Ne încălzim sau ne răcim?

Vorbim din ce în ce mai des în ultima vreme despre încălzirea globală și despre schimbările climatice. Auzim din ce în ce mai des relatări despre furtuni care produc ploi intense, grindină sau chiar tornade, sau despre valuri de căldură care duc la noi recorduri de temperatură în diferite regiuni ale Pămîntului. Odată ce temperatura medie globală crește (ca urmare a creșterii concentrației gazelor cu efect de seră din atmosferă – de exemplu, dioxidul de carbon), crește și probabilitatea să apară fenomene meteorologice extreme, cum ar fi valurile de căldură. Alte fenomene extreme, însă, par să contrazică această idee a încălzirii globale. Cum se face că încă mai avem viscole și furtuni de zăpadă dacă există încălzire globală? Un senator american chiar a adus în 2015 un bulgăre de zăpadă în Senat ca dovadă că nu există încălzire globală.

Pentru a răspunde la această întrebare trebuie să pornim de la conceptele de vreme/climă și încălzire globală/schimbări climatice. Putem spune, forțînd puțin analogia, că vremea este față de climă ceea ce este o fotografie față de un film. Vremea (fotografia) reprezintă condițiile atmosferice la un anumit moment de timp și pentru un anumit loc. Vremea este în continuă schimbare. Clima (filmul) reprezintă media pe termen lung (cel puțin 30 de ani, după cum o definesc climatologii) a vremii. Numărul de viscole dintr-un anumit an ține de vreme, iar schimbarea pe o perioadă lungă de timp a numărului anual de viscole ține de climă. În ceea ce privește încălzirea globală, aceasta reprezintă creșterea pe termen lung a temperaturii medii globale ca urmare a activității oamenilor. Schimbările climatice sînt adesea legate de încălzirea globală, dar includ printre altele și schimbări în distribuția regională a precipitațiilor și vîntului, creșterea nivelului mării sau topirea ghețarilor. Schimbările climatice sînt o consecință a activităților umane, dar pot avea și cauze naturale, cum sînt erupțiile vulcanice. În analogia cu filmul, încălzirea globală este o parte din scenariul filmului reprezentat de schimbările climatice. 

Încălzirea globală nu înseamnă, pur și simplu, o creștere liniară și uniformă a temperaturilor la nivel global. O astfel de creștere a temperaturii medii globale ar putea duce, în timp, la dispariția viscolelor, a furtunilor cu zăpadă și chiar a ninsorii. Schimbările climatice produse de creșterea temperaturii medii globale sînt mult mai complexe. În România, unde iernile pot varia semnificativ, acest paradox este deosebit de vizibil. Anii cu ierni blînde pot fi urmați de ani cu ninsori abundente și temperaturi foarte scăzute. Acest lucru poate părea în contradicție cu noțiunea de încălzire globală, dar este de fapt un simptom al schimbărilor climatice în desfășurare.

Pămîntul a trecut printr-o serie de schimbări climatice majore. Astfel, de-a lungul istoriei Pămîntului, au existat perioade reci (glaciare), cînd temperatura medie globală era mai scăzută comparativ cu perioadele recente, emisfera nordică era acoperită de gheață, iar nivelul mării era scăzut. Au urmat perioade calde (interglaciare), cu temperaturi mai blînde, cînd gheața se retrage către nord și pe vîrfurile munților, iar nivelul mării era comparabil cu cel de astăzi. Aceste oscilații între perioade mai reci și perioade mai calde formează cicluri glaciare-interglaciare cu durată de mii de ani. Cauza principală a acestor schimbări climatice, numite „cicluri Milankovici”, după numele inginerului sîrb Milutin Milankovici (1879-1958), o reprezintă modificările orbitei Pămîntului. În timp, orbita Pămîntului în jurul Soarelui trece dintr-o formă aproximativ circulară într-una eliptică, iar înclinarea axei de rotație a Pămîntului poate varia cu aproximativ 2 grade. Ceea ce rezultă din aceste modificări este o schimbare a cantității de energie solară care ajunge la suprafața Pămîntului. Desigur, schimbările în concentrațiile gazelor cu efect de seră, modificări ale plăcilor tectonice, activitatea vulcanică și curenții oceanici contribuie, de asemenea, la trecerea de la perioadele glaciale la perioadele interglaciare.

Acum 145 milioane de ani, într-o perioadă numită Cretacic, clima era atît de caldă (aproximativ 30° C comparativ cu temperatura medie globală din prezent, de aproximativ 15° C) și umedă, încît la poli creșteau plante asemănătoare unor palmieri, iar dinozaurii populau uscatul. Acest climat mai cald a fost, probabil, rezultatul valorilor mari ale concentrațiilor de gaze cu efect de seră (concentrația dioxidului de carbon era de aproximativ 1.000 de părți pe milion în Cretacic, comparativ cu 420 de părți pe milion în prezent), posibil din cauza activității vulcanice crescute. Mai aproape de vremurile noastre, acum 130.000 de ani, în timpul Eemianului, a existat o perioadă interglaciară cu o temperatură medie globală mai mare cu 2-3° C și cu un nivel al mării mai mare cu 5-8 metri comparativ cu valorile din prezent. Această perioadă a fost urmată de o perioadă glaciară. De fapt, aceasta a fost ultima eră glaciară. S-a petrecut aproximativ în intervalul de 115.000 și 117.00 de ani în urmă. A fost caracterizată de temperaturi scăzute, de extinderea ghețarilor și de scăderea nivelului mării. În acest interval se remarcă Epoca de Gheață de acum 26.000-19.000 de ani. La acea vreme, temperaturile erau cu 5-10° C mai scăzute, iar precipitațiile erau mult mai reduse. Mare parte din suprafața terestră era acoperită cu gheață, iar mamuții populau zonele terestre. Reconstituirile pe baza sedimentelor din Lacul Sfînta Ana, cea mai veche arhivă naturală lacustră din România, ne arată că, în timpul Epocii de Gheață, clima a fost rece și uscată, iar vîntul a suflat cu putere. Pentru a supraviețui acestor condiții, unele specii de plante și animale s-au retras în refugii glaciare, zone în care condițiile climatice erau mai blînde.

