KlimatDlaZiemi.pl - Człowiek i Ziemia - nasz wpływ na środowisko / Ziemia i Atmosfera - scena dramatu
Klimat Dla ZiemiiSzkoła z klimatem

Ziemia i atmosfera

Ludzie mają tendencję do myślenia, że ta rzeczywistość, która akurat ich otacza, jest jedyną możliwą i będzie istnieć zawsze. Uważają, że coś tak olbrzymiego, jak Ziemia, nie może się zmieniać w skali mniejszej niż miliardy lat.

To bardzo niebezpieczna pułapka. Ziemia to bardzo szczególne miejsce w Kosmosie, rządzone przez wiele sił, które nie do końca rozumiemy. Wielokrotnie w swojej historii Ziemia wyglądała zupełnie inaczej, niż tu i teraz. Począwszy od nie tak dawnych epok lodowcowych, kiedy lodowce schodziły poniżej 50tego równoleżnika, przez okresy w których atmosfera Ziemi była trującą chmurą siarkowodoru, aż po Ziemię-śnieżkę kilkaset milionów lat temu, kiedy całą planetę, od bieguna po równik pokrywała wielokilometrowej grubości lodowa skorupa. Aby uświadomić sobie wyjątkowość Ziemi, wystarczy spojrzeć na jej najbliższych planetarnych sąsiadów

  • Wenus - bliźniaczkę Ziemi otoczoną gęstą, o ciśnieniu 100kg/cm2 atmosferą, której powierzchnię efekt cieplarniany rozgrzewa do 460°C
  • Marsa - suchą, lodowatą planetę ze stukrotnie rzadszą od ziemskiej atmosferą

Aby zrozumieć zmiany klimatyczne i ich potencjalne konsekwencje, konieczne jest spojrzenie na Ziemię właśnie w skali planetarnej. Trzeba też sobie uświadomić, że wywołane przez człowieka zmiany w atmosferze Ziemi powodują, że w ciągu dziesięcioleci klimat Ziemi będzie się zmieniał w stopniu, jaki dotychczas był charakterystyczny dla okresów dziesiątek, a nawet setek milionów lat!

Ziemia wydaje nam się tak olbrzymia. Atmosfera taka pojemna. Słońce tak wielkie i tak daleko...

Aby otworzyć swój umysł i spojrzeć na Ziemię w skali umożliwiającej zrozumienie zachodzących zjawisk, wykonajmy eksperyment myślowy – zmniejszmy Układ Słoneczny 100 milionów razy.

Ziemia będzie grejpfrutem o średnicy 12,7 cm. Wokół grejpfruta, w odległości 3,6m będzie krążyć orzech o średnicy 3,4 cm – to Księżyc. Słońce będzie zaś balonem o średnicy 14 metrów, znajdującym się w odległości 1,5 km.

Najdalsza planeta Układu Słonecznego – Neptun – w tej skali znajduje się w odległości 60 km.

 

Gotowi?

Oto Ziemia. Nasz Dom.






To zdjęcie zostało wykonane przez sondę Voyager, już spoza orbity Neptuna, ostatniej znanej planety Układu Słonecznego. Jasny, wskazany strzałką, punkcik to Ziemia – nasza planeta. Na tej małej błękitnej kropce dzieje się wszystko to, wokół czego kręci się nasze życie: wielka polityka, wojny, ekonomia, nasza praca, czas wolny, nasze uczucia, nasi przyjaciele i rodziny...
To wszystko koncentruje się na tym jednym punkciku...

Kiedy czyta się wspomnienia astronautów, opisujących Ziemię widzianą z kosmosu, praktycznie we wszystkich wypowiedziach uderza zmiana perspektywy postrzegania, jaka dokonała się u tych ludzi. Widziana z kosmosu Ziemia jest mała i delikatna, nie widać na niej granic między państwami, a widziana z góry atmosfera jest niesamowicie cienka i wrażliwa. Z tej perspektywy Ziemia jawi się jako cenny, delikatny i wrażliwy skarb, którym trzeba się troskliwie opiekować.

Wrażenie to potęguje świadomość astronautów, że ta niebieska kula jest unikalnym miejscem w Układzie Słonecznym. I wiedza, że to wcale nie jest niezmienne i dane nam raz na zawsze. Że istnieje nawet możliwość, iż Ziemia może zmienić się w planetę – zabójcę, jak to już miało miejsce wiele razy w przeszłości podczas wielkich wymierań... I że jesteśmy w stanie swoimi działaniami przemienić oblicze naszej planety.
„Ziemia była mała, jasnoniebieska i tak uderzająco samotna – nasz dom, który musimy chronić jak najświętszą relikwię.” Aleksiej Leonow, ZSRR

 

