Globalne procesy

backbutton

Procesy globalne

Zmiany klimatu są już wyraźnie widoczne w skali globalnej i należy się spodziewać, że będą coraz dotkliwiej odczuwalne przez społeczeństwa i gospodarki. Obserwacje i pomiary elementów klimatu prowadzone w różnych regionach świata potwierdzają, że klimat w skali globalnej ociepla się, a tendencja wzrostu temperatury powietrza przy powierzchni ziemi nasila się. Skutkiem wzrostu średniej globalnej temperatury powietrza i temperatury oceanu są powszechne topnienie śniegu i lodu oraz podnoszenie się globalnego średniego poziomu morza. Natężenie wzrostu temperatury jest zróżnicowane przestrzennie – tempo ocieplenia jest wyższe w wysokich szerokościach geograficznych półkuli północnej.

rys1-raport_syntetyczny_IPCCC2007Rysunek 1.  Globalne i regionalne zmiany temperatury (Raport Syntetyczny IPCC 2007)

 

Wzrost temperatury globalnej sprzyja wzrostowi intensywności i częstotliwości wielu zjawisk klimatycznych i ich pochodnych, które nie są obojętne dla rozwoju gospodarczego i społecznego świata. Należą do nich ekstremalne zjawiska pogodowe w tym: tornada, grad, błyskawice, burze piaskowe, fale upałów, ulewy i burze. Jednak brak jest wystarczających dowodów by rozstrzygnąć, czy trendy,  w odniesieniu do tych zjawisk lokalnych, istnieją i czy są istotne.

W ostatnim stuleciu średnia temperatura powietrza przy powierzchni ziemi wzrosła o 0,74°C i ciągle notuje się jej szybki wzrost. Wieloletniej dane obserwacyjne wskazują, że obszary lądowe na obu półkulach ocieplają się szybciej niż oceany. W ostatnich dwóch dziesięcioleciach tempo wzrostu temperatury powietrza było dwukrotnie wyższe nad lądem niż nad oceanem i wynosiło odpowiednio 0,27°C i 0,13°C  na dekadę.

Szczególnie ciepłym okresem okazała się druga połowa XX wieku i pierwsza dekada XXI w. Na półkuli północnej był to najcieplejszym okres na przestrzeni 1300 lat. Najwyraźniej zmiany zaznaczyły się w wysokich szerokościach geograficznych w okresach zimowym i wiosennym.

Globalny trend zmian temperatury sprzyja powiększaniu się obszarów objętych suszą lub pustynnieniem – z jednej, a wzrostowi częstotliwości występowania ekstremalnych opadów –  z drugiej strony. Na wielu większych obszarach zaznaczyła się długookresowa tendencja zmian wysokości opadów atmosferycznych, choć zmiany te są bardzo zróżnicowane przestrzennie i czasowo. W latach 1900˗2005 wysokość opadów wzrosła znacząco we wschodnich częściach Ameryki Północnej i Południowej, północnych regionach Europy, w północnej i centralnej Azji. Opady istotnie  zmalały natomiast na obszarze Sahelu, w basenie Morza Śródziemnego, południowej Afryce oraz w części południowej Azji. Na wielu obszarach znacząco zwiększyła się intensywność opadów, a deszcze o dużym natężeniu częściej występowały nawet na terenach o zmniejszonej całkowitej sumie opadów.

Wzrostowi temperatury towarzyszy podnoszenie się poziomu morza. Poziom morza, który w latach 1961˗2003 podnosił się średnio o 1,8 mm/rok, w latach 1993˗2003 wzrastał już w tempie 3,1 mm/rok. W dużym stopniu przyczyniły się do tych zmian wody z topniejących lodowców Grenlandii, Alaski, Arktyki i obszarów górskich Azji, ale również – a może przede wszystkim – rozszerzalność cieplna wody.

Średni roczny zasięg lodu morskiego w Arktyce zmniejszał się od roku 1978 w tempie 2,7% na dziesięciolecie, ze znacznie silniejszym spadkiem w okresie lata w tempie – 7,4%. Średnia grubość lodu morskiego w środkowej części Arktyki zmniejszyła się aż o 1 m w dekadzie 1987-1997.

Częstość występowania i/lub natężenie niektórych ekstremalnych zjawisk pogodowych w ciągu ostatnich 50 lat uległa zmianie, i tak:

  • chłodne noce i dni oraz przymrozki występują rzadziej na większości obszarów lądowych średnich szerokości geograficznych, a częściej dni upalne i ciepłe noce ,
  • fale upałów są częstsze na większości obszarów lądowych,
  • na większości obszarów wzrosła częstość występowania opadów nawalnych oraz zwiększył się udział opadów nawalnych w ogólnej sumie  opadów,
  • od roku 1975 w wielu rejonach zwiększyła się częstość występowania ekstremalnie wysokiego poziomu morza,
  • w systemach hydrologicznych obserwowany jest zwiększony odpływ i wcześniejsze maksimum wiosennego przepływu w rzekach o zasilaniu śnieżnym i lodowcowym oraz wzrost temperatury jezior i rzek w wielu regionach, co wpływa na strukturę termiczną oraz jakość wody.

