Visuotinis atšilimas

Visuotinis atšilimas, pasaulinis atšilimas arba globalinis atšilimas – per paskutinius dešimtmečius fiksuojamas Žemės atmosferos prie paviršiaus ir vandenynų vidutinės temperatūros didėjimas. Per XX amžių vidutinė pasaulinė temperatūra pakilo 0,74 ± 0,18 °C.

Nors milijonų metų laikotarpyje planetos temperatūra kito nuolat, pastarasis atšilimas laikomas pernelyg staigiu ir siejamas su žmogaus veiklos paskatintu šiltnamio efektu. Šiltnamio dujos, šildančios Žemės paviršių bei apatinius atmosferos sluoksnius, išskiriamos deginant naudingąsias iškasenas; žemės ūkio, ypač gyvulininkystės, veiklose. Šią IPCC išvadą palaiko mažiausiai 30 akademijų ir kitų mokslo bendrijų, įskaitant daugumos didžiųjų industrinių valstybių mokslo akademijas. Nors mažuma mokslininkų išreiškia abejones, absoliuti dauguma sutaria, jog temperatūra kyla dėl žmogaus veiklos.

Nors ir mažiau, temperatūros kilimą taip pat lemia ir saulės temperatūros kitimas bei ugnikalniai. Remiantis Tarpvyriausybinės klimato kaitos komisijos (IPCC) ataskaitoje pateiktais modeliais, vidutinė pasaulinė temperatūra per XXI amžių pakils 1,1–6,4 °C. Ši prognozė yra apytikslė, kadangi yra sudėtinga numatyti ateities šiltnamio dujų emisijas bei kitus veiksnius. Dauguma tyrimų koncentruojami į dabartinio šimtmečio laikotarpį, tačiau prognozuojama, kad net stabilizavus šiltnamio dujų lygį dėl didelės vandenynų šiluminės talpos atšilimas ir jūros lygio kilimas tęsis daugiau nei tūkstantį metų.

Tačiau pagal 2008 m. pristatytus tyrimų rezultatus, CO2 koncentracijos atmosferoje padidėja po temperatūros pakilimo, o ne atvirkščiai, kaip buvo manoma iki tol, tad susidaro du vienas kitą sustiprinantys efektai – CO2 gausėjimas dėl aukštesnės temperatūros bei temperatūros kilimas dėl CO2 gausėjimo. Tokie rezultatai reiškia, kad ikišioliniai klimato modeliai yra pernelyg optimistiški.

Pasaulinės temperatūros didėjimas sukels tolimesnius pokyčius: kylantį jūros lygį, atitinkamai padidėjusį arba sumažėjusį auginamų kultūrų derlių, ledynų tirpimą, susilpnėjusias upių sroves, rūšių išnykimą ir ligų pernešėjų pagausėjimą. Turbūt kis kritulių kiekis bei pasiskirstymas, dėl to kils potvyniai ir sausros. Taip pat galimi dažnesni bei intensyvesni orų kraštutinumai – karščio bangos, uraganai ir tornadai, nors šie reiškiniai nebūtinai tiesiogiai susiję su visuotiniu atšilimu.

Dėl veiksnių gausos sunku numatyti konkretų atšilimo poveikį bei vietinių pokyčių mastą. Siekdamos sumažinti šiltnamio dujų emisiją, dauguma pasaulio vyriausybių ratifikavo Kioto protokolą, tačiau dėl to, kaip reikėtų sumažinti ateities atšilimą arba prisitaikyti prie atšilimo pasekmių, tebėra diskutuojama. Šio protokolo nėra ratifikavusios JAV, Australija bei Kazachstanas.

Terminologija 
Terminas pasaulinis (visuotinis) atšilimas apibūdina specifinę klimato kaitą, kuri siejama su žmogaus veiklos lemiamais paskutiniųjų dešimtmečių klimato pokyčiais. Taip pat vartojama sąvoka antropogeninė klimato kaita. Su žmogaus veikla nesusijusiems klimato pokyčiams pavadinti Jungtinių Tautų pagrindų konvencijoje dėl klimato kaitos (JTPKKK) vartojama sąvoka klimato variacija.

