1.1 > Diferite componente ale sistemului climatic reacționează la perturbații cu viteze diferite. Oceanul profund, de exemplu, este o cauză importantă a reacției lente a climei. Zona colorată de pe scara de sus reprezintă durata scurtă de timp a unei vieți umane.

Inerția climei

Așa cum am învățat cu toții la școală, oceanele lumii sunt unul dintre cele mai importante elemente ale sistemului climatic global. Dar ce înseamnă de fapt „climat”? Diferența dintre vreme și climă poate fi exprimată într-o singură propoziție: „Clima este ceea ce te aștepți; vremea este ceea ce primești.” Acest lucru dezvăluie o diferență fundamentală între vreme și climă. Cercetarea meteorologică se ocupă de formarea, mișcarea și predicția elementelor individuale ale vremii, cum ar fi un anumit sistem de presiune joasă sau un uragan. Cercetarea climatică, pe de altă parte, se ocupă de totalitatea mai cuprinzătoare a sistemelor de joasă presiune și a uraganelor și este dedicată abordării unor întrebări cum ar fi: câte furtuni sau uragane de latitudini medii vor avea loc anul viitor sau dacă acestea vor deveni mai frecvente sau mai intense în anii următori ca urmare a încălzirii globale. Așadar, termenul „vreme” se referă la evenimentele pe termen scurt din atmosferă, în timp ce „climă” se referă la perioade de timp mai lungi. Pentru descrierea climei, ca regulă, se folosește în general un interval de timp de 30 de ani drept cadru de referință. Oamenii percep schimbările climatice în principal ca fiind modificări ale variabilelor atmosferice, de exemplu, variații ale temperaturii sau ale precipitațiilor. În principiu, datorită dinamicii sale haotice, atmosfera însăși poate genera multe schimbări climatice naturale. Un exemplu în acest sens este oscilația nord-atlantică (NAO), care influențează în mod semnificativ clima în unele părți ale Europei și Americii de Nord. Este un fel de fluctuație de presiune între depresiunea Islandei și înălțimea Azorelor, care determină intensitatea vânturilor de vest din timpul iernii în Atlanticul de Nord. Dacă acestea sunt puternice, rezultatul este o vreme blândă și ploioasă în Europa de Vest; dacă sunt slabe, vremea este uscată și rece. Aceste tipuri de oscilații naturale fac dificilă recunoașterea schimbărilor climatice antropogene datorate unui efect de seră sporit.
Atmosfera nu este un sistem izolat. Ea interacționează cu alte componente ale sistemului Pământului – oceanele, de exemplu. Dar ea este, de asemenea, în contact cu criosfera (gheață și zăpadă), biosfera (animale și plante), pedosfera (sol) și litosfera (roci). Toate aceste elemente alcătuiesc împreună sistemul climatic, ale cărui componente și procese individuale sunt conectate și se influențează reciproc în diverse moduri. 1.2 > Sistemul climatic, subsistemele sale și procesele și interacțiunile relevante.

Atmosfera nu este un sistem izolat. Ea interacționează cu alte componente ale sistemului Pământului – oceanele, de exemplu. Dar ea este, de asemenea, în contact cu criosfera (gheață și zăpadă), biosfera (animale și plante), pedosfera (sol) și litosfera (roci). Toate aceste elemente alcătuiesc împreună sistemul climatic, ale cărui componente și procese individuale sunt conectate și se influențează reciproc în diverse moduri.

Informații suplimentareDificultatea detectării schimbărilor climatice antropice

Toate aceste componente reacționează la schimbări în ritmuri diferite. Atmosfera se adaptează la condițiile de la suprafața Pământului, cum ar fi temperatura oceanelor sau acoperirea cu gheață, în câteva ore sau zile. În plus, vremea este variabilă și poate fi prezisă doar cu câteva zile înainte. De fapt, s-a demonstrat că limita teoretică a predictibilității vremii este de aproximativ 14 zile. Curenții din adâncurile mării au însă nevoie de câteva secole pentru a reacționa pe deplin la schimbarea condițiilor limită, cum ar fi variațiile oscilației nord-atlantice, care provoacă schimbări de temperatură și precipitații la suprafața mării și, prin urmare, determină mișcări la adâncimi mai mari. O mare masă de gheață continentală, cum ar fi stratul de gheață din Antarctica, ca urmare a schimbărilor climatice, se presupune că suferă modificări pe parcursul mai multor milenii și, fără măsuri de contracarare, se va topi treptat pe această scară de timp. Predictibilitatea climei se bazează pe interacțiunile dintre atmosferă și subsistemele climatice mai inerte, în special oceanele. În cadrul acestei scheme, diferitele componente ale sistemului climatic se mișcă în ritmuri complet diferite. Sistemele de joasă presiune se pot deplasa sute de kilometri în câteva zile. Curenții oceanici, pe de altă parte, se târăsc adesea cu câțiva metri pe minut. În plus, componentele individuale posedă conductivități termice și capacități termice diferite. Apa, de exemplu, înmagazinează cantități mari de căldură solară pentru perioade lungi de timp.
Schimbările climatice pot fi declanșate în două moduri diferite – de forțe interne și externe. Forțele interne includ:

• Schimbări într-o singură componentă climatică, de exemplu, un curent oceanic anormal;
• Schimbări în interacțiunile dintre diferite componente climatice, de exemplu, între ocean și atmosferă.

În comparație cu acestea, mecanismele externe, la prima vedere, par să nu aibă nimic de-a face cu sistemul climatic. Printre acestea se numără:

• Deriva foarte lentă a continentelor, care mută masele terestre în diferite zone climatice în decurs de milioane de ani;
• Schimbarea intensității radiațiilor emise de soare. Energia radiației solare fluctuează în timp și modifică temperaturile de pe Pământ;
• Erupțiile vulcanice, care injectează cenușă și compuși de sulf în atmosferă, influențează bugetul de radiații al Pământului și, prin urmare, afectează clima.

Dioxidul de carbon și efectul de serăAtmosfera se îmbogățește din ce în ce mai mult în dioxid de carbon (CO2) sau, mai precis, în dioxid de carbon și alte gaze cu efect de urmă relevante pentru climă. Inițial, acestea lasă să treacă radiația cu unde scurte a soarelui care intră în atmosferă. Această energie este transformată în căldură la suprafața Pământului și apoi este emisă înapoi sub formă de radiație cu unde lungi. Gazele din atmosferă, precum geamurile unei sere, împiedică această radiație cu unde lungi să scape în spațiu, iar suprafața Pământului se încălzește.

Cum schimbă oamenii clima

Influența omului asupra climei a crescut foarte mult în ultima sută de ani. Eliberăm în atmosferă cantități uriașe de gaze reziduale relevante pentru climă. Acest lucru modifică echilibrul de radiații al atmosferei și duce la încălzirea globală.
În plus față de dioxidul de carbon, aceste gaze cu urme includ metanul, protoxidul de azot (gazul de râs), fluorocarburile halogenate, hidrocarburile perfluorurate și hexafluorura de sulf. Dar dioxidul de carbon (CO2) este deosebit de important pentru sistemul climatic al Pământului, deoarece producția mondială este foarte mare. Acesta este eliberat în principal prin arderea combustibililor fosili (petrol, gaze naturale și cărbune) în centralele electrice, în motoarele vehiculelor sau în sistemele de încălzire casnice. Nivelurile sale atmosferice au crescut până la aproape 390 de părți pe milion (ppm) în prezent, în comparație cu valoarea preindustrială de 280 ppm. Odată cu această creștere, temperatura a crescut și ea în secolul al XX-lea. Modificările interne ale oceanelor, cum ar fi schimbările în Curentul Golfului, se produc, de asemenea, într-un interval de timp de câteva decenii sau câteva secole. Acestea au o influență decisivă asupra climei și asupra concentrației de gaze cu efect de seră din atmosferă, deoarece sunt puternic implicate în ciclurile globale de masă, cum ar fi ciclul carbonului. De exemplu, CO2 se dizolvă ușor în apă. Cu toate acestea, oceanele au absorbit aproximativ jumătate din tot dioxidul de carbon produs de arderea combustibililor fosili de la începutul revoluției industriale, ceea ce a dominat în mod clar variațiile naturale. Prin urmare, dacă clima se va schimba în viitor și cu cât de mult se va schimba, se poate deduce și din oceane. Clima se va schimba foarte încet în viitor, deoarece oceanele, cu volumele lor imense de apă, reacționează foarte treptat la schimbări. Prin urmare, multe, dar nu toate consecințele schimbărilor climatice declanșate de activitatea umană vor deveni vizibile doar treptat. Unele dintre aceste consecințe ar putea fi chiar ireversibile atunci când sunt depășite anumite praguri. La un moment dat, de exemplu, nu va mai fi posibil să se oprească topirea completă a calotei glaciare din Groenlanda și creșterea de șapte metri a nivelului mării care va rezulta. Cu toate acestea, poziția pragului nu este cunoscută cu precizie. Dar un lucru este sigur: Chiar dacă emisiile de dioxid de carbon ar fi stabilizate la nivelurile actuale, acest lucru nu ar duce la o stabilizare a concentrației de dioxid de carbon din atmosferă, deoarece dioxidul de carbon are o durată de viață extrem de lungă, iar rezervoarele de dioxid de carbon, în principal oceanele, nu îl absorb la fel de repede cum îl producem noi.

