarea zonelor de pescuit spre nord.^[81]

Deşi în unele locuri, de exemplu în Siberia, încălzirea este favorabilă, în altele, de exemplu în Africa, ea are efecte dramatice, deoarece contribuie la extinderea deşertului Sahara peste Sahel.^[82]

Asigurări

Asigurările sunt direct afectate de modificările climatice. Se estimează că numărul catastrofelor naturale s-a triplat faţă de anii 1960, iar din acestea, 35 - 40 % se datorează încălzirii globale.^[83][84]

Transport

Drumurile, pistele de aterizare, căile ferate, conductele pot fi afectate de variaţiile de temperatură mai mari, pot avea o durată de serviciu mai mică şi pot necesita întreţinere sporită. De exemplu, topirea permafrostului poate afecta aeroporturile.^[85]

Inundaţii

Ridicarea nivelului mării duce la acutizarea problemelor inundaţiilor, în special a zonelor foarte joase, cum sunt cele din Olanda, Bangladesh şi la Veneţia. În zonele inundabile trăiesc adesea comunităţi foarte sărace, deoarece este singurul teren fertil la care au acces. Sărăcia face să nu poată plăti asigurări, ceea ce face să nu-şi poată compensa pierderile în caz de dezastre naturale.^[86]

Trecerea de nord-vest

Topirea gheţurilor arctice în perioada de vară poate deschide trecerea de nord-vest, care în 2007 s-a deschis navigaţiei în mod natural pentru prima oară în istorie.^[87] Acest lucru scurtează cu cca. 5000 de mile marine (9000 km) rutele navelor între Europa şi Asia, în special a petrolierelor care nu pot trece prin Canalul Panama.

Sănătate

Creşterea temperaturilor măreşte riscul afecţiunilor cardiovasculare^[88] şi măreşte concentraţiile de ozon troposferic, care este un poluant care poate produce astm bronşic.^[89] Organizaţia Mondială a Sănătăţii (OMS) apreciază că procesul de încălzire globală este vinovat de moartea anuală a 150 000 de persoane şi îmbolnăvirea altor 5 milioane din cauza valurilor de căldură sau a diferitelor calamităţi naturale declanşate de acest proces.^[90]

Apărare

Implicaţiile încălzirii globale din punct de vedere militar au fost examinate de Consiliul Consultativ Militar (engleză Military Advisory Board), un grup de generali în retragere ai SUA, care au relevat câteva aspecte:^[91]

• Acutizarea conflictelor în zonele afectate de dezastre provocate de schimbările climatice;
• Migrarea populaţiilor din zonele afectate de dezastre;
• Probleme privind dependenţa energetică.

[modifică] Lupta împotriva încălzirii globale

[modifică] Modele climatice, previziuni

Pentru a se putea analiza măsurile care se impun pentru combaterea încălzirii globale este nevoie de evaluarea atât a evoluţiei climei în viitorul imediat şi mai îndepărtat, cât şi a efectului măsurilor propuse. ^[92] În acest scop au fost elaborate diverse modele climatice, ^[93] cu care, folosind calculatoare puternice se obţin previziunile. Aceste modele iniţial simulau doar modificările de temperatură şi deplasările maselor de aer atmosferic şi de apă ale oceanelor, fenomene tratate cu mijloacele CFD. Ulterior modelele au fost dezvoltate, încluzând efectul de seră (inclusiv ciclul carbonului şi efectul antropic), efectul aerosolilor, al norilor, al utilizării solului, al oceanelor şi al forcingului radiativ.^[94] Aceste modele sunt acceptate de comunitatea ştiinţifică şi pot simula înclusiv variaţii climatice sezoniere, fenomenul El Niño, variaţia nivelului apei în nordul oceanului Atlantic, sau chiar evoluţia temperaturilor în întregul secol al XX-lea.

Previziunile au fost elaborate de CCSR,^[95] NIES,^[96] CCCma,^[97] CSIRO,^[98] Hadley Centre,^[99] GFDL,^[100] MPIM,^[101] şi NCAR^[102] pe baza scenariilor SRES^[103] A2 privind emisiile, în ipoteza că nu se ia nicio măsură pentru reducerea emisiilor.

Harta alăturată privind distribuţia temperaturilor a fost elaborată folosind modelul HadCM3 (Hadley Centre Coupled Model, version 3) şi presupune scenariile actuale privind creşterea economică şi a emisiilor de gaze de seră. În figură, încălzirea medie globală corespunde la cca. 3,0 °C.

