Zatrzymaj się na chwilę i spójrz w górę. Co widzisz? Zapamiętaj ten widok dobrze, będziesz mieć co opowiadać wnukom. Każdego dnia nasza działalność na ziemi stopniowo zmienia wygląd nieba. O tym, jak wkraczamy w sfery niebieskie i jaki może być tego finał, mówi fizyk atmosfery, prof. Szymon Malinowski.
W filmie dokumentalnym o zmianach klimatu „Można panikować” mówi pan, że nasi przodkowie mieli nad sobą inne chmury, niż my mamy obecnie. Doskonale pamiętam tę scenę. To brzmi wręcz niewiarygodnie. Zmieniliśmy chmury?
To prawda, choć te najważniejsze zmiany są tak subtelne, że trudno je dostrzec gołym okiem. Współczesne obłoki są nieco bielsze. Ta drobna różnica odcienia jest wynikiem istotnych zmian w budowie chmur. Wiadomo, że większość z nich składa się z malutkich kropelek wody, które powstały w wyniku kondensacji pary wodnej. Zmieniliśmy rozmiar tych kropelek. Obrazowo mówiąc, nasi przodkowie mieli nad sobą chmury wypełnione piłkami tenisowymi. W obecnych coraz częściej znajdują się piłeczki do ping-ponga. Większa liczba małych kropelek nieco inaczej odbija światło niż mniejsza większych kropel. W efekcie obłoki wydają się bielsze.
Jakim cudem tego dokonaliśmy?
Zmieniając ziemię, uprawiając na masową skalę rolnictwo i tworząc przemysł emitujący mnóstwo aerozoli atmosferycznych, na których właśnie powstają owe maleńkie kropelki.
W praktyce oznacza to, że...
Ze współczesnych chmur trochę trudniej pada deszcz. Dawniej, żeby spadła kropla deszczu, musiało się zderzyć ze sobą kilkadziesiąt tysięcy „piłek tenisowych”. Teraz potrzebny jest aż milion „piłeczek pingpongowych”. To ważna różnica, bo czas wyprodukowania kropli deszczu się wydłużył. Zmieniając budowę chmur na dużych obszarach globu, wpłynęliśmy więc także na proces powstawania opadów. To nie wszystko.
Przez wzrost zawartości gazów cieplarnianych w atmosferze, m.in. dwutlenku węgla, zmieniają się cyrkulacje atmosferyczne, czyli system prądów powietrznych nad powierzchnią kuli ziemskiej, a razem z nimi przesuwają się miejsca, w których dochodzi do powstawania chmur. Odbija się to na cyklu hydrologicznym, czyli naturalnym obiegu wody na ziemi i wpływa na dalsze zmiany klimatyczne. Właśnie tak subtelne różnice, których nawet nie dostrzegamy, determinują cały cykl zdarzeń wokół nas.
Ale coraz częściej słyszymy też o nowych sensacyjnych odkryciach na niebie. Kilka lat temu głośno było o tzw. chmurach sądu ostatecznego, które pojawiły się nad Warszawą. Gęste, ciężkie, mroczne, przerażające, wyglądem przypominają wzburzone morze.
Nazwano je undulatus asperatus, od łacińskiego słowa „wzburzony”. Ale rozczaruję panią. Widziałem je nad Warszawą już 30 lat temu, wtedy jednak nie było ani wszechobecnych aparatów cyfrowych, ani Internetu, prawdopodobnie dlatego ich obecność przeszła bez echa. Teraz dużo mówi się o nocnych obłokach świecących, które w Polsce coraz częściej widać latem. Nieco jaśniejsze i podświetlone słońcem, które jest tuż pod horyzontem, tworzą widowiskowe zjawisko atmosferyczne, wywołują poruszenie. Nie są jednak odkryciem, po prostu do niedawna nie były tak jasne i powszechne. Rzadko je widzieliśmy, bo powstają daleko, nad górami Skandynawii.
Ekscytujemy się spektakularnymi zjawiskami na niebie, szukamy nowych chmur, a ignorujemy to, co naprawdę istotne. Nie dziwny wygląd obłoków, ale fakt, że coraz częściej widzimy coś, czego dotychczas u nas nie było, jest sygnałem, że zmienia się świat.
W poszukiwaniu nieznanych mi chmur i odcieni nieba z przeszłości przeanalizowałam malarstwo religijne, dzieła polskiego realizmu i francuskich impresjonistów. Na moje oko uwiecznione na nich niebo przypomina to współczesne. Może jednak przegapiłam coś ważnego?
Sztuka to dobry trop! Wielu badaczy chmur zwraca uwagę na niezwykłe żółte i rdzawe odcienie nieba oraz krwiste zachody słońca na obrazach Williama Turnera uważanego za prekursora impresjonizmu. Nie jest ono jedynie artystyczną wizją. Kilka lat temu czytałem ciekawą pracę, której autorzy na podstawie dzieł Turnera oceniali wpływ aerozoli wulkanicznych na wygląd nieba w tamtym czasie. To właśnie im zawdzięczamy te żółtordzawe widowiska, które aktualnie nie pojawiają się nad Europą. Ale być może w przyszłości niebo z obrazów Turnera będziemy mieć na co dzień za oknem. Jednym z pomysłów geoinżynierii przeciwdziałającym nagłym zmianom klimatu jest rozpylenie aerozolu siarkowego w górnych warstwach atmosfery. Po co? By odbijał promieniowanie słoneczne i chronił nas przed dalszym wzrostem temperatury na ziemi. Efektem ubocznym będzie zmiana wyglądu nieba. Ale to tylko jeden ze scenariuszy.
Czyli jesteśmy w stanie przewidzieć, jak będzie wyglądało niebo przyszłości!
Niezupełnie, bo to zależy tylko od nas i od ilości emitowanych przez nas gazów cieplarnianych do atmosfery. Od dawna wiemy, że człowiek jest najsilniejszym czynnikiem wpływającym na zmiany klimatu w skali globu. Ale wiadomo też, że ludzie bywają nieprzewidywalni. Bierzemy więc pod uwagę wiele scenariuszy.
Najbardziej nieprzyjemną wizją jest zanik nad sporą częścią odległych oceanów chmur, które można zobaczyć również nad Bałtykiem, czyli morskiego stratocumulusa. Obecnie jego płaty pokrywają niemal ćwierć globu, co skutecznie chłodzi klimat. Z najnowszych badań wynika, że jeśli temperatura wzrośnie, może on na dużych obszarach zniknąć, a wtedy na Ziemi szybko zrobi się cieplej o kolejne trzy, cztery stopnie. Zmiany będą nieodwracalne i wywołają lawinę następstw. Przykład? W epoce lodowcowej, 20 tys. lat temu, nie było Bałtyku i plaż. Dokładnie tam, gdzie teraz tak chętnie spędzamy wakacje, znajdowała się gruba, sięgająca aż do Skandynawii, trzykilometrowa warstwa lodu. