Sinteza raportului IPCC: “Climate Change 2021: The Physical Science Basis” (1/2) 

Am sintetizat Contribuția Grupului de Lucru I (WGI) la cel de-al șaselea Raport de Evaluare al IPCC (AR6) în două articole: 

1. “Situația climatică actuală” este prezentată în articolul de față;

2. “Viitoruri climatice posibile”, aici:

Sinteza raportului IPCC: “Climate Change 2021: The Physical Science Basis” (2/2) 

SITUAȚIA CLIMATICĂ ACTUALĂ

Mai întâi, câteva cuvinte despre “Climate Change 2021: The Physical Science Basis” 

De la contribuția WG1 la AR5 (publicată în 2013), această contribuție a WG1 la AR6 (publicată pe 9 august 2021) reprezintă cea mai semnificativă actualizare a cunoștințelor științifice pentru înțelegerea fizică a sistemului climatic planetar. 

Primele 5 cicluri de evaluare ale IPCC (AR1-5) au dezvoltat și consolidat modelizarea sistemului climatic și au permis acumularea dovezilor privind schimbările climatice generate de activitățile antropice. WG1/AR6 se află în continuitate cu evaluările precedente, însă informațiile pe care ni le oferă sunt mai cuprinzătoare dar și mai detaliate, mai fiabile, mai pedagogice… și mai alarmante!

Contribuția WG1/AR6 cuprinde 3 documente:

– Raportul complet, 3949 pg.  

– Rezumatul tehnic, 159 pg. 

– Rezumatul pentru factorii de decizie, 32 pg. 

Ele sunt disponibile pe site-ul IPCC, aici: www.ipcc.ch/report/ar6/wg1 

Raportul complet al WG1 este rezultatul unui efort colectiv, global, de mare amploare:

– are 234 de autori principali din 65 de țări;

– este fundamentat pe aproximativ 14.000 de publicații științifice; 

– de-a lungul procesului de elaborare, autorii săi au răspuns la 78.007 comentarii din partea guvernelor și diferiților experți internaționali. 

Sinteza propusă aici este bazată în special pe Rezumatul pentru factorii de decizie/ Summary for Policymakers (“SPM”), dar și pe celelalte surse ale IPCC/WP1.  Informațiile din SMP au un grad ridicat de consens, fiind aprobat de delegații celor 195 de state membre ale IPCC în cadrul Adunării Plenare din 6 august 2021 (după ce fusese discutat în cadrul unui proces de aprobare linie cu linie demarat pe 26 iulie 2021).

Ce ne spune WG1/AR6 despre situația climatică actuală?

MESAJE CHEIE

1. Schimbarea climatică este un fenomen generalizat, în plină desfășurare. Nu este doar un scenariu de viitor. Au avut loc deja schimbări rapide și pe scară largă în atmosferă, ocean, criosferă și biosferă.

2. Astăzi, pentru comunitatea științifică, este “fără echivoc” faptul că activitățile umane generează încălzirea globală. Aceasta nu este cauzată de fenomene naturale. 

3. Emisiile de gaze cu efect de seră (GES) sunt factorul antropic responsabil de fenomenul schimbării climatice. 

Deci, schimbarea climatică nu se referă doar la creșterea temperaturilor! Au loc schimbări de amploare în atmosferă, pe continente, în oceane și în regiunile înghețate (zăpadă, ghețari). Ilustrația FAQ 2.2 oferă o imagine de ansamblu a acestor schimbări. 

1. ATMOSFERA (AIR)

Figura SPM 1 (a, b) ne oferă două informații esențiale: 

– Rata încălzirii din ultimii 50 de ani este fără precedent (pentru orice interval de 5 decenii) în ultimii 2.000 de ani, cel puțin (perioadă pentru care temperaturile au fost reconstruite prin studii paleoclimatice, utilizând carotele extrase din ghețari, inelele coralilor, sedimentele din lacuri, estuare și mlaștini, inelele de creștere ale copacilor etc). Ultimele decenii sunt cele mai calde din ultimii 100.000 de ani, cel puțin…

– …Și acest lucru se datorează activității umane! Separând factorii antropici de cei naturali (activitate solară și vulcanică), observăm că primii sunt cei care au determinat creșterea temperaturii medii globale. 

Încălzirea globală este generată de emisiile antropice de gaze cu efect de seră (GES). 

O parte semnificativă a GES este captată de oceane și continente: 56% pentru CO2, în ultimele decenii. Restul se acumulează în atmosferă și determină efectul de seră antropic (care amplifică efectul de seră natural). 

În intervalul 1750 – 2019, concentrațiile atmosferice au crescut: 

– pentru CO2, cu 47%: de la aproximativ 280 la 410 ppm (părți pe milion); 

– pentru CH4, cu 156%: de la aproximativ 800 la 1866 ppb (părți pe miliard); 

– pentru N2O, cu 23%: de la aproximativ 270 la 332 ppb. 

Amplitudinea acestor variații depășește cu mult variațiile naturale care au existat între perioadele glaciare și interglaciare (pe durata Cuaternarului, 2,5 milioane de ani). 

În prezent, concentrația atmosferică de CO2 este mai mare decât oricând în cel puțin ultimii 2 milioane de ani, iar concentrațiile de CH4 și N2O sunt mai mari ca oricând în ultimii 800.000 de ani. 

Deși concentrația atmosferică a CH4 este de circa 220 de ori mai mică decât cea a CO2, CH4 este responsabil de aproape 1/3 din încălzirea înregistrată. Asta pentru că gazul metan are o “putere de încălzire” semnificativ mai mare. Molecula de CH4 are în schimb o “durată de viață” semnificativ mai scurtă decât cea a CO2. 

Creșterea concentrației de GES în atmosferă este la originea unei acumulări semnificative de energie sub formă de căldură (energie termică) la suprafața globului. Ilustrația FAQ 7.1 ne arată că, din această căldură: 91% este captată în oceane, 5% în suprafețele continentale, 3% în gheață (determinând topirea acesteia) și doar 1% în atmosferă. Cu toate acestea, această mică proporție (1%) este cauza fenomenului încălzirii globale! 

Temperatura globală în perioada 2011-2020 a fost cu 1,09 °C mai caldă decât cea din perioada 1850-1900, cu o încălzire mai mare pe continente (+1,59 °C) decât pe ocean (+0,88 °C). 

Fiecare din ultimele 4 decenii a fost cel mai fierbinte deceniu după 1850 (de când au început înregistrările de temperatură).

Temperatura actuală depășește maxima de acum 6.500 de ani, când a fost atinsă cea mai înaltă temperatură în holocen (între +0,2 °C și +1 °C comparativ cu 1850-1900) după ieșirea din ultima perioada glaciară (finalizată acum 14.000 de ani). 

Trebuie să ne întoarcem la perioada interglaciară precedentă (deci, cu aproximativ 125.000 de ani în urmă) pentru a găsi, eventual, o perioadă cu temperaturi medii mai ridicate decât cele observate în ultimul deceniu. 

2. SUPRAFEȚELE CONTINENTALE (LAND)

Din anii 1950, troposfera (primul strat al atmosferei, până la 6-10 km) s-a încălzit semnificativ, astfel umiditatea în apropierea suprafeței terestre a crescut. Pentru fiecare grad de încălzire, atmosfera poate conține cu 7% mai mulți vaporii de apă. Prin urmare, precipitațiile medii globale pe uscat au crescut, rata lor de creștere accelerându-se începând cu anii 1980. 

Circulația atmosferică a fost afectată și ea, o tendință fiind deplasarea traseelor furtunilor spre poli. Se observă o creștere a cantității de precipitații intense care însoțesc ciclonii. 

Ploile la tropice sunt mai multe în sezonul umed și mai puține în sezonul uscat.  

Multe specii de plante și animale încearcă să se deplaseze spre poli și la altitudini mai mari pentru a urma schimbările climatice regionale. 

Perioada de creștere a vegetației în zonele extratropicale din emisfera nordică s-a prelungit (în medie cu o zi sau două pe deceniu). În general, suprafața terestră a devenit mai verde de la începutul anilor 1980.

Există dovezi puternice privind modificarea fenologiei (de exemplu, momentul migrației păsărilor sau peștilor).

3. CRIOSFERA (ICE) 

Acumularea de căldură în gheață a provocat o retragere masivă a ghețarilor la nivel global și, în particular, contracția banchizei (gheață marină) de pe Oceanul Arctic. 

