Svet fizike

Posledice ljudskih aktivnosti

Međuvladini panel za klimatske promene beleži da su devedesete godine 20. veka predstavljale najtopliju deceniju u poslednjih 1.000 godina, i da je to posledica ljudskih aktivnosti. Temperature globalnog zagrevanja porasle su sa 0,4 na 0,8 ^oC od 1860. godine, uglavnom zahvaljujući oslobađanju ugljen-dioksida prilikom sagorevanja goriva. Za period 1990-2100. predviđa se da će globalna srednja temperatura porasti 1,5 do 5,8 ^oC, što je više od ranijih procena. Nivo mora će porasti za gotovo jedan metar, i pretvoriće priobalne krajeve u močvare. Povećanje nivoa azotoksida dovešće do stvaranja toksičnog ozonskog gasa, tzv. “smoga”.

Pre industrijske revolucije (otprilike pre 1800) dolazilo je do velikih regionalnih i globalnih klimatskih promena: značajna je pojava niza ledenih doba. Poslednje ledeno doba završilo se pre oko 20.000 godina, a sada živimo u interglacijalnom periodu. Do ovih promena pre 1800. dolazilo je usled promena u Sunčevom zračenju, ili vulkanske prašine i gasova, i one nisu imale ništa s čovekovom delatnošću. Međutim, od sredine 19. veka čovekova aktivnost ima sve veću ulogu. Stoleće pre no što su naučnici počeli njome da se bave, nastala je ideja o “efektu staklene bašte”. Furije (Žan Batist) Žozef, baron [Fourier, (Jean Baptiste) Joseph, Baron, 1768-1830)] je 1827. uvideo da se Zemljina atmosfera ponaša donekle poput staklene bašte kada raste temperatura, a Tindal, Džon [Tyndall, John, 1820-1893] je oko 1860. pokazao da su pri tome važni vodena para i ugljen-dioksid (CO₂). Oblaci odbijaju deo Sunčevog zračenja pre no što ono stigne do Zemlje, ali sunčeva energija koja do nje stiže zagreva je, u proseku skoro 300 W m^-2. Zemlja sa svoje strane ponovo zrači energiju, ali uglavnom na dužim talasnim dužinama u infracrvenoj oblasti; vodena para i CO₂ (0,03 % atmosfere) snažno apsorbuje ovo zračenje, tako da atmosfera apsorbuje zračenje i veći njegov deo ponovo šalje na Zemlju. Ukupan rezultat je taj da atmosfera deluje poput stakla na stakleniku. Glavni sastojci vazduha, azot i kiseonik, ne apsorbuju infracrvene talase. Arenijus, Svante (August) [Arrhenius, Svante (August), 1859-1927]  je 1896. proračunao da bi udvostručavanje CO₂ u atmosferi povećalo prosečnu globalnu temperaturu između 5 ^o i 6 ^oC, što je rezultat blizak vrednostima do kojih se danas došlo na osnovu sofisticiranih izračunavanja. G. S. Kalendar [Guy Stewart Callendar 1898 – 1964] je 1940. proračunao zagrevanje nastalo manjim porastom koncentracije CO₂, do kojeg dolazi, prema njegovoj proceni, sagorevanjem fosilnih goriva (uglja i nafte). Nijedan od ovih proračuna nije u to doba izazvao veću pažnju.

1957. Revel [Roger Randall Dougan Revelle, 1909-1991] i H. E. Sues [Hans Eduard Suess (1909 – 1993] sa Skripsovog okeanografskog instituta u Kaliforniji su 1957. primetili da povećanje količine CO₂ koje čovek ispušta u atmosferu predstavlja globalni klimatski eksperiment, čiji tok i ishod treba proučavati. Merenje nivoa CO₂ u atmosferi počelo je te godine na Mauna Kea na Havajima, a sledila su i druga proučavanja.

Vodena para i CO₂ su glavni prirodni gasovi u staklenoj bašti. Prvu čovek ne može da kontroliše, kao ni neke emisije CO₂ (npr. iz vulkana). Ali veliki deo emisije CO₂ je danas čovekovo delo, i rezultat je sagorevanja goriva. Naravno CO₂ apsorbuju zelene biljke pri fotosintezi; taj proces ugrožen je čovekovim uništavanjem šuma, posebno u tropima; CO₂ takođe apsorbuju okeani. Istorijski, atmosferski CO₂ je posle 1800. stalno rastao kao što je pokazano na grafikonu (slika 1).

Slika 1.  Porast količine ugljen-dioksida u atmosferi posle 1700. prema merenjima CO₂ u ledu sa Antarktika (kvadrati) i, od 1957. prema direktnim merenjima s Mauna Kea opservatorije na Havajima (trouglovi).

Drugi važan gas staklene bašte je metan, CH₄, “barski gas”. Kao što samo ime kaže, on nastaje delovanjem bakterija na vlažnu organsku materiju u jezerima i tresetištima, a sve više i na đubrištima koja stvara čovek. On se takođe oslobađa u industriji uglja i nafte, a stvaraju ga i termiti i goveda enteričnom fermentacijom. I sam moćan gas staklene bašte, on na kraju oksidacijom u atmosferi prelazi u CO₂.

