To nie CO2 zmienia klimat a klimat decyduje o ilości CO2 | |
Wpisał: Przybysz i Klimek | |
13.07.2011. | |
To nie CO2 zmienia klimat a klimat decyduje o ilości CO2[ popularny wykład, który nawet co inteligentniejszy poseł może zrozumieć. MD] dr inż. Edward Przybysz & mgr inż. Wiesław Klimek
07.07.2011 http://klimat.nowyekran.pl/post/19980,to-nie-co2-zmienia-klimat-a-klimat-decyduje-o-ilosci-co2 Protest polskich naukowców przeciwko wprowadzeniu pakietu klimatycznego. Przyjęty w Unii Europejskiej pakiet energetyczno - klimatyczny w celu ograniczania emisji dwutlenku węgla i handlu uprawnieniami do jego emisji jest nieuzasadnionym i nieroztropnym programem. Sztuczna regulacja CO2 jest bardzo kosztownym oraz anty-gospodarczym działaniem ograniczającym zastosowanie tańszych technologii i może wywołać bardzo głęboki kryzys gospodarczy. Program pakietu klimatycznego jest sprzeczny z przyjętym Traktatem lizbońskim. Polska podpisała Traktat ustanawiający Wspólnotę Europejską oraz Traktat o funkcjonowaniu Unii Europejskiej, w którym zobowiązała się popierać rozwój możliwie najwyższego poziomu wiedzy swojego narodu przez szeroki dostęp do edukacji oraz stałe uaktualnianie wiedzy. Do takiego rozwoju powinna dążyć i najwyższego poziomu wiedzy swojego narodu bronić. Polska posiada ok. 9 mln ha lasów które potrzebują rocznie do swojego wzrostu ponad 3,2 mld ton CO2. Brakuje do pełnego wzrostu naszych lasów co najmniej 300 mln ton a nawet 500 mln ton tego życiodajnego gazu. Program Unii Europejskiej ogranicza nam antropogeniczną (pochodzącą z przemysłu) roczną produkcję dwutlenku węgla w ilości 280 mln ton. Za każdą dodatkową tonę emisji dwutlenku węgla ponad wyznaczony limit tj. 208 mln ton, będziemy płacić już 20 Euro. Roczne koszty wprowadzenia programu klimatycznego dla Polski szacowane są obecnie na kwotę 5 - 15 mld zł i będą wzrastały. W przyszłości planuje się jeszcze zmniejszenie wyznaczonego nam teraz limitu. Dlaczego więc musimy wprowadzać program ograniczania dwutlenku węgla ze szkodą dla naszych lasów oraz pól uprawnych i jeszcze za to słono płacić?
Informacje na temat globalnego wzrostu ilości CO2 w atmosferze okołoziemskiej są mało precyzyjne i dlatego nieprawdziwe ponieważ nie mamy dostatecznej ilości pomiarów składu powietrza atmosferycznego na różnej wysokości i szerokości oraz długości geograficznej troposfery (troposfera 10 km stratosfera 80 km jonosfera 100-200 km). Pełnych badań w jednym czasie na całym obszarze i przestrzeni troposfery okołoziemskiej nigdy nie przeprowadzono. Pełnej diagnozy przyrostu dwutlenku węgla w całej przestrzeni nie są w stanie wykonać razem wzięte wszystkie laboratoria badawcze na świecie przy tak niewielkich wahaniach ilościowych, rzędu jeden, dwa promile. Np. w jednym punkcie na powierzchni Ziemi dokonano pomiaru zawartości dwutlenku węgla i stwierdzono, że koncentracja CO2 osiągnęła: (cytat) „rekordowo wysoki poziom 387 ppm”, gdyż wcześniej w innym punkcie stwierdzono ilość na poziomie 286 ppm, czyli z 0,28 % wzrosło do 0,39 %. Niewielka różnica ilościowa i trudna do weryfikacji dla całego globu. Dwutlenek węgla jako makroelement powietrza atmosferycznego jest najcięższy z wymienionych trzech makroskładników. W związku z tym będzie koncentrował się bliżej powierzchni skorupy ziemskiej. Będąc gazem ulega większej dyfuzji i dlatego może występować w dużym rozproszeniu w wyższych strefach przestrzeni troposfery. Gdy osiągnie temperaturę minus 12°C zamieni się w ciecz a następnie w lód, z wyższej opadnie w niższą strefę. Rozproszony dwutlenek węgla w ilości poniżej pół procenta w strefie okołoziemskiej powietrza atmosferycznego jest efektem procesów spalania (utleniania) - przemian energetycznych zachodzących w organizmach żywych biosfery. Przyroda i fauna jest głównym źródłem zasilania powietrza atmosferycznego w dwutlenek węgla, a flora jest jego konsumentem. W bilansie globalnym antropogeniczna ilość CO2 ma co najwyżej znaczenie śladowe. Natomiast głównym źródłem energii cieplnej jest