Suprafața banchizei arctice, măsurată la minimul său (la sfârșitul verii, în septembrie), este acum cu 40% mai mică decât în anii 1980. 

Calota Groenlanda a avut o topire de 4 ori mai rapidă în 2010-2019 decât în ​​1990-1999. Se observă de asemenea pierderi de masă ale calotei din Antarctica. Practic toți ghețarii montani se retrag sincronizat în toate regiunile globulului, începând cu anii 1950. 

Din anii 1970, se observă o scădere a stratului de zăpadă în emisfera nordică, precum și încălzirea și topirea permafrostului (sol înghețat permanent, aproximativ 1/4 din emisfera nordică).

În perioada 1971-2018, topirea criosferei continentale a determinat 50% din creșterea nivelului oceanelor: topirea ghețarilor montani a contribuit cu 22%, cea a calotei glaciară cu 20% și reducerea stocării apei pe continente cu 8%. Cealaltă parte a creșterii, adică 50%, s-a datorat efectului de dilatare termică (când temperatura unei mase de apă crește, volumul acesteia crește și el). Mai recent (2006-2018), topirea calotelor glaciare și pierderea de masă a ghețarilor montani au devenit factorul dominant care determină creșterea nivelului oceanelor (fenomen în accelerare).

4. OCEANELE PLANETARE (OCEAN)

Nivelul oceanelor a crescut cu 20 cm între 1901 și 2018 (ceea ce reprezintă o creștere mai rapidă decât în ​​orice secol din ultimii 3000 de ani, cel puțin). Totodată, rata de creștere, care era în medie +1,3 mm/an în 1901-1971, s-a accelerat: +3,7 mm/an în 2006-2018.

Oceanele lumii au cunoscut o încălzire mai rapidă în ultimul secol decât în ​​întreaga perioadă de la sfârșitul ultimei tranziții glaciare – acum aproximativ 11.000 de ani. 

Oceanul planetar captează nu doar carbonul din atmosferă, ci și căldura. În ultimele decenii a captat 91% din căldura (energie termică) generată de creșterea concentrației de GES în atmosferă. 

Pe lângă efectul asupra temperaturii și nivelului, emisiile de CO₂ produc acidificarea oceanelor. CO₂-ul se dizolvă la contactul cu apele de suprafață și le crește aciditatea. Acidul carbonic (H₂CO₃) rezultă din reacția dioxidului de carbon cu apa. O creștere a pH-ului oceanului avusese loc pe termen foarte lung (în ultimii 50 de milioane de ani), dar a scăzut în ultimele decenii la un nivel inedit pentru ultimele 2 milioane de ani. 

Acidificarea oceanelor a început să afecteze masiv biodiversitatea marină. Dizolvându-se în oceane, CO2-ul scade pH-ul apei. Aceasta devine mai corozivă față de ionii carbonați pe care numeroase specii (planctonul de la baza lanțului trofic, scoicile, crabii…) și recifurile de corali îi folosesc pentru a-și construi scheleții, cochiliile, structurile calcare.

Încălzirea oceanelor generează dezoxigenarea straturilor puțin adânci. După 1950, oxigenul este în scădere în mai multe zone ale oceanului planetar. Dezoxigenarea oceanelor reprezintă un factor de stres suplimentar pentru ecosistemele și organismele marine. 

EFECTE REGIONALE

Schimbările climatice au afectat deja toate regiunile locuite ale globului. Ele modifică mediile climatice dar și frecvența și intensitatea evenimentelor extreme, care afectează biosfera și populațiile umane la nivel local: valuri de căldură (inclusiv canicule), precipitații intense, secete agricole. Aceste manifestări sunt devastatoare pentru ecosisteme, sănătatea umană, agricultură, infrastructuri. 

În 41 din cele 45 de regiuni ale lumii definite de IPCC (Figura SPM 3), valurile de căldură au devenit mai frecvente și mai intense începând cu anii 1950, în timp ce valurile de frig au devenit peste tot mai puțin frecvente și mai puțin severe. 

România este împărțită în două regiuni: sudul în regiunea Mării Mediterane (MED), nordul în Europa Centrală și Vestică (WCE). Pentru ambele se observă o creștere a frecvenței și intensității evenimentelor cu călduri extreme, care este atribuită cu un grad de încredere mare cauzelor antropice.