Od oko 1980. Zemlja kao celina je videla mnoge neuobičajeno tople godine i veoma mnogo ekstremnih klimatskih pojava – suša, poplava i oluja. Slika 2 prikazuje temperature od 1860. do 2000, a kad se izuzmu prirodne varijacije u sunčevoj energiji koja stiže do Zemljine površine, ovaj trend je u gruboj korelaciji s porastom CO₂. Na osnovu sofistikovanih proučavanja, Međuvladini panel za klimatske promene [Intergovernmental panel on Climate Change (IPCC)] je 2000. zaključio kako čovekov uticaj na atmosferu, “povišeni efekat staklene bašte”, predstavlja dominantan uzrok ovog globalnog zagrevanja.

Međuvladini panel za klimatske promene zaključuje da će prema sadašnjim trendovima globalna prosečna temperatura porasti za oko 5 ^oC za period 1990-2100. Izvesni i verovatni efekti ovog porasta će biti dramatični, ali ih je teško predvideti u pojedinostima. Pozitivna i negativna sprega i interakcije mnogih primarnih efekata čine opštu klimatsku promenu složenim slučajem za predviđanje.

Slika 2. Promene u globalnoj prosečnoj temperaturi Zemljine površine (kombinovane prosečne temperature vazduha iznad tla i iznad morske površine) od 1860. do 2000, u odnosu na period 1961-90. Crna linija prikazuje izravnanje godišnjih vrednosti da bi se odstranila kolebanja u periodima kraćim od decenije.

Na primer, Evropa će generalno postati toplija do 2100, ali položaj Velike Britanije je manje izvestan; promene okeanskih struja mogu da promene tok Golfske struje (koja britansku klimu čini blažom nego što njena geografska širina implicira), što u velikoj meri utiče na predviđanje. Međutim, neki glavni efekti se jasno mogu predvideti. Poljoprivredne tehnike će morati da se promene u velikim oblastima; promeniće se obrasci bolesti, kao i dostupnost pitke vode.

Dramatičan i predvidljiv efekat biće uticaj na nivo mora. On će porasti delom usled prostog širenja vode s porastom temperature; ali i zbog topljenja glečera i ledenog pokrivača na planinama, i polarnog leda, posebno na Antarktičkom kontinentu. Predviđa se da će nivo mora porasti između 60 cm i 1 m do 2100. Širom sveta, pola čovečanstva živi u primorskim oblastima. Neka ostrva će biti potopljena, kao i veći deo Bangladeša, delte Nila u Egiptu, i velikih oblasti u SAD i Kini. Holandija ima barem prednost iskustva, i trebalo bi da bude u stanju da unapredi postojeću tehnologiju i iskoristi iskustvo koje drugi nemaju, u oblastima u kojima će do prenaseljenosti doći zbog nesposobnosti da se spreči gubitak zemljišta.

Pokušaji da se ovi veliki globalni problemi ublaže uključuju pozive širom sveta da se smanji emisija CO₂, ili bar (i više realistički) da se smanji njena stopa rasta. Korišćenje fosilnih goriva (uglja i gasa) za zagrevanje domaćinstava, upotreba energije u industriji i transportu su jasni ciljevi redukcije: industrijalizovana severna hemisfera emituje najveći deo CO₂, ali će razvoj industrije u Rusiji, Kini i Indiji pogoršati problem. Efikasnije korišćenje i bolja izolacija mogu samo neznatno da smanje emisiju CO₂. Isto tako, i upotreba obnovljive “čiste” (tj. slobodne od CO₂) električne struje iz hidrocentrala, geotermalne, zatim proizvedene snagom plime, vetra i talasa samo u neznatnoj meri može da ublaži stanje, uprkos entuzijazmu onih koji podržavaju njihovo korišćenje. Suštinskija pomoć može doći od šire upotrebe snage nuklearne fisije (kao u Francuskoj), ali poverenje javnosti u nuklearnu bezbednost narušeno je černobilskom katastrofom a Velika Britanija i Nemačka ne izgledaju voljne da slede ovaj put. Nuklearna fuzija, izvor moći Sunca, tek treba da se dokaže kao praktičan zemaljski izvor energije. Ako je moguće dalje usavršavanje fotoelektričnih ćelija koje sunčevu energiju pretvaraju u električnu struju, to bi bio stvarni napredak: ovakva energija može, na primer, da se upotrebi ne samo za zadovoljavanje potreba domaćinstva i industrije, već i za sve oblike transporta.

Odvraćanje od velike zavisnosti od fosilnih goriva bi umanjilo uticaj Organizacije zemalja izvoznica nafte [Organization of Petroleum Exporting Countries (OPEC)] na svetsku ekonomiju, i odložilo ne tako dalek trenutak kad će zalihe fosilnog goriva biti iscrpljene.

Referenca

1. Dejvid, Jan, Džon i Margaret Milar, Kembrički rečnik – Naučnici, Dereta, Beograd, 2003, str. 408-411.

Prof. dr Branislav Čabrić

Prorodno-matematički fakultet u Kragujevcu

branko.cabric@gmail.com

• Tweet