Kitas mokslo žingsnis, — stebimo СО₂ gausėjimo priežasčių paieška. Šeštojo dešimtmečio viduryje Hansas Suessas atrado anglies dvideginio izotopinės sudėties kitimą, o konkrečiai — kintantį izotopų ¹²C, ¹³C ir ¹⁴C santykį.

Mat fotosintezę vykdantys medžiai labiau linkę fiksuoti lengvesnį angies izotopą — ¹²C. Todėl iškastiniame kure ¹³C ir ¹⁴C izotopų mažiau, nei kitose klimato sistemose, — ir ypač ¹⁴C, kurio iškastiniame kure praktiškai nėra (¹⁴C pusinio skilimo periodas – 5700 metų, o, pavyzdžiui, 60 milijonų metų trukęs anglies periodas baigėsi prieš beveik 300 milijonų metų).

Vadinamasis „Suesso efektas“ pasireiškia ¹⁴C/¹²C santykio mažėjimu, kuris užfiksuotas pirmoje XX amžiaus pusėje. Tiesa, septintajame dešimtmetyje dėl branduolinio ginklo bandymų atmosferoje ¹⁴C smarkiai pagausėjo (įprastai šis izotopas susidaro viršutiniuose atmosferos sluoksniuose, kosminių spindulių sukurtiems neutronams veikiant azotą \((n + ^{14}_{7}N→^{14}_{6}C + p)\)), dėl to šį santykį toliau naudoti tapo nebeįmanoma.

Dabar mokslininkai stebi ¹³C/¹²C santykį atmosferos anglies dvideginyje ir fiksuoja šio santykio mažėjimą, užtikrintai siedami tai su iškastinio kuro deginimu.

Be to, dabar įvairiais metodais (kamerų metodais, turbulentinių pulsacijų metodais, palydoviniais stebėjimais ir t.t.) anglies apimtis įvairiuose klimato sistemos sluoksniuose, o taip pat anglies srautai tarp šių sluoksnių gana tiksliai įvertinti.

Įvertinti ir įvairių šakų antropogeninės anglies srautai (pramonės, energetikos, žemės ūkio ir kt.). Taip pavyko įvertinti klimato sistemos anglies ciklą ir taip pat susieti anglies dvideginio gausėjimo spartą su antropogeninėmis emisijomis.

Dar XIX amžiaus gale Svantė Augustas Arenijus supaprastintu klimato modeliu pirmą kartą įvertino globalios temperatūros pokyčio galimybes, jei atmosferos СО₂ koncentracija hipotetiškai padvigubėtų. Žingsnį nuo hipotezės link tikrovės žengė Guy Stewart Callendar, 1938 metais pirmą kartą iškėlęs prielaidą, kad Žemėje jau vyksta klimato šiltėjimas, susijęs su antropogenine anglies dvideginio emisija.

Šeštajame dešimtmetyje Gilbertas Plassas radiacinės pernašos modelio skaičiavimams panaudojo kompiuterį ir gavo ~3,5 °C oro temperatūros pakilimą, СО₂ koncentracijai padvigubėjus.

Aštuntajame dešimtmetyje Michailas Budyko panaudodamas klimatologijoje atgalinio ryšio sąvoką, parodė, kad netgi nedidelis išorinis poveikis dėl teigiamo atgalinio ryšio gali sukelti nemenkus pokyčius.

Pavyzdžiui, šiltnamio efekto sustiprėjimas dėl augančios anglies dvideginio koncentracijos didina oro temperatūrą, stiprina garavimą ir didina oro drėgnumą. Kadangi vandens garai irgi sukelia šiltnamio efektą, dėl drėgmės didėjimo atšilimas toliau stiprėja.

Dabar mokslas gerai žino žmonijos veiklos įtaką radiaciniam balansui — negana to, yra nustatytas atskirų žmonijos veiklos sričių indėlis į paviršiaus albedo pokytį, aerozolių susidarymą (tiesioginį ir netiesioginį), šiltnamio efektą sukeliančių dujų įtaką.

Pabrėžtina, kad per pirmuosius du tūkstantmečius tai kur kas svaresnis indėlis į radiacinį balansą, nei daromas natūralių faktorių. Pavyzdžiui, Saulės aktyvumo kitimas kito ne daugiau nei 0,2 W/m ², stiprių ugnikalnių išsiveržimų gali siekti 5–10 W/m ², tačiau jis labai trumpas (1–2 metai).

Bendrai, pastaraisiais dešimtmečiais stebimi pokyčiai įvairiuose Žemės klimato sistemos apvalkaluose, atitinka numanomus, sustiprėjus šiltnamio efektui.

Didėja ne tik paviršinio oro temperatūra, bet ir apatinės troposferos ir viršutinių vandenyno sluoksnių temperatūra, oro drėgmė, vandenyno lygis. Dėl perteklinės šilumos mažėja jūrinio ledo plotai, kalnų ir sausumos ledynų masė ir plotai.

Dėl šilumos sulaikymo žemutiniuose atmosferos sluoksniuose, viršutiniai sluoksniai atvėsta — atšalimas stebimas stratosferojemezosferoje. Jei dabartinį atšilimą būtų sukėlęs Saulės aktyvumo padidėjimas, troposferos, stratosferos ir mezosferos temperatūra kistų ta pačia kryptimi.

Išvystytai teorijai, patvirtintai stebėjimais, būtinas ir dar vienas patvirtinimas — sėkmingos prognozės.

Dabar mokslininkai klimatą prognozuoja gerai išvystytais skaitmeniniais klimato modeliais (arba teisingiau — Žemės sistemos modeliais), kurie pagrįsti hidrodinaminiais bendros atmosferos ir okeano cirkuliacijos modeliais, papildytais augmenijos blokais, ledo skydų dinamika, atmosferos priemaišų chaminės transformacijos blokais ir taip toliau.