Atšilimo istorija 

Remiantis užrašytais temperatūrų matavimais, 1860–1900 m. vidutinė temperatūra (ir sausumoje, ir vandenynuose) pakilo 0,75 °C. Nuo 1979 m. sausumos temperatūros padidėjo dvigubai labiau nei vandenynuose (0,25 °C/dešimtmečiui ir 0,13 °C/dešimtmečiui atitinkamai). Ilgesnio laikotarpio temperatūrų įvertinimui naudojami pagalbiniai metodai (dendrochronologija, ledo šerdžių tyrimai), kurių pagalba sudaromos gana tikslios temperatūros kitimo diagramos laikotarpiui iki dviejų tūkstančių metų. Pagal jas iki 1850 m. pasaulio klimatas buvo santykinai stabilus, neskaitant Viduramžių šiltojo periodo (800–1300 m. šiaurės Atlanto regionuose) bei po jo ėjusio Mažojo ledynmečio šiauriniame pusrutulyje (pabaiga XIX a. vid.).

Pagal NASA mokslinių tyrimų instituto GISS duomenis, 2005-ieji buvo šilčiausi metai nuo apytiksliai 1860 m., kai pradėti naudoti patikimi temperatūros matavimo prietaisai, keliomis šimtosiomis viršijant ankstesnį 1998 m. „rekordą“; kitų organizacijų apskaičiavimais 2005-uosius pagal šiltumą 1998-ieji visgi lenkė. Mokslininkai aiškinasi, kodėl palydovų užregistruotų temperatūrų duomenys ne visiškai sutampa su sausumoje atliktais matavimais.

Remiantis turimais duomenis, paskutiniųjų 50 metų klimato atšilimą gana lengva susieti su konkrečiomis priežastimis, o labiausiai – su pagausėjusiu šiltnamio dujų kiekiu atmosferoje.

Priežastys 

Klimatas kinta tiek dėl natūralių vidinių klimato sistemos procesų, tiek dėl išorinių natūralių arba antropogeninių veiksnių poveikio. Šie išoriniai veiksniai yra Saulės aktyvumas, ugnikalnių išsiveržimai, Žemės orbitos kitimas ir šiltnamio dujos. Mokslininkai teigia, kad dabartinį klimato atšilimą iš esmės lėmė šiltnamio dujų pagausėjimas, tačiau tebevyksta tyrimai siekiant įtikinamesnio pagrindimo.

Nei vienas iš išvardytų išorinių veiksnių nesukelia greito ir tiesioginio poveikio planetos klimatui – tiek dėl planetos vandenynų šiluminės inercijos, tiek dėl kitų netiesioginių pasekmių galutiniai klimato pokyčiai uždelsia. Pvz., netgi stabilizavus šiltnamio dujų koncentraciją atmosferoje iki 2000 m. lygmens, klimatas vis tiek atšiltų apie pusę laipsnio.

Šiltnamio dujos 

Pirmasis šiltnamio efektą 1824 m. atrado Žozefas Furjė (Joseph Fourier), 1896 m. smulkiau išanalizavo Svantė Arenijus (Svante Arrhenius). Šiltnamio efektas – tai procesas, kurio metu atmosferos dujos (vadinamosios šiltnamio dujos) sugeria infraraudonąjį spinduliavimą, o tai sukelia atmosferos bei planetos paviršiaus įšilimą. Be natūralaus šiltnamio efekto Žemės temperatūra būtų žemesnė apie 30 °C ir nebūtų gyvybei tinkamų sąlygų. Todėl tam tikro lygio šiltnamio efektas yra reikalingas, svarbiausia, kaip jis kinta veikiamas šiltnamio dujų kiekio kitimo.

Pagrindinės šiltnamio dujos yra vandens garai, anglies dvideginis, metanas ir ozonas. Šiltnamio dujos yra pralaidžios trumposioms elektromagnetinėms bangoms – pagrindiniam Žemės šilumos šaltiniui, tačiau sugeria Žemės šiluminį spinduliavimą (infraraudonuosius spindulius), tokiu būdu kinta spinduliuotės balansas ir Žemės temperatūra didėja.