Desigur, modelele prezintă încă un oarecare grad de incertitudine, datorat în cea mai mare parte modelării fenomenelor care se petrec la scară mică, cum ar fi modelarea norilor, a celulelor de furtună şi a circulaţiei de aer locale, datorită reliefului local. În plus, posibilităţile modelelor sunt limitate de capacitatea de calcul a calculatoarelor actuale. Cu toate astea, IPCC consideră modelele climatice drept instrumente pertinente pentru obţinerea previziunilor privind evoluţia climei. Aceste modele estimează că clima globală se va încălzi cu 1,1 - 6,4 °C în cursul secolului al XXI-lea.^[104] Estimările variază din cauza faptului că nu poate fi prevăzută evoluţia emisiilor de gaze care cauzează efectul de seră.

[modifică] Dezbateri social-politice

Unul dintre primele articole care au semnalat încălzirea globală a fost The Discovery of the Risk of Global Warming^[105] Tema a fost reluată pe larg în diferite cărţi ^{[106][107][108]}

În decembrie 1997 160 de ţări au participat la Kyoto la negocieri privind emisiile de gaze de seră, negocieri finalizate prin Protocolul de la Kyoto. Prin acest protocol ţările industrializate se obligă ca în perioada 2008 - 2012 să reducă emisiile poluante cu 5,2 % în comparaţie cu emisiile din 1990. La negocieri n-au participat SUA şi Australia, responsabile de cca. 30 % din emisii.^[109] Recent Australia a ratificat protocolul^[110], SUA rămânând singura ţară industrializată care nu l-a ratificat.^[110]

Actual, în scopul dezbaterii problemei încălzirii globale se organizează anual Conferinţa Naţiunilor Unite privind Schimbările Climatice, ajunsă în 2007 la cea de a 13-a ediţie. Ultimele conferinţe au avut loc la Montreal (2005),^[111] Nairobi (2006) şi Bali (2007).^[112] La ultima s-au discutat probleme ca: reducerea despăduririlor, dezvoltarea, adoptarea şi transferul de noi tehnologii, examinarea raportului IPCC, ghidul de implementare al articolului 6 al Protocolului de la Kyoto, cele mai bune practici privind folosirea solului etc.^[112]

Al Gore, fost vicepreşedinte al SUA în timpul preşedinţiei lui Bill Clinton, în cartea sa, An Inconvenient Truth (Un adevăr incomod) prezintă zece prejudecăţi care circulă cu privire la încălzirea globală:^[113]

1. „Nu există un răspuns comun al oamenilor de ştiinţă la întrebarea dacă oamenii sunt cei care cauzează schimbările climatice.”
2. „Multe lucruri pot afecta climatul - aşa că nu are niciun sens să ne facem prea multe probleme în legătură cu CO₂.”
3. „Variaţiunile climatice în timp sunt normale, aşa că schimbările pe care le observăm acum fac parte dintr-un ciclu natural.”
4. „Gaura din stratul de ozon provoacă încălzirea globală.”
5. „Nu putem face nimic în legătură cu criza mediului. Este deja prea târziu.”
6. „Straturile de gheaţă din Antarctica îşi sporesc dimensiunile, aşa că, pesemne nu este ad4evărat că încălzirea globală face gheţarii şi banchizele să se topească.”
7. „Avertismentele oamenilor de ştiinţă provin numai din faptul că oraşele reţin căldura şi nu au nimic de-a face cu gazele de seră.”
8. „Încălzirea globală este ceva bun, pentru că ne va scăpa de iernile reci şi va face ca plantele să crească mai repede.”
9. „Încălzirea globală este rezultatul prăbuşirii unui meteorit în Siberia la începutul secolului al XX-lea.”
10. „Temperaturile nu cresc peste tot, aşa că încălzirea globală este un mit.”

După această carte s-a turnat un film cu acelaşi nume, în care Al Gore prezintă materialele din carte, film care a obţinut Premiul Oscar pe 2007 pentru cel mai bun film documentar.

Alte filme pe aceeaşi temă:

• The Day After Tomorrow (2004) - prezintă un scenariu tematic catastrofal.
• Live Earth (2007) - serial TV care prezintă previziuni climatice făcute pe un suprcomputer.
• The Great Global Warming Swindle (2007) - în care este prezentată poziţia opusă IPCC a câtorva savanţi.^[114]

Alte activităţi care atrag atenţia asupra problemei:

• Concertele Live Earth.

[modifică] Măsuri

In cadrul UE se discută despre limitarea încălzirii globale, care prevede măsuri pentru limitarea încălzirii globale la 2 °C,^[115] în contrast cu adaptarea la încălzirea globală, care prevede măsuri pentru reducerea efectelor încălzirii globale.

Limitarea încălzirii globale se reduce practic la limitarea concentraţiilor de CO₂ la 400 - 500 ppm în volum. Valorile în ianuarie 2007 sunt de 383 ppm şi cresc anual cu 2 ppm. Pentru a evita foarte probabila depăşire a celor 2 °C ar trebui ca nivelele de CO₂ să fie stabilizate imediat, ceea ce nu se întrezăreşte prin prisma programelor actuale.^[116] Calea propusă este reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră prin reducerea consumurilor energetice şi utilizarea energiei din surse regenerabile.

[modifică] Economia de energie

Una dintre cele mai bune acţiuni pentru reducerea încălzirii globale este reducerea consumului de energie prin:

• Adoptarea de tehnologii moderne, care nu sunt energointensive. Acest lucru este valabil în special pentru România, a cărei industrie se bazează pe tehnologii vechi. Consumul specific de energie primară pe unitatea de venit naţional este în România de circa două ori mai mare decât media din Uniunea Europeană.^[117]
• Reducerea consumului energetic prin reducerea iluminatului artificial. Pentru popularizare, Sydney a avut iniţiativa stingerii în 29 martie 2008 a luminilor timp de o oră, iniţiativă la care au aderat încă 23 de oraşe mari din lume.^[118]
• Eficientizarea transportului prin folosirea hidrogenului drept combustibil în locul hidrocarburilor, prin folosirea biodieselului drept combustibil regenerabil şi prin înlocuirea transportului cu camioanele cu cel pe calea ferată.^[119][120]

Prin reducerea consumului de energie scade sarcina termocentralelor. Proporţional scade cantitatea ce combustibil consumată, deci emisiile de CO₂ în atmosferă. Producţia de CO₂ în România depăşeşte pe cea a Regatului Unit datorită tehnologiilor ineficiente. ^[121]

[modifică] Energiile alternative

În scopul reducerii emisiilor de CO₂ se recomandă utilizarea energiilor care nu se bazează pe tehnologia de ardere, cum sunt energia solară, energie hidraulică şi energia eoliană. Captarea energiei solare este dificilă, actual recomandările sunt ca ea să fie captată sub formă de biomasă. Energia hidraulică exploatabilă actual este limitată şi nu poate satisface cererea, însă ea joacă un rol cheie în acoperirea vârfurilor de sarcină. Energia eoliană este disponibilă doar în anumite zone, iar randamentul captării sale este scăzut.

[modifică] Biomasa

Arderea biomasei s-a practicat din cele mai vechi timpuri, oamenii folosind drept combustibil lemnul. Din punct de vedere al ciclului carbonului arderea plantelor este ecologică. Deşi prin arderea lor carbonul coţinut în ele este eliberat în atmosferă sub formă de CO₂, acest carbon provine chiar din CO₂ din atmosferă, captat în procesul de fotosinteză. Deci arderea plantelor este un proces de reciclare a carbonului, spre deosebire de arderea combustibililor fosili, care introduce în atmosferă noi cantităţi de CO₂. Totuşi arderea lemnului nu este o soluţie bună, deoarece ritmul de regenerare al copacilor este mic, regenerarea lemnului durând cca. 30 de ani. O soluţie alternativă este arderea porumbului,^[122] care în cultură se reface anual. În acest caz culturile de porumb joacă rolul unui imens captator solar, ecologic. Pentru asigurarea necesităţilor energetice este nevoie de cultivarea cu porumb destinat arderii a cca. 15 % din suprafaţa agricolă. Opţiunea este sprijinită de American Corn Growers Assocication (AGCA - română Asociaţia Cultivatorilor de Porumb Americani) şi National Corn Growers Assocication (NGCA - română Asociaţia Naţională a Cultivatorilor de Porumb). Arderea se poate face atât în termocentrale, care însă trebuie echipate cu instalaţii de ardere adaptate acestui tip de combustibil, cât şi în instalaţii de încălzire individuale^[123] care ard boabe de porumb în loc de peleţi, instalaţii care se găsesc în comerţ.^[124]

Altă cale este fermentarea porumbului în vederea producţiei de etanol, însă aceasta este considerată o cale mai puţin eficientă.^[125]

Tot drept culturi energetice pot fi considerate culturile de floarea soarelui, soia şi în special rapiţă, uleiul rezultat (biodiesel) putând înlocui relativ simplu combustibilul pentru motoarele diesel ale autovehiculelor.

[modifică] Energia nucleară

Deşi în urma accidentului de la Cernobîl energetica nucleară a intrat într-un con de umbră, recent, prin prisma reducerii emisiilor de CO₂, este reluată fezabilitatea acestei soluţii.^[126]

[modifică] Concluzii

• Încălzirea globală este, conform observaţiilor, un fapt incontestabil.
• Comunitatea ştiinţifică admite că principala cauză a încălzirii globale este creşterea concentraţiei de CO₂ din atmosferă ca rezultat al activitatăţii umane.
• Efectele încălzirii globale degradează calitatea vieţii pe Pământ.
• Omenirea poate şi trebuie să ia măsuri pentru oprirea contribuţiei sale la încălzirea globală.

Pământul, aşa cum vrem să-l păstrăm

		<