În prezent ne aflăm într-o perioadă interglaciară numită Holocen, care a început acum aproximativ 11.700 de ani. De-a lungul acestei perioade, temperaturile au început să se stabilizeze, oferind condițiile necesare pentru dezvoltarea agriculturii și a așezărilor umane permanente. Gheața și zăpada erau prezente tot timpul anului în zona polilor și sezonier la latitudini mai joase. Însă, acum mai bine de 150 de ani, lucrurile au început să se schimbe. Dacă pînă acum aceste schimbări climatice aveau cauze naturale, în prezent trebuie să includem și impactul activității noastre, a oamenilor, asupra acestor schimbări. Odată cu Revoluția Industrială, combustibilii fosili (cărbune, petrol, gaze naturale) au devenit principala sursă de energie utilizată la nivel global. Prin arderea lor se eliberează, printre altele, dioxid de carbon. Deși concentrația acestui gaz în atmosferă este foarte mică, dioxidul de carbon joacă un rol crucial în menținerea echilibrului termic al Pămîntului. Împreună cu alte gaze cu efect de seră, cum ar fi metanul, dioxidul de carbon acționează ca o „pătură” în jurul planetei noastre, menținînd temperatura medie globală la aproximativ 15° C. În ultimii 800.000 de ani, atît concentrația de dioxid de carbon din atmosferă, cît și temperatura au crescut și au scăzut în mod ciclic (ciclurile glaciar-integlaciar). Am putea spune astfel că dioxidul de carbon reprezintă un termostat pentru reglarea și menținerea temperaturii medii globale a Pămîntului. Pentru ultimele cîteva mii de ani, concentrația de dioxid de carbon din atmosferă a fost stabilă, între 200 și 300 de părți pe milion. În prezent, am atins un maximum de 420 de părți pe milion, iar această valoare este în continuă creștere. Ultima dată cînd am avut valori atît de ridicate ale concentrației dioxidului de carbon a fost acum mai bine de trei milioane de ani, în mijlocul Pliocenului.     

Studiul paleoclimatului și al erelor glaciare ne oferă o perspectivă asupra modului în care clima s-a schimbat în trecut și a factorilor care au contribuit la aceste schimbări. Prin analiza, de exemplu, a straturilor de gheață din Groenlanda și Antarctica, a sedimentelor din lacuri, cercetătorii au identificat legăturile între variabile, precum concentrația gazelor cu efect de seră și temperatură, oferind astfel un context pentru a înțelege schimbările climatice actuale și potențialul răspuns al sistemului climatic la modificările viitoare. Ceea ce se întîmplă în prezent nu reprezintă un trend natural, ci mai degrabă unul indus de activitatea umană recentă. Dacă am fi urmat un trend natural, adică cel fără activitatea umană, în prezent Pămîntul ar fi putut fi pe un drum către o nouă eră glaciară în viitorul îndepărtat, deoarece anumiți parametri ai ciclurilor Milankovici sînt într-o fază care ar putea favoriza răcirea. Cu toate acestea, tranziția către o nouă eră glaciară ar fi fost una lentă și nu neapărat iminentă.

Încălzirea recentă este așadar fără precedent, mult mai rapidă decît tranzițiile naturale de la perioadele glaciare la cele interglaciare. Tranziția de la ultima eră glaciară la cea interglaciară a însemnat o creștere a temperaturii medii globale cu 4º C. Însă această creștere a avut loc pe o perioadă de 12.000 de ani. Creșterea temperaturii medii globale este în prezent de aproximativ 1,2º C față de perioada preindustrială (1850-1900). Impactul acestei creșteri rapide a temperaturii medii globale poate fi observat deja. Comparativ cu perioada preindustrială, valurile de căldură sînt acum mai frecvente, mai intense și au o durată mai mare. Furtunile, alimentate de o cantitate mai mare de vapori de apă din atmosferă, produc mai frecvent grindină de mari dimensiuni și vînt intens. Plouă mai mult în anumite regiuni (inundații) și mai puțin în altele (secetă) deoarece distribuția și intensitatea precipitațiilor se modifică. În multe regiuni, iernile sînt în medie mai blînde, cu temperaturi mai ridicate și mai puțină zăpadă. Dar asta nu înseamnă dispariția ninsorilor intense sau a viscolelor. Paradoxal, însă, schimbările climatice, prin modificarea circulației atmosferice, pot duce chiar la perioade prelungite cu temperaturi foarte scăzute și furtuni de zăpadă extreme. 

În concluzie, schimbările climatice nu elimină variațiile naturale ale vremii pe termen scurt sau evenimentele meteorologice extreme din timpul iernii. Chiar dacă temperatura medie globală a crescut cu aproximativ 1,2º C și va continua să crească, vor exista variații pe termen scurt asociate cu viscole sau valuri de frig. Iar schimbările climatice pot duce chiar la creșterea frecvenței și intensității fenomenelor extreme din timpul iernii, în anumite regiuni. Vom mai avea în viitor valuri de frig, dar, din păcate, va trebui să ne obișnuim din ce în ce mai mult cu valurile de căldură.

Bogdan Antonescu este cercetător în fizica atmosferei. 

Aritina Haliuc este cercetătoare în paleoclimatologie.