Vienas iš pavyzdžių yra šiltnamio dujų gausėjimo poveikis ledynų albedui (elektromagnetinių bangų atspindėjimo rodikliui). Didėjantis CO2 kiekis atmosferoje šildo Žemės paviršių ir skatina ašigalių ledynų tirpimą. Tirpstant ledui, jo vietą užima sausumos arba vandens plotai, kurių atspindėjimo rodikliai yra vidutiniškai mažesni nei ledo, todėl planetos paviršius sugeria daugiau saulės spinduliavimo. Tai savo ruožtu skatina tolesnį atmosferos šilimą, kas skatina tolesnį ledo tirpimą, ir taip ciklas tariamai kartotųsi iki kol ištirptų visas ledas (teigiamas grįžtamasis ryšys).

Naudojamas klimato jautrumo dydis, kuris nusako klimato „reakciją“ į išorinius veiksnius. Jis paprastai išreiškiamas kaip prognozuojamas temperatūros pokytis, CO2 atmosferoje padidėjus dvigubai. Dabartinėje literatūroje šis dydis nurodomas 1,5–4,5 °C intervale.

Pagrindinės natūralios šiltnamio dujos yra vandens garai, atsakingi už 36–70 % šiltnamio efekto Žemėje (neskaitant debesų), anglies dioksidas – 9–26 %, metanas – 4–9 %, ozonas 3–7 %.

Anglies dioksido ir metano koncentracijos atmosferoje nuo 1750 m. padidėjo atitinkamai 31 % ir 149 %. Tai yra ypač staigus padidėjimas lyginant su paskutiniųjų 650000 metų duomenimis (sudarytais pagal ledo šerdis). Yra geologiniais tyrimais besiremiančių prielaidų, kad tokios CO2 koncentracijos paskutinį kartą Žemėje buvo prieš 20 milijonų metų. Apie tris ketvirtadalius antropogeninių (žmonių veiklos) anglies dioksido emisijų per pastaruosius 20 metų susiję su fosilinio kuro (gamtinių dujų, anglies) deginimu. Likusi emisijų dalis siejama su žemės plotų panaudojimo pokyčiais, ypač miškų naikinimu.

Prognozuojama, kad ateityje anglies dioksido koncentracija atmosferoje toliau didės dėl fosilinio kuro deginimo. IPCC specialioje ataskaitoje pateikiama iki 2100 m. pasieksima koncentracija – 541–970 dalys milijonui dalių (ppm).
2007 m. vidutinė koncentracija buvo beveik 383 ppm., 2008 m. – apie 385 ppm.
Didėjimo greitis priklausys nuo šiuo metu sunkiai prognozuojamos ekonominės, sociologinės, technologijų ir kitokios raidos, tačiau neabejotinai galėtų būti mažinamas ribojant fosilinio kuro prieinamumą.

Kitas su šiltnamio dujomis susijęs nepageidaujamas veiksnys – miškų bei vandenynų ekosistemos, veikiančios kaip anglį sulaikančios „saugyklos“, nyksta dėl taršos. Dėl šios priežasties sulaikoma mažiau anglies ir atitinkamai atmosferoje kaupiasi daugiau CO2.

IPCC klimato modeliuose nėra įtraukta galimo Sibiro durpynų amžinojo įšalo atitirpimo pasekmės: dėl klimato atšilimui atitirpus šiam sluoksniui, į atmosferą išsiskirtų iki 70 tūkst. tonų metano.

Saulės aktyvumo kitimas 

IPCC trečiojoje klimato pokyčio įvertinimo ataskaitoje buvo nurodyta, kad Saulės bei ugnikalnių įtaka temperatūrų svyravimui iki 1950 m. buvo apie 50 %, nors nuo to laiko šių natūralių veiksnių įtaka lyginant su antropogeniniais faktoriais laikoma nežymia. Be to, nėra įrodymų, kad saulės aktyvumas būtų smarkiai padidėjęs nuo XX a. 8-ojo dešimtmečio vidurio. Tačiau šiuo metu nėra vieningos nuomonės, kokiu mastu saulės aktyvumas lemia atšilimą, vieni autoriai teigia 16 %, kiti 36 %, treti daro prielaidas, kad saulės aktyvumo įtaką sustiprina papildomi veiksniai, pvz., debesys, todėl galbūt saulės įtaka yra nuvertinama, ir šiltnamio efekto sukeltas atšilimas gali būti didesnis nei prognozuojama.