Frecvența și intensitatea evenimentelor cu precipitații abundente au crescut începând cu anii 1950 în majoritatea zonelor continentale (acolo unde datele observaționale sunt suficiente pentru a scoate în evidență tendințele). În România, creșterea evenimentelor cu precipitații puternice caracterizează mai curând centrul și nordul țării. 

De asemenea, există o creștere în intensitate și frecvență a secetelor agricole în diverse regiuni ale lumii. Este cazul în ambele regiuni, MED și WCE, în care se situează România. Cauza poate fi scăderea precipitațiilor sau intensificarea evapotranspirației (determinată de temperaturile crescute), ori ambele conjugate.

Scăderea precipitațiilor și intensificarea evapotranspirației au creat condițiile pentru multiplicarea și intensificarea incendiilor de pădure.   

CAUZE

Creșterea concentrației de GES în atmosferă intensifică efectul de seră și cauzează încălzirea globală. Emisiile de GES sunt generate de utilizarea combustibililor fosili (cărbune, petrol, gaze), precum și de schimbarea utilizării suprafețelor (defrișări, afectarea zonelor umede, acoperirea solurilor cu infrastructuri etc). 

Așa cum am observat în Figura FAQ 7.1 (mai sus), creșterea concentrației de GES rupe “echilibrul radiativ” existent între energia solară care intră în sistemul climatic planetar și energia pe care aceasta o eliberează în spațiu. Energia termică (căldură) suplimentară este captată de masa imensă a oceanelor (91%), suprafețele continentelor (5%), suprafețele înghețate (3%) și doar 1% în atmosfera (gazoasă). 

Așa cum ne arată în detaliu Figura SPM.2, efectul de încălzire al emisiilor de GES este parțial compensat de efectul de răcire al emisiilor de aerosoli (particule poluante efemere, din zonele puternic populate). Fără efectul de parasol al aerosolilor emiși în atmosferă, efectul de seră al GES-urilor ar fi mai puternic și încălzirea globală ar fi semnificativ mai ridicată. 

Există efecte climatice globale și regionale determinate de evoluția în timp a bilanțului între emisiile de GES și emisiile de aerosoli. De exemplu, volumul musonilor. Scăderea volumului musonilor (înregistrată în deceniile 1950-1980) a fost cauzată de emisiile antropice de aerosoli (din emisfera nordică). În ultimele decenii, există însă o creștere a volumului musonilor. Aceasta este generată de emisiile antropice de GES, care nu mai sunt decât parțial compensate de emisiile de aerosoli.

Principalii factori de forțare radiativă sunt CO2 și CH4. Observăm că influența CH4 a crescut semnificativ în ultimul deceniu, din cauza pierderilor generate de exploatarea energiilor fosile și anumite practici agricole. Printre ceilalți factori găsim modificarea suprafețelor terenurilor (reflexie și irigare) sau trenele de condensare ale avioanelor.

Observăm de asemenea că factorii naturali (radiațiile solare, emisiile vulcanice) și variabilitatea internă a sistemului climatic au avut o influență neglijabilă asupra tendințelor climatice pe termen lung (efectul vulcanilor a existat, dar local și de scurtă durată).

Observăm, în graficul SPM.2.c, că principalul aerosol este dioxidul de sulf (SO₂). Este un gaz incolor, toxic, iritant al mucoaselor, care se dizolvă în apă, cu care formează acid sulfuros (H₂SO₃). Emisiile de dioxid de sulf poluează intens mediul, fiind cauza ploilor acide. Dioxidul de sulf este produs prin arderea materiilor fosile (precum petrolul și cărbunele) care conțin cca. 4% sulf.

În 2020, măsurile de izolare legate de criza Covid-19 au avut ca rezultat o reducere temporară, dar detectabilă a poluării aerului. Din cauza reducerii concentrației de aerosoli în atmosferă, efectul de răcire al acestora a scăzut și a avut loc o creștere ușoară și temporară a forțării radiative totale.

___

Partea a II-a a Sintezei (“Viitoruri climatice posibile”) este aici: 

Sinteza raportului IPCC: “Climate Change 2021: The Physical Science Basis” (2/2)