 

Wpływ zmian klimatu na systemy przyrodnicze

Obecne ocieplenie silnie wpływa m.in. na lądowe systemy biologiczne, obejmując takie zmiany, jak:

  • wcześniejsze rozpoczęcie sezonu wegetacyjnego na wiosnę,
  • przyspieszenie faz fenologicznych roślin,
  • migracje ptaków i wcześniejszy okres lęgowy,
  • przesunięcie granic występowania pewnych gatunków roślin i zwierząt ku biegunom oraz ku wyżej położonym siedliskom.

Obserwowane zmiany w morskich i słodkowodnych systemach biologicznych są związane z wzrastającą temperaturą wody oraz ze zmianami pokrywy lodowej, zasolenia, poziomu tlenu i jego obiegu. Wspomniane zmiany obejmują: przesunięcia zakresów występowania oraz zmiany dotyczące obfitości glonów, zooplanktonu i ryb w morzach i jeziorach nizinnych i górskich w wysokich szerokościach geograficznych oraz zmiany zasięgu i wcześniejszej migracji ryb w rzekach.

Prognozowane na XXI wiek ocieplenie wykazuje, niezależnie od przyjętego scenariusza klimatycznego, podobny do obserwowanego w ostatnich kilku dekadach, geograficzny rozkład zmian. Silniejsze ocieplenie, analogiczne z obecnie występującymi trendami, jest spodziewane nad lądami oraz w bardzo wysokich szerokościach geograficznych, słabsze w rejonie Oceanu Południowego (w pobliżu Antarktyki) i nad północną częścią Północnego Atlantyku.

Wzrost wysokości opadów jest bardzo prawdopodobny w wysokich szerokościach geograficznych podczas, gdy zmniejszenie wysokości opadów (o blisko 20% w 2100 roku) jest prawdopodobne na większości subtropikalnych obszarów lądowych – zgodnie z obserwowanymi obecnie już trendami.

Częściowa utrata masy lądolodów w rejonach polarnych, odtajanie wieloletniej zmarzliny oraz zwiększenie objętości wody morskiej, wynikające ze wzrostu temperatury (rozszerzalność cieplna wody) – w przyszłości mogą pociągać za sobą podniesienie się poziomu morza nawet o klika metrów, zasadnicze zmiany linii brzegowej i podtopienia nisko położonych obszarów z najsilniejszym efektem na obszarach delt i niewielkich wysp. Utrzymująca się przez tysiąclecia dalsza utrata masy lodu doprowadziłaby do niemal całkowitego stopienia się lądolodu Grenlandii, co spowodowałoby podniesienie się poziomu morza o około 7 m. Współczesne modele klimatyczne przewidują, że tego typu zmiany będą występowały w bardzo odległej skali czasu (tysiącletniej), jeśli oszacowany wzrost globalnej temperatury powietrza od 1,9°C do 4,6°C (w stosunku do okresu przedprzemysłowego) nie zostanie powstrzymany.

Będą się nasilać tendencje zmian zasięgu i rozmiaru kriosfery. Wraz z postępującym ociepleniem obszar zalegania pokrywy śnieżnej stopniowo skurczy się. Na większości obszarów występowania wiecznej zmarzliny przewidywane jest powszechne zwiększenie głębokości sezonowego rozmarzania gruntu. Według wszystkich globalnych modeli klimatycznych lód morski ulegnie stopieniu, w niektórych projekcjach Arktyka już w ostatnich latach XXI wieku późnym latem będzie niemal w całości wolna od lodu.

Zmiany klimatu, poprzez znaczące oddziaływanie na ekosystemy, będą wpływać zarówno na indywidualne gatunki, jak i na całe ekosystemy i związane z nimi funkcje, od których uzależniona jest ludzkość. Ekosystemy pełnią istotną funkcję w regulacji klimatu za pośrednictwem torfowisk, terenów podmokłych i głębin morskich, które stanowią ważne miejsce magazynowania dwutlenku węgla. Oprócz tego ekosystemy słonych bagien i wydmy pełnią funkcję ochronną przed sztormami. Inne funkcje ekosystemu takie jak dostarczanie wody pitnej, produkcja żywności i dostarczanie budulca, znajdą się również pod negatywnym wpływem zmian klimatu. Z kolei zakwaszenie wód oceanu może zakłócić wiele procesów abiotycznych i biotycznych (np. rozpuszczanie rafy koralowej czy skorupek wapiennych ślimaków). Niektóre dotychczasowe praktyki w zakresie użytkowania gruntów i decyzje dotyczące planowania (np. zabudowywanie terenów zalewowych) oraz wykorzystywanie zasobów morskich w sposób niezgodny ze zrównoważonym rozwojem (np. przełowienie) zwiększyły stopień wrażliwości ekosystemów i systemów społeczno-gospodarczych na zmiany klimatu, a tym samym doprowadziły do zmniejszenia ich możliwości adaptacyjnych. W tak gwałtownie zmieniających się warunkach klimatycznych należy spodziewać się utraty różnorodności biologicznej i zanikania całych ekosystemów, w tym ekosystemów morskich.