Istoriniu požiūriu saulės aktyvumas šiuo metu yra didelis, daromos prielaidos, kad aukščiausias per kelis tūkstančius metų. Remiantis tomis pačiomis analizėmis, yra 92 % tikimybė, kad saulės aktyvumas sumažės per ateinančius 50 metų.

Esamos ir prognozuojamos atšilimo pasekmės 

Kai kurie pokyčiai, bent dalimi susieti su pasauliniu atšilimu, žmogaus gyvenime bei natūralioje aplinkoje jau yra pastebimi. Tai kalnų ledynų tirpimas, ledo šelfų irimas (pvz., Larseno ledo šelfo dalinė disintegracija 1995–2002 m.), jūros lygio kilimas, kritulių kiekio ir pasiskirstymo pokyčiai, uraganų bei kitų kraštutinių orų padažnėjimas. Kadangi atšilimas nulemia bendras tendencijas, intensyvumą, dažnumą, yra sunku arba neįmanoma atšilimą priskirti kaip priežastį konkretiems reiškiniams (pvz., 2005 m. uraganui Katrina).

Prognozuojamos visuotinio atšilimo pasekmės yra jūros lygio pakilimas 11–77 cm iki 2100 m., didelis neigiamas poveikis pasaulio žemės ūkiui, galimas termohalinės cirkuliacijos sulėtėjimas, ozono sluoksnio praretėjimas, uraganų ir kitų kraštutinių orų smarkėjimas bei padažnėjimas, vandenynų rūgštingumo padidėjimas, ligų (tokių kaip maliarija) ir epidemijų padaugėjimas, masinis biologinių rūšių nykimas. Vienas tyrimas prognozuoja, kad jei klimatas pakis kaip prognozuojama modeliuose, 18–35 % tyrime tirtų 1103 gyvūnų ir augalų rūšių išnyks iki 2050 m.

Pasaulio Meteorologinė Organizacija   bei JAV Aplinkos apsaugos agentūra   prognozuoja dažnesnes su meteorologiniais reiškiniais susijusias katastrofas, įtakotas drastiškų orų pokyčių bei didelio gyventojų tankumo.

Šių pasekmių tikimybę ir apimtis sudėtinga prognozuoti tiksliai, dėl veiksnių gausos ir negalėjimo tiksliai apibrėžti tokių veiksnių kaip ekonomikos, technologijų, socialinės raidos požymių, todėl išvardintos pasekmės turėtų būti interpretuojamos kaip tikimybė, o ne teigimas, kaip bus.

Pasekmių prevencijos ir mažinimo galimybės 
Siūlomi, kai kurie jau ir taikomi būdai sumažinti klimato atšilimo pasekmes yra šie: efektyvesnių technologijų vystymas; anglies emisijų ribojimas; anglies mokesčiai; atsinaujinančios energijos naudojimas (biokuro, vėjo, saulės energijos); atominės energijos naudojimas; elektrinių arba hibridinių automobilių naudojimas; „kuro ląstelės“, energijos taupymas (naudojimo efektyvumo didinimas); natūralių anglies dioksido „saugyklų“ gerinimas; anglies dujų surinkimas ir saugojimas; tikslinga sulfatinių aerozolių, atliekančių vėsinimo funkciją, gamyba; žmonių populiacijos kontrolė; nanotechnologijos taikymas; aplinkosauginis vegetarizmas.

Individualiame lygmenyje, daug aplinkos organizacijų skatina žmones prisidėti asmeniškai, dažniausiai siekiant sumažinti anglies dvideginio emisijas bei modifikuoti vartojimo įpročius.