Situația este diferită pentru gazele urmă cu durată de viață scurtă, cum ar fi metanul (CH4). Dacă emisiile de metan ar fi stabilizate la nivelul actual, concentrația de metan din atmosferă s-ar stabiliza și ea, deoarece metanul se diminuează în atmosferă cam în același ritm cu cel în care este emis. Pentru a menține concentrația de dioxid de carbon la un anumit nivel, emisiile trebuie să fie reduse la o fracțiune din cantitățile actuale. 1.4 > Chiar dacă este posibilă reducerea semnificativă a emisiilor de gaze cu efect de seră, și în special de CO2, până la sfârșitul acestui secol, impactul va fi totuși extins. CO2 are o durată de viață lungă și rămâne în atmosferă timp de mai multe secole. Din acest motiv, temperatura pe Pământ va continua să crească cu câteva zecimi de grad timp de un secol sau mai mult. Deoarece căldura pătrunde foarte încet în adâncurile oceanelor, apa se extinde, de asemenea, încet, iar nivelul mării va continua să crească treptat pe o perioadă lungă de timp. Topirea straturilor mari de gheață continentală din Antarctica și Groenlanda este, de asemenea, un proces foarte gradual. Apa de topire a acestor ghețari se va scurge în ocean timp de secole sau chiar milenii, determinând creșterea continuă a nivelului mării. Figura ilustrează principiul stabilizării la niveluri arbitrare de CO2 cuprinse între 450 și 1000 de părți pe milion (ppm) și, prin urmare, nu prezintă nicio unitate pe axa de răspuns

O catastrofă iminentă

La mult timp după stabilizarea nivelurilor de dioxid de carbon, clima va continua în continuare să se modifice din cauza inerției sale. Modelele climatice indică faptul că temperatura aerului din apropierea suprafeței va crește timp de cel puțin o sută de ani. Nivelul mării va continua să crească timp de mai multe secole, deoarece apa mării se extinde lent ca urmare a încălzirii treptate a adâncurilor mării și deoarece calotele continentale de gheață din Arctica și Antarctica vor reacționa probabil foarte lent la încălzirea atmosferei, iar ghețarii vor continua să se topească timp de mai multe milenii. Prin urmare, va trece mult timp până când nivelul mării va atinge un nou echilibru. Dar oamenii de știință cred, de asemenea, că este posibil ca, dacă încălzirea este puternică, calota de gheață din Groenlanda să se topească complet în acest mileniu și să dispară în ocean. Stratul de gheață s-ar putea chiar sparge și bucăți uriașe ar putea cădea în mare. Cantitățile enorme de apă dulce ar putea provoca o schimbare critică în circulația oceanică, de exemplu, în Curentul Golfului. Într-un scenariu extrem, nivelul mării ar putea crește cu mai mult de un metru pe secol, iar la nivel regional chiar mai mult.
Inerția sistemului climatic și pericolul ca tendința să fie ireversibilă ar trebui să fie motive suficiente pentru a acționa în perspectivă. Ar trebui să se țină întotdeauna cont de faptul că efectele schimbărilor climatice care sunt măsurabile astăzi nu reflectă încă amploarea totală a schimbărilor climatice deja provocate de oameni în trecut. Omenirea va începe să le resimtă puternic abia peste câteva decenii, dar trebuie să ia măsuri imediat.1.5 > Pentru a atrage atenția asupra amenințării pe care o reprezintă încălzirea globală, guvernul Republicii Maldive a organizat o reuniune pe fundul mării în toamna anului 2009, chiar înainte de summitul de la Copenhaga.