promieniowanie słoneczne. Antropogeniczna produkcja dwutlenku węgla jako efekt działalności gospodarczej człowieka - polegająca na spalaniu głównie atomów węgla we wszystkich rodzajach paliw i przekładająca się na wzrost ciepła na powierzchni Ziemi - jest znikoma. Suma rocznej ilości energii cieplnej pochodzenia antropogenicznego jest ponad stukrotnie mniejsza od ilości energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi, tylko w ciągu jednej doby. Te niewspółmierne wielkości świadczą, że działalność człowieka nie ma żadnego wpływu na zjawiska przyrodnicze, gdyż ilość ciepła docierającego ze słońca jest 40 tysięcy razy większa od ilości ciepła powstałego ze spalania węgla (łącznie ze wszystkich rodzajów paliw). Niektóre ośrodki badawcze podają, że jest nawet 200 tysięcy razy większa i zależy od szerokości geograficznej punktu pomiaru. Ilość ciepła dostarczanego z głębi Ziemi również przekracza ilości energii cieplnej uzyskanej ze spalania wszystkich kopalnych surowców energetycznych. Sztuczne ograniczanie emisji jest więc bezcelowe, skoro przyroda może to uczynić bardziej intensywnie (tak zwiększyć jak i zmniejszyć ilości CO2), i zniwelować każdy wysiłek regulacyjny człowieka. To ilość ciepła docierająca ze słońca decyduje o klimacie oraz wzroście biosfery i ma decydujący wpływ na ilość CO2 w powietrzu atmosferycznym, a nie odwrotnie. CO2 jest gazem obojętnym, bezbarwnym i bezwonnym, w powietrzu atmosferycznym obecny jest w niewielkiej ilości (poniżej 0,5 %) w postaci rozproszonej. Obecność tego składnika w powietrzu nie ma wpływu na jakość przenikania promieni słonecznych przez atmosferę (nie zmienia w sposób znaczący własności powietrza atmosferycznego), jak również ilość dwutlenku węgla w powietrzu nie zwiększa dawki energii słonecznej i absorpcji jej przez powierzchnię skorupy ziemskiej w porównaniu z np. tlenem atmosferycznym.
Czy mamy obecnie do czynienia z ociepleniem klimatu czy z oziębieniem, opinie są podzielone. Odpowiedz na to pytanie nie jest możliwa, gdyż wymaga dokładnej analizy dłuższego przedziału czasowego (czasokres 100 – 1000 lat). Nikt tego jeszcze nie dokonał. Krótki okres pomiarowy nie daje pewnych podstaw to tworzenia w pełni wiarygodnych modeli zmian termicznych na powierzchni Ziemi. Wzrost średniej temperatury rocznej o pół stopnia Celsjusza w ostatniej dekadzie nie daje podstaw do twierdzenia, że za 40 lat średnia roczna temperatura wzrośnie o dwa stopnie i nastąpi totalna zmiana klimatu. Z geologii historycznej wiemy, że są to zjawiska cykliczne na które człowiek nigdy nie miał wpływu. Z analizy okresów interglacjalnych wynika, że znajdujemy się w końcowym etapie ostatniego, i dopiero za ok. 10.000 – 20.000 lat przewidywane może być kolejne zlodowacenie. Nie ma nawet jednego dowodu ani jakiejkolwiek przesłanki, że przyrost ilości CO2 powoduje ocieplenie klimatu. Wpływ wzrostu ilości dwutlenku węgla na ocieplenie klimatu jest zerowy. Natomiast obniżenie ilości dwutlenku węgla mogłoby zagrozić wzrostowi biosfery i życiu biologicznemu na Ziemi. Nie nadmiar tego gazu jest zagrożeniem a brak jego może zmniejszyć przyrost biomasy i zahamować rozwój życia biologicznego. Dopóki w skorupie ziemskiej będzie miejsce dla biosfery, dopóty o ilości CO2 będzie decydowała przyroda pobudzana energią słoneczną. Geosystem współzależności procesów zachodzących w litosferze, hydrosferze, atmosferze i biosferze reguluje zawartość CO2 - makroskładnika atmosfery. Ilość energii słonecznej decyduje o klimacie a ten o ilości CO2 w powietrzu, a nie odwrotnie. Traktowanie więc dwutlenku węgla jako czynnika odpowiedzialnego za ocieplające zmiany klimatyczne jest wyraźnie informacją fałszywą i pod względem ekonomicznym wielce szkodliwą. Ograniczanie ilości CO2 (jak widać na przykładzie polskich lasów i produkcji rolniczej) jest równocześnie działaniem na rzecz hamowania rozwoju przyrody i wzrostu biosfery. Podstawowym i głównym źródłem ciepła na Ziemi jest energia promieniowania słonecznego. Dzięki tej energii zachodzą