Kioto protokolas 

Kioto protokolas yra šiuo metu svarbiausia kovos su klimato atšilimu tarptautinė sutartis, teisiškai galiojanti nuo 2005 m. vasario 15 d. ir 2006 m. gruodžio duomenimis ratifikuota virš 160 šalių ar vyriausybinių vienetų. Kioto protokolas yra JTO pagrindų konvencijos dėl klimato kaitos redakcija. Pasirašiusios šalys įsipareigojo arba iki 2012 m pab. sumažinti CO2 ir kitų penkių šiltnamio dujų emisijas tam tikru diferenciuotu procentu, arba dalyvauti emisijų leidimų prekyboje, jei emisijos nesumažėja/padidėja. Europos Sąjunga įsipareigojusi sumažinti emisijas 8 %, lyginant su 1990 m. emisijomis. Lietuva Kioto protokolą pasirašė 2002 m. Besivystančios šalys, kurios dėl technologinių ir ekonominių priežasčių nebūtų pajėgios vykdyti šios sutarties, nėra įpareigotos pasiekti šių standartų, įskaitant ir Kiniją bei Indiją, kurias CO2 emisijų kiekiais lenkia tik JAV (Tarptautinė Energijos Agentūra prognozuoja, kad Kinija iki 2010 m. viršys JAV emisijas, o Nyderlandų Aplinkos Įvertinimo Agentūra 2007 m. birželio mėn. paskelbė, kad preliminariais apskaičiavimais Kinija pirmauja pagal 2006 m. emisijų kiekį). Tačiau pastarosios šalys dalyvauja derybose, susijusiose su emisijų ribojimo planais, įsigaliosiančiais 2012 m. pasibaigus Kioto protokolui. Šiuo metu Kioto protokolas taikomas apie 55 % visų pasaulio antropogeninių šiltnamio dujų emisijų.

2007 m. IPCC gegužės mėn. išleistoje ataskaitoje teigiama, kad imantis priemonių, pasaulio temperatūrą galima stabilizuoti ties verte, 2,8 °C aukštesne nei buvo prieš pramonės atsiradimą. Tam pasiekti, iki 2050 m. būtina sumažinti anglies dioksido emisijas 60 %, lyginant su 2000 m. Tokiu atveju, pasaulio BVP kasmet mažėtų apie 0,12 %, kas daugumos ekonomistų įvertinama kaip nekenksminga, nors net toks atšilimo lygis įtakotų vandens trūkumus šimtams milijonų žmonių, milijonų žmonių riziką susijusią su potvyniais, bei privestų apie 30 % biologinių rūšių prie išnykimo ribos. Tačiau nesiimant priemonių, mirčių atvejų bus dar daugiau.

Ekonominės pasekmės 
2006 m. spalio mėn. Pasaulio Banko atstovo Nicholas Stern išleistoje Šterno apžvalgos ataskaitoje teigiama, kad nesiimant griežtų priemonių, klimato atšilimas sumažintų ekonominį augimą penktadaliu. Pasak N.Šterno, norint to išvengti, į atšilimo pasekmių mažinimą būtina investuoti bent vieną procentą pasaulio BVP, kitu atveju pasaulyje galimas beprecedentinis rinkos nepakankamumo atvejis. Ekonomistai šią ataskaitą kritikuoja kaip pagrįstą netiksliais skaičiavimais ir reikalaujančią neįmanomų šiltnamio dujų sumažinimo apimčių. 2008 m. N.Stern teigė, kad emisijų didėjimo apimtys yra didesnės nei buvo įvertinta 2006 m. išleistoje ataskaitoje, todėl į CO2 stabilizavimą (nuo dabartinės 430ppm iki ne daugiau nei 500ppm koncentracijos) būtina investuoti jau ne 1 %, o 2 % pasaulio BVP.

Šiuo metu atšilimo prognozės ypač veikia draudimo rinką, didėjant su klimatu susijusiems rizikos veiksniams (stiprėjančios, dažnėjančios audros, potvyniai, ir pan.).

IPCC duomenimis, šiltnamio dujų koncentracijos atmosferoje stabilizavimas iki 2030 m. kainuotų nuo 0,2 % iki 3,0 % pasaulinio BVP (tai reikštų kasmetinį 0,12 % pasaulio ekonominio augimo sumažėjimą). To pasiekti reikia pritaikyti alternatyvias technologijas, naudojančias mažiau anglies (pirmiausiai transporto, statybos, žemės ūkio bei miškininkystės srityse). Šiuo metu daugelis tokių technologijų yra žinomos, tačiau mažai naudojamos.

