|
System klimatyczny jest złożony. Jest
sterowany przez zjawiska zachodzące zarówno w atmosferze, jak i oceanach oraz przez inne
elementy systemu, takie jak: kriosfera ( lodowce górskie, lód morski i lądolody),
geosfera ( lądowa część powierzchni Ziemi ) i biosfera (organizmy żyjące w oceanach
i na lądach ).Elementy te są powiązane licznymi sprzężeniami trudnymi do
prognozowania, ponieważ różne procesy
i zjawiska występują w bardzo szerokiej skali czasowej. Zasięg czasowy typowego
sprzężenia zwrotnego zachodzącego pomiędzy różnymi elementami w systemie
klimatycznym waha się od pojedynczego dnia do milionów lat.
Podstawowym procesem sterującym systemem klimatycznym jest promieniowanie słoneczne. Atmosfera ziemska jest prawie zupełnie
przeźroczysta dla dochodzącego do niej krótkofalowego promieniowania Słońca ,w
związku z czym powietrze nie nagrzewa się bezpośrednio od niego zbyt mocno. Energia
słoneczna natomiast powoduje nagrzewanie się powierzchni Ziemi , która następnie
wypromieniowuje otrzymane ciepło w postaci promieniowania długofalowego absorbowanego
przez niektóre gazy , ogrzewając w ten sposób atmosferę.
Wielkość ocieplenia spowodowana promieniowaniem słonecznym jest uzależniona od
charakteru powierzchni Ziemi. Zarówno ocean, jak i ląd ogrzewają się niejednakowo,
podobnie jak tereny porośnięte roślinnością absorbują i odbijają energię
słoneczną w innym stopniu niż pustynie czy pokrywa lodowa. W ten sposób
zróżnicowanie powierzchni ziemskiej prowadzi do nierównomiernego rozkładu energii na
powierzchni Ziemi.
Oceany mają znaczny wpływ na współczesny klimat .Na przykład powierzchniowe,
dryfto-we prądy morskie, takie jak Golfsztrom, przenoszą ze sobą ogromne ilości
ciepła z niskich szerokości geograficznych do rejonów chłodniejszych, ogrzewając w
ten sposób sąsiadujące z nim powietrze. Inne prądy powierzchniowe niosą zimną wodę
w kierunku równika, która działa ochładzająco na atmosferę. Gdzie indziej, szczególnie na zachodnich wybrzeżach
kontynentów, wiatry powodują odpływ wód powierzchniowych, a wtedy zimne wody
głębinowe zastępują je, również powodując ochładzanie się atmosfery.
Głębinowe prądy morskie oddziałują na długo okresowe zmiany klimatu. W
większości oceanów wody powierzchniowe charakteryzuje wyższa temperatura i mniejsza
gęstość niż wód położonych głębiej. Dlatego utrudnione jest przemieszczanie się
wód powierzchniowych do strefy głębokiego oceanu. Tylko w niektórych regionach,
szczególnie w okolicach Antarktydy
oraz północno - zachodniego Oceanu Atlantyckiego, występują specyficzne warunki
parowania (zwiększające zasolenie wody), gdzie zimowe ochłodzenie prowadzi do
zwiększania się gęstości wody i tym samym umożliwia pionową wymianę wód morskich. Ten proces formowania się wód głębinowych jest nadal
nie do końca rozpoznany, lecz niewątpliwie bardzo ważny. Jest to podstawowy proces
transportu ciepła i rozpuszczonego węgla z wód powierzchniowych do głębin
oceanicznych, gdzie może on pozostawać przez
tysiąclecia lub dłużej. Zmiany w dynamice głębinowych prądów morskich mogły
stanowić jedną z naturalnych przyczyn fluktuacji klimatu w przeszłości, zaś udział
tego procesu w magazynowaniu i emitowaniu "nadmiaru" węgla może
współoddziaływać z czynnikami antropogenicznymi na
zmiany klimatu w przyszłości.
Powierzchnia lodu odbija znaczną część dochodzącego promieniowania słonecznego z
powrotem w przestrzeń kosmiczną. Zatem każda zmiana w ilości lodu i śniegu
pokrywającego powierzchnię Ziemi - a niektóre modele klimatyczne sugerują, że pokrywa
lodowa Morza Arktycznego może zniknąć w cieplejszym klimacie - spowoduje zmiany w
ilości promieniowania słonecznego pochłanianego przez powierzchnię Ziemi.
Rola biosfery w systemie klimatycznym jest nadal niezbyt
dobrze zrozumiała. Na biosferę składają się żywe organizmy zamieszkujące lądy
i morza. Stanowią one element systemu klimatycznego, odgrywający ważną rolę w obiegu
węgla. Ponadto roślinność lądowa wpływa na wielkość promieniowania i odbicia,
bilans ciepła, wilgotność, a także wymianę energii - czyli czynniki kształtujące
klimat. Ze względu na złożoność procesów biologicznych naukowcy mogą jedynie bardzo
ogólnie oszacować rolę biosfery w systemie klimatycznym. Trzeba będzie przeprowadzić
jeszcze wiele badań, aby określić ilościowo udział biosfery w zmianach klimatu.
Pozostało jeszcze wiele do poznania również jeżeli chodzi o atmosferę. I
chociaż atmosfera jest w szerokim zakresie badana i modelowana ( szczególnie dla potrzeb
prognoz pogody ), pozostaje jeszcze wiele niepewności związanych ze zmiennością
klimatu. Jedną z największych niewiadomych pozostaje rola chmur. Czy odgrywają one
rolę ochładzającą poprzez przechwytywanie i odbijanie promieni słonecznych, czy
ocieplającą poprzez zmniejszanie promieniowania ziemskiego? Obserwacje satelitarne wykazują, że
prawdopodobnie chmury oddziałują na obydwa wymienione sposoby, lecz wynik tego
oddziaływania pozostaje nadal nieokreślony. Jeszcze mniej pewny jest rezultat tego
oddziaływania w przypadku wystąpienia globalnego
ocieplenia. Zmiany wielkości zachmurzenia oraz rodzaju chmur mogą zwiększyć ocieplenie
( pozytywne sprzężenie ) lub je zmniejszyć ( negatywne sprzężenie ). Kolejną
niewiadomą jest stopień wymiany gazowej i cieplnej pomiędzy atmosferą i innymi elementami
systemu klimatycznego.
Należy przeprowadzić znacznie więcej badań w celu ułatwienia naukowcom
prognozowanie nadchodzących zmian klimatu. Według Międzyrządowego Zespołu ds.
Zmian Klimatu ( IPCC ), aby ulepszyć możliwości prognozowania , musimy lepiej
zrozumieć różne procesy klimatyczne, szczególnie te związane z chmurami, oceanami i
obiegiem węgla. Powinniśmy także udoskonalać systematyczne obserwacje elementów
meteorologicznych w skali globalnej, kontynuować badania zmian klimatu w przyszłości, rozwijać prace nad modelami ziemskiego systemu
klimatycznego, zwiększać poparcie dla krajowych i międzynarodowych działań naukowych
na rzecz klimatu - szczególnie w krajach rozwijających się, jak również ułatwić
międzynarodową wymianę danych klimatycznych.
Źródło: AURA |