zjawiska fizyko – chemiczne w atmosferze i zostaje zamieniona ona na inne rodzaje energii w różnych, często bardzo złożonych procesach termodynamicznych. Energia promieniowania słonecznego docierającego do atmosfery ziemskiej jest dosyć dokładnym odwzorowaniem promieniowania ciała doskonale czarnego o temperaturze 5900 oC. Niewielka różnica wynika ze zjawisk zachodzących w atmosferze okołosłonecznej. Promieniowanie słoneczne docierające do atmosfery ziemskiej ulega pochłanianiu (absorpcji), rozproszeniu i odbiciu. Rozpraszanie przebiega w różnych kierunkach, i zależy od długości fali. W kierunku poprzecznym najsilniej jest rozpraszane promieniowanie o krótkich długościach fali, a więc ultrafioletowe i niebieskie, stąd obserwowana barwa nieba. Odbicie następuje głównie od dużych cząstek pary wodnej (warstwy chmurowej) oraz w zależności od długości padającej fali świetlnej. Pochłanianiu (absorpcji) ulega głównie promieniowanie ultrafioletowe i część widzialna widma światła słonecznego. Całkowita ilość odbitego promieniowania od powierzchni Ziemi oraz od atmosfery łącznie z rozproszeniem w przestrzeń kosmiczną, do ilości padającego promieniowania całego widma słonecznego wynosi około 0,3 i nosi nazwę albedo Ziemi. Do powierzchni skorupy ziemskiej dociera więc ok. 70% promieniowania słonecznego. Średnie promieniowanie słoneczne E na zewnątrz atmosfery wynosi 1390 W na metr kwadratowy (1438 W/m² w perihelium, 1345 W/m² w aphelium). Ilość promieniowania docierającego do górnych warstw atmosfery od planet układu słonecznego, księżyca, gwiazd i obiektów nieba jest milion razy mniejsza od promieniowania słonecznego i dlatego może nie być brana pod uwagę. Należy tutaj wspomnieć o energii cieplnej wnętrza kuli ziemskiej. Jądro Ziemi jest rozgrzane wskutek rozpadu pierwiastków radioaktywnych, a także wskutek ciśnienia będącego rezultatem sił grawitacyjnych. Ilość ciepła wnętrza Ziemi która dociera do powierzchni jest znikoma w porównaniu z energią słoneczną. Ocenia się ją na około jedną tysięczną kalorii na metr kwadratowy powierzchni w ciągu 1 sekundy, i w przeciwieństwie do zwielokrotnionej ilości energii słonecznej jest ona niewielka. Mówiąc inaczej, ilość energii promieniowania słonecznego dziesięć tysięcy razy przekracza promieniowanie pochodzące z powierzchni Ziemi. Tę wielkość można byłoby również pominąć w bilansie energetycznym gdyby nie fakt, że ilość ciepła pochodzącego z wnętrza Ziemi jest wielokrotnie większa od ilości ciepła uzyskanego ze spalenia wszystkich razem surowców energetycznych wydobywanych przez przemysł górniczy na świecie. Zestawienie tych danych przybliża nam wielkość skali zjawiska i daje możliwości porównawcze. Dokonując więc bilansu cieplnego na powierzchni Ziemi należy stwierdzić, iż liczącą się i jedyną miarodajną energią jest wyłącznie moc promieniowania słonecznego. Gazowa otoczka Ziemi w postaci powietrza atmosferycznego ma zasadnicze znaczenie w przekazywaniu energii słonecznej do powierzchni Ziemi, jak też oddawaniu ciepła przez Ziemię w przestrzeń kosmiczną. Pomiary wykazują duży stopień jednorodności powietrza atmosferycznego w odniesieniu do jego podstawowych składników w warstwie do wysokości 50 km. Głównym czynnikiem transportu poszczególnych składników powietrza podlegających dyfuzji jest ciśnienie umożliwiające powstawanie pionowych kanałów transmisji. W strefie powyżej 50 km zaczynają się procesy dysocjacji i rekombinacji molekuł gazów atmosferycznych prowadzące do lokalnych zmian w składzie atmosfery pod wpływem promieniowania słonecznego. Promieniowanie energii z powierzchni Ziemi odpowiada prawie dokładnie promieniowaniu ciała doskonale czarnego o temperaturze 270° – 280°K. Cała energia tego promieniowania przypada na obszar dalekiej podczerwieni w zakresie widmowym od 5 µm, z maksimum ok. 13 µm. Wypromieniowywanie części energii z powierzchni Ziemi w przestrzeń kosmiczną, bez przeszkód jest możliwa poprzez tzw. okno atmosferyczne, w przedziale widmowym od 8 µm do ok. 12 µm. Jest to