„Podczas ośmiu dni spędzonych w kosmosie uświadomiłem sobie, że ludzkość potrzebuje spojrzeć na Ziemię z oddali, aby lepiej ją poznać i zobaczyć to, czego nie widać z bliska. Nie tylko aby zachwycać się jej pięknem, ale aby upewnić się, że jej nie skrzywdzimy.” Pham Tuan, Wietnam

 

„Już zanim poleciałem w kosmos byłem świadomy, jak mała i delikatna jest nasza planeta. Jednak dopiero, kiedy ją ujrzałem z orbity, jak jest w swoim niezmierzonym pięknie i jak delikatna, zrozumiałem, że najpilniejszym zadaniem ludzkości jest ją chronić i zachować dla przyszłych pokoleń.” Siegmund Jähn, Niemcy

 

„Teraz już wiem, czemu znalazłem się na orbicie Księżyca. Nie po to, aby spojrzeć na niego z bliska. Ale po to, aby spojrzeć z daleka na nasz dom – Ziemię. Alfred Worden

Wróćmy teraz do naszej Ziemi, którą myślowo zmniejszyliśmy do rozmiarów grejpfruta o średnicy 12,7 cm. W warstwie o grubości 10 km znajduje się blisko ¾ masy atmosfery. W tej skali atmosfera Ziemi ma grubość papieru, w który owinęlibyśmy grejpfrut (~100 µm).

 


www.nasa.gov

Atmosfera, w skali planety jest bardzo cienka. To właśnie na atmosferze i zjawiskach w niej zachodzących skupimy się podczas omawiania zmian klimatycznych.

A gazy cieplarniane?


Gazy odpowiedzialne za ocieplanie się klimatu to przede wszystkim: - Dwutlenek węgla (CO2)
- Metan (CH4)
- Tlenek azotu (N2O)
- Freony (CFC)
W sumie ich zawartość w atmosferze to obecnie około 0,035%. W naszej skali 1:100 mln grubość tej warstwy wynosiłaby 35 nm – to mniej, niż 1/10 długości fali światła widzialnego!

Bez żadnego przeskalowania, gdyby w atmosferze były jedynie te gazy, ich warstwa miałaby raptem 3,5 metra grubości. Aby podwoić ilość CO2 w atmosferze względem poziomu sprzed epoki przemysłowej (0,028%), wystarczyłoby w tym celu na powierzchni planety spalić warstwę węgla grubości zalednie 0,6 mm! Patrząc na Ziemię, w ten sposób, uświadamiamy sobie, że swoimi działaniami na skalę przemysłową, tysiącami kopalń i elektrowni na paliwa kopalne, blisko miliardem samochodów i ponad miliardem sztuk bydła jesteśmy w stanie zmieniać skład atmosfery, a co za tym idzie, jej właściwości.



 

http://en.wikipedia.org

 

A co z parą wodną? To gaz, którego zawartość w atmosferze, w zależności od temperatury, może sięgać nawet kilku procent (rysunek), a którego wkład w efekt cieplarniany jest bezdyskusyjnie największy?

http://en.wikipedia.org

 

Pary wodnej nie wlicza się go do gazów powodujących zmiany klimatyczne z dwóch przyczyn:
  1. Para wodna w atmosferze jest skutkiem działania innych gazów cieplarnianych, a nie przyczyną. Krótko mówiąc, jakiekolwiek sztuczne zmiany koncentracji pary wodnej w atmosferze są bardzo krótkotrwałe. Para wodna, w odróżnieniu od innych gazów cieplarnianych, bierze udział w dynamicznym cyklu wodnym. Jej ilość w atmosferze może w przeciągu dni w wyniku parowania wzrosnąć o kilka procent, ale też w wyniku opadów w przeciągu godzin spaść praktycznie do zera. Pozostałe gazy cieplarniane nie podlegają takim zjawiskom i mogą istnieć w atmosferze dziesiątki, a nawet tysiące lat.
  2. Zwiększenie się ilości pary wodnej w atmosferze powoduje powstawanie chmur, które z kolei jak lustro odbijają światło Słońca, co obniża temperaturę Ziemi. Oba efekty – ocieplanie przez parę wodną i ochładzanie w wyniku powstawania chmur w dobrym przybliżeniu znoszą się wzajemnie
    Należy jednak podkreślić, że zwiększenie koncentracji w atmosferze innych gazów cieplarnianych spowoduje podniesienie się temperatury, zwiększenie parowania oraz (zgodnie z wykresem) wzrost zawartości pary wodnej w atmosferze. Dodatkowa para wodna w atmosferze to dodatkowy wzmacniacz efektu cieplarnianego. Tak więc emitując do atmosfery dwutlenek węgla, nie tylko zwiększenie efektu cieplarnianego od tego gazu, ale również od pary wodnej. Jest to przykład tak zwanego dodatniego sprzężenia zwrotnego.