Modeliai gali adekvačiai atkurti Žemės klimatologiją ir parametrų kintamumą. Klimato modelių „širdis“ — bendros atmosferos cirkuliacijos modeliai — įrodė savo prognostinę galią, pateikdami orų prognozes. Klimato prognozės skiriasi nuo orų prognozių vieninteliu dalyku – jose naudojami ne pradiniai duomenys, o tik ribiniai.

Su klimato modeliais atliekami tiek jautrumo eksperimentai (pavyzdžiui, kaip pakis klimatas, padvigubinus СО₂ koncentraciją atmosferoje, arba sukūrus aerozolinį ekraną atmosferoje, arba padidinus Saulės aktyvumą ir toliau), tiek ir realaus klimato atkūrimo eksperimentai — buvusio ar būsimo.

Norint klimatą atkurti korektiškai, būtina žinoti ribines sąlygas: pavyzdžiui, atkuriant paleоklimatą, būtina pateikti kitus orbitos parametrus (vadinamuosius Milankovičiaus ciklus), atkuriant XXI amžiaus klimatą, svarbios ekonominės prognozės (kaip kis СО₂ koncentracija).

Modelių progresas tampriai siejasi su kompiuterių skaičiavimo pajėgumų didėjimu. Kuo tikslesnis modelis ir kuo daugiau procesų jame vaizduojami akivaizdžiai (o ne parametrizuojami, tai yra, ne užrašomi kokia nors paprastesne forma), tuo didesnės skaičiavimo galios reikia.

Dabar globalūs klimato modeliai skaičiuojami 5–10 kilometrų raiška, tad, galima akivaizdžiai atkurti konvekciją. Iš viso pasaulyje yra dešimtys skirtingų klimato modelių.

Skaitmeniniai modeliai — išvystytas ir būtinas klimatologų įrankis. Juk planeta viena, laboratorinių eksperimentų su ja neatliksi. O štai skaitmeninius – maloniai prašome. Svarbiausia, kad modeli būtų adekvatus.

Modeliais gautas dar vienas svarbus lemiamos žmogaus įtakos dabartiniam atšilimui įrodymas: skaičiavimais, kuriuose atsižvelgiama tik į natūralų kintamumą, tokio temperatūros augimo atkurti nepavyko, o skaičiavimai, kuriuose atsižvelgiama į natūralų kintamumą ir antropogeninį poveikį, toks augimas atkuriamas.

Tačiau tai yra retrospektyvi prognozė (angl. hindcast): žinojome, kaip keitėsi temperatūra ir pabandėme ją atkurti pajungdami tuos ar kitus faktorius. O kaip gerai šie modeliai gali prognozuoti ateitį?

Dabar, praėjus trims-keturiems dešimtmečiams nuo pirmųjų globalios temperatūros kitimo dėl antropogeninio šiltnamio efekto stiprėjimo prognozių pasirodymo, galima lyginti pirmąsias prognozes su stebima temperatūros kaita. Bendrai, prognozuotas temperatūros augimas pasitvirtino.

Apibendrinant, svarbu pažymėti, kad dabartinių klimato pokyčių teorijos (o ir visas klimato kintamumas) pagrįstas toli gražu ne vienu grafiku, o žinių visuma: šiltnamio efekto egzistavimo fakto nustatymu, žiniomis apie jo dydį, apie šiltnamio efektą sukeliančių dujų koncentraciją ir anglies ciklą, dokumentiškai nustatytu šios koncentracijos augimu ir radiacinio disbalanso (skirtumo tarp Žemės gaunamos ir išspinduliuojamos energijos) stiprėjimu, izotopiniais iškastinio kuro deginimo įtakos ŠES dujų koncentracijos didėjimui įrodymais.

Stebimi įvairių klimato rodiklių pokyčiai atitinka prognozuojamus dėl šiltnamio efekto sustiprėjimo: temperatūros augimą žemutiniuose atmosferos sluoksniuose ir augimą – viršutiniuose. Skaitmeniniai klimato modeliai dabartinį atšilimą atkuria tik atsižvelgus į visus faktorius (natūralius ir antropogeninius), o panaudojant šiuos modelius daugiau nei prieš 30 metų sudarytos prognozės, pasitvirtina.

Remiantis aukščiau išdėstyta mokslo baze, apsiginklavus šio klausimo istorija ir įrodymais, nesunku suprasti, kad ne uodega vizgina šunį (ne temperatūrinių pokyčių grafikas diktuoja teorijos derinimą), o šuo — uodegą (antropogeninis šiltnamio efekto stiprinimas lemia daugybės klimato rodiklių, tarp kurių ir temperatūra, kaitą).

Klimatologai nėra vieninteliai, kurių išvadas stengiamasi paskelbti sąmokslo produktu, galingų interesų grupių, siekiančių pasipelnyti iš visuomenės bauginimo, darbo rezultatu. Yra žmonių, vadinančių ŽIV farmacijos kompanijų išradimu, yra manančių, kad karai ir revoliucijos prasideda, panorėjus slaptai pasaulinei vyriausybei.

Tokie paaiškinimai visada būna neįmantrūs ir, svarbiausia, palieka vietos optimizmui: nugalėti slaptus sąmokslininkus, be jokios abejonės lengviau, nei bejausmius fizikos dėsnius.

Tačiau fizikos neapgausi. Globali klimato kaita vyksta prieš mūsų akis, gamta tampa vis mažiau įprasta. Ir žmogaus ekonominė veikla šiuos procesus smarkiai greitina ir stiprina. Deja, tai nėra klimatologų pramanas.

Komentarai ()