Klimato modeliai 

Visuotinio atšilimo tyrinėjimui taikomi įvairūs kompiuteriniai klimato modeliai, kurie bendrai parodo, kad šiltnamio dujų gausėjimo atmosferoje pasekmė yra šiltesnis ateities klimatas. Tačiau skirtingų modelių prognozuojami atšilimo mastai labai skiriasi net naudojant tas pačias fosilinio kuro naudojimo bei CO2 emisijų prielaidas, tiek dėl skirtingai įvertinamų kitų veiksnių, tiek dėl to, kad klimato jautrumas (temperatūros pokytis padvigubinus CO2 kiekį) šiuo metu apibrėžiamas gan plačiu intervalu.

Įvertinant šiuos neapibrėžtumus, IPCC prognozuojamas atšilimas 1990–2100 m. laikotarpyje yra 1,1 °C – 6,4 °C.

Klimato modeliai taip pat naudojami susieti pastebimus pokyčius su juos sukeliančiais veiksniais.

Dauguma ateities klimatui numatyti skirtų modelių remiasi tam tikrais šiltnamio dujų emisijų scenarijais, dažnai iš IPCC SRES ataskaitos (Special Report on Emissions Scenarios), rečiau naudojami ir anglies ciklo modeliai.

Didžiausia prognozių neapibrėžtumų šiuolaikiniuose modeliuose priežastis yra tiksliai neįvertintas debesų vaidmuo, šiuo metu stengiamasi šią problemą išspręsti. Taip pat nėra prieita vieningos nuomonės, ar nenuvertinamas galbūt svarbų, nors ir netiesioginį poveikį turintis saulės aktyvumas.

Kitos su atšilimu susijusios ar siejamos problemos

Vandenynų rūgštingumo didėjimas 
Didėjant atmosferinio CO2 kiekiui, didėja ir jo tirpimas vandenynuose. Ištirpęs anglies dioksidas reaguoja su vandeniu, susiformuojant anglies rūgščiai, kas skatina rūgštingumo didėjimą, tuo tarpu dauguma vandenyno biosistemų yra prisitaikiusios prie sąlyginai mažo pH intervalo.

Ozono sluoksnio retėjimas 
Nors žiniasklaidoje klimato atšilimas ir ozono sluoksnio nykimas dažnai susiejami, ryšys nėra labai stiprus. Manoma, kad CO2 poveikis stratosferai bus atvirkščias, t. y. ši atmosferos dalis atvės (šioks toks atvėsimas jau yra pastebimas), tokiu būdu mažėjant ozono ir didėjant ozono skylėms. Sumažėjęs ozono sluoksnis praleidžia daugiau saulės spinduliavimo, taip skatinant troposferos įšilimą, o stratosferos atšalimą. Atšalusi stratosfera savo ruožtu skleidžia mažesnį ilgųjų bangų spinduliavimą į troposferą, todėl bendroje visumoje pasiekiamas vėsimo efektas.

Taip pat skaitykite 
 Klimato kaita
 Šiltnamio dujos
 Šiltnamio efektas
 Visuotinis atšalimas

Šaltiniai

Nuorodos 
 IPCC tinklalapis
 Europa baigia tartis dėl klimato kaitos priemonių paketo 
 Pasaulinio atšilimo naujienos JAV Aplinkos apsaugos agentūros EPA svetainėje 
 IPCC adaptuota klimato pokyčio ataskaita (2007 m.)
 IPCC ataskaitos (2007 m.) palyginimas su pradine mokslininkų pateikta versija 
 Atšilimo pasekmių bei adaptacijos įvertinimas (IPCC 2001) 
 IPCC ataskaita apie klimato pokyčių mažinimo priemones (2007 m.)
 Pasaulinio atšilimo vaizdinės informacijos svetainė 
 newscientist.com: Gyvenimas šiltesniame pasaulyje anglų k., straipsnis apie prognozuojamas 4 °C atšilimo pasekmes žmonijai ir planetai
 Solar activity graph over the last 400 years