Prognozy zmian klimatu opracowane są przy pomocy globalnych i regionalnych modeli klimatycznych dobrze odwzorowują elementy klimatu w dużej skali. Wciąż jednak występują trudności z dokładnością prognoz w symulacjach modelowych i wskazaniem przyczyn i dalszych konsekwencji obserwowanych zmian klimatu w mniejszej skali.

 

Wrażliwość na zmiany klimatu w skali regionów w Europie

Skutki obecnych i przyszłych zmian klimatu są i będą znacząco zróżnicowane na terenie Europy, w różnym stopniu odczuwalne i w systemach, i w sektorach. Najbardziej uciążliwe będą dla regionów słabiej rozwiniętych, posiadających mniejsze możliwości adaptacji do zachodzących zmian. Zwiększająca się wraz z ociepleniem klimatu częstotliwość groźnych zjawisk pogodowych spowoduje wzrost strat ekonomicznych liczonych w miliardach euro i stanowić będzie wielkie zagrożenie dla zdrowia i życia ludzkiego.

 

Tabela 1. Wykaz zdarzeń katastrofalnych we Europie w latach 1998-2009 (wg EEA 2010)

Tabela 1. Wykaz zdarzeń katastrofalnych we Europie w latach 1998-2009

 

Z tabeli 1. wynika, że spośród zjawisk ekstremalnych występujących na przełomie wieków, trzy powinny być szczególnie uwzględniane w strategiach adaptacyjnych – upały , powodzie i silne wiatry – ze względu na częstotliwość występowania (82% zjawisk), wielkość strat materialnych (71,6%) i liczbę ofiar śmiertelnych. Zjawiska te stanowią największe zagrożenie dla życia i zdrowia mieszkańców Europy.  Liczba ofiar ekstremalnych zjawisk klimatycznych kilkakrotnie przekracza liczbę ofiar trzęsień ziemi. Okazuje się, że najgroźniejszym zjawiskiem z punktu widzenia życia człowieka są fale upałów, które w latach 1998-2009 stały się przyczyną śmierci 77 551 osób w Europie. Z ich występowaniem wiążą się także susze, które wpływają na dostępność wody dla przyrody i funkcjonowania człowieka. W rozwiniętych, bogatych krajach europejskich, powodzie i silne wiatry powodowały największe straty materialne przekraczające znacznie wartość zniszczeń wywołanych trzęsieniami ziemi – 96,511 mld euro.

Prognozowane na koniec XXI wieku zmiany warunków klimatycznych w Europie wykazują duże zróżnicowanie przestrzenne  stopnia oddziaływania klimatu na gospodarkę, środowisko i życie ludności (por. rys. 2 i 3).

rys2-zmiany_sredniej_rocznej temperatury_dla_okresu2071-2100

Rysunek 2. Zmiany średniej rocznej temperatury dla okresu 2071-2100 (Projekt Peseta- http://peseta.jrc.es)

 

rys3-zmiany_sredniej_rocznej_sumy_opadow2071-2100Rysunek 3. Zmiany średniej rocznej sumy opadów w okresie 2071-2100 (źródło jw.)

 

Prognozy zmian temperatury wskazują, że do końca stulecia średnia roczna temperatura powietrza w Europie wzrośnie od 2°C do ponad 6°C ponad poziom z roku 1990. Spowoduje to wzrost poziomu morza oraz wzrost częstości występowania niekorzystnych zjawisk klimatycznych (susze, powodzie, huragany i in.).

Jak wynika z analiz wyników modeli klimatycznych, szczególnie wrażliwymi na zmiany klimatu obszarami w Europie będą tereny górskie, strefy wybrzeża, obszary mokradeł i Europa Południowa. Zmiany te będą miały niekorzystny wpływ na większości obszaru kontynentu, choć w niektórych regionach można mówić o pozytywnych efektach tych zmian.

Do najbardziej wrażliwych na zmiany klimatu regionów należy Europa południowo-wschodnia, basen Morza Śródziemnego i Europa Środkowa, gdzie zarówno systemy naturalne, jak i gospodarcze, znajdują się pod wpływem zarówno zmian klimatu jak i zmian w użytkowaniu powierzchni ziemi. Natomiast Europa Północna i niektóre regiony Europy Zachodniej mogą na zmianach klimatu skorzystać, zwłaszcza w sektorze rolnictwa.

 

Tabela. 2. Najważniejsze przeszłe i prognozowane oddziaływania i skutki zmian klimatu dla głównych regionów biogeograficznych Europy (EEA, 2008)

regiony

 

Obszary górskie i subpolarne

Wzrost temperatury powietrza negatywnie wpływa na pokrywę śnieżną, lodowce, wieczną zmarzlinę, a w konsekwencji m.in. na gospodarkę wodną, turystykę zimową i infrastrukturę. Wraz z ociepleniem zwiększa się także ryzyko utraty gatunków i ekosystemów. Obszary górskie, takie jak np. Alpy, Pireneje, Karpaty, pozostają szczególnie wrażliwe na zmiany klimatu i już obecnie negatywny wpływ wzrastającej temperatury jest odczuwalny na tych obszarach.

Strefa brzegowa

Obszar wybrzeża znajduje się pod wyraźnym wpływem rosnącego poziomu morza oraz zmian  częstości i intensywności sztormów. Stanowią one zagrożenie dla ekosystemów, infrastruktury, osiedli, turystyki i zdrowia ludności. Szczególnie zagrożone są ekosystemy  i infrastruktura Bałtyku, Morza Śródziemnego i Czarnego. Należy się spodziewać znaczących strat  obszarów podmokłych na wybrzeżach Bałtyku i Morza Śródziemnego.

Ekosystemy i różnorodność biologiczna

Obserwowany wzrost temperatury powietrza i zmiana wysokości opadu atmosferycznego już powodują zmiany różnych aspektów funkcjonowania europejskich systemów przyrodniczych. Najbardziej wrażliwe na zmiany podstawowych elementów klimatu są ekosystemy polarne i górskie, mokradła położone na wybrzeżach i ekosystemy na wybrzeżu Morza Śródziemnego. Przewidywane zmiany stanowią zagrożenie dla wszystkich ekosystemów europejskich.

Rolnictwo i rybołówstwo

Zmiany klimatu i wzrost koncentracji CO2  mogą mieć pozytywny wpływ na produkcję roślinną i zwierzęcą w północnej Europie w wyniku wydłużenia sezonu wegetacyjnego i zwiększenia produktywności. W południowej i wschodniej Europie wpływ ten będzie negatywny. Należy spodziewać się zmian w szlakach wędrówek ryb, jednak poważniejszym problemem dla rybołówstwa jest nadmierne/grabieżcze eksploatowanie łowisk.

Leśnictwo

W północnej Europie zwiększy się produktywność lasów. Natomiast w rejonie śródziemnomorskim i w kontynentalnej części należy oczekiwać spadku produktywności ze względu na zwiększoną częstotliwość susz. Ponadto zwiększy się ryzyko pożarów w południowej Europie.

Zasoby wodne

Wzrost temperatury i zmiana przebiegu opadów spowodują wzrost zagrożenia deficytem wody  i pogorszenie jej jakości w południowych i południowo-wschodnich regionach Europy. Należy oczekiwać zmiany częstotliwości i intensywności powodzi i susz, które spowodują znaczne szkody  finansowe i zwiększą liczbę wypadków śmiertelnych w całej Europie.

Turystyka

Wzrost niestabilności pokrywy śnieżnej będzie ograniczać turystykę i sporty zimowe. Zmniejszenie dostępu do wody i pogorszenie jej jakości oraz intensywne fale upałów w południowej Europie mogą znacząco ograniczyć turystykę letnią. Jednocześnie poprawią się warunki dla rozwoju turystyki w północnych częściach Europy.

Zdrowie człowieka

Zmiany częstości występowania i intensywności ekstremalnych zjawisk pogodowych i klimatycznych będą stanowić zagrożenie dla zdrowia ludności zamieszkującej Europę. Negatywny wpływ może być bezpośredni (fale upałów, powodzie) lub pośredni, jak rozprzestrzenianie się chorób przenoszonych przez owady. Szczególnie zagrożone będą osoby starsze z ograniczonym dostępem do opieki zdrowotnej.

Sektor energetyczny

Wzrost temperatury w lecie przyczyni się do zwiększenia zapotrzebowania na energię elektryczną wykorzystywaną do celów klimatyzacyjnych, zwłaszcza w południowej Europie. Taki wzrost zapotrzebowania z jednoczesnym ograniczeniem produkcji w elektrowniach wodnych z powodu zmniejszonych zasobów i ograniczoną dostępnością wody do chłodzenia w elektrowniach, może powodować zakłócenia w dostawach energii elektrycznej.

 

Oprac. Na podstawie 4 raportu IPCC

Link1 Instytu Ochrony Środowiska Ministerstwo Ochrony Środowiska