przedział wolny od pasm absorpcyjnych głównych składników atmosfery, w tym również dwutlenku węgla. Ilość CO2 w powietrzu nie wpływa na ilość promieniowania energii w tym zakresie widmowym. Nie należy tutaj pominąć ważnego zjawiska polegającego na zdolności utrzymywania przez atmosferę prawie stałej temperatury. Wypromieniowywanie energii z powierzchni Ziemi odbywa się wyłącznie poprzez kolejne warstwy atmosfery od najniższej aż do przestrzeni kosmicznej, zarówno w kierunku warstwy leżącej wyżej jak i w kierunku powierzchni Ziemi. Dlatego znaczna część energii wypromieniowanej przez Ziemię wraca do niej z powrotem. Powoduje to, że temperatura Ziemi ustala się na pewnym określonym poziomie, bardziej stabilnym niż zachodziło by to przy braku atmosfery. Dzięki temu temperatura na Ziemi podczas nocy nie spada do temperatur bliskich przestrzeni kosmicznej. Efekt ten, polegający na dużej przezroczystości atmosfery dla promieniowania słonecznego i dużej nieprzezroczystości dla podczerwonego promieniowania Ziemi, nazywa się (niesłusznie) efektem inspektowym lub efektem cieplarnianym, poprzez analogię do procesu podnoszenia temperatury w szklarniach. Podwyższenie ilości dwutlenku węgla w powietrzu nie wpływa na ilość przesyłanej energii i nie ma również wpływu na wyżej wymienione zmiany temperaturowe. Obecna ilość CO2 absorbuje energię promienistą w zakresie długości fali charakterystycznej dla pasm dwutlenku węgla. Zwiększona nawet wielokrotnie ilość CO2 w powietrzu nie spowoduje dodatkowej absorpcji energii. Natomiast w świecie roślinnym komórki zawierają chloroplasty i swą zieloną barwę zawdzięczają zawartości chlorofilu. W chloroplastach zachodzi proces przemiany materii zwany fotosyntezą i różni się zasadniczo od przemian zachodzących u zwierząt i ludzi. Chloroplasty pośredniczą we wchłanianiu energii promienistej Słońca i wykorzystują ją jako źródło siły do budowy materiału organicznego z wody i dwutlenku węgla czerpanego z atmosfery. W procesie tym uwalniany jest tlen. Należy tutaj wspomnieć o znaczeniu tego zjawiska w biosferze ze względu na to, że są jedynymi organizmami żyjącymi na Ziemi, które potrafią budować kompleksowo związki organiczne takie jak: białko, skrobię, tłuszcze i np. celulozę, ligninę. Wytwarzana w ten sposób roczna produkcja substancji organicznych (flory) oceniana jest na ponad 200 miliardów ton. Spalanie natomiast materii energetycznej w organizmach żywych fauny powoduje emisję CO2 i ubytek tlenu w atmosferze, który jest filtrem promieni słonecznych. Pozyskany w ten sposób dwutlenek węgla zostaje zagospodarowany do wytworzenia większej masy organicznej (flory), uwalniając jednocześnie tlen. Samoregulujący proces sprzężenia zwrotnego w biosferze przywraca stan równowagi w powietrzu atmosferycznym i stałości składu jego podstawowych składników, który tworzony był przez wiele milionów lat w różnych złożonych procesach ewolucyjnych. Proces spalania paliw stałych, płynnych i gazowych w wyniku działalności człowieka emituje dwutlenek węgla, tylko jego ilość w porównaniu z ilością pochodzącą ze świata ożywionego i nieożywionego jest minimalny i nie ma wpływu na przyrost ilości w atmosferze. Obserwacje geologiczne i glacjologiczne wskazują bowiem, że od prawieków najpierw klimat się ogrzewał, a dopiero potem wzrastał poziom CO2 w atmosferze. Tak się dzieje, ponieważ CO2 gorzej rozpuszcza się w wodzie o wyższej temperaturze, cieplejszy ocean (jest w nim 50 razy więcej CO2 niż w atmosferze) powoduje zatem większe wydychanie tego gazu do atmosfery. Niepokój mogą budzić natomiast procesy w wyniku których następuje wypuszczanie do atmosfery związków do tej pory w niej nie występujących lub wpływających na zmniejszenie procesów fotosyntezy w skali globalnej. Przykładem może być zanieczyszczenie wód oceanicznych ropą naftową, które pogarszają warunki rozpuszczania CO2 w wodzie i tym samym ograniczają procesy fotosyntezy mające wpływ na zmiany klimatu. Opracowali: dr inż. Edward Przybysz & mgr inż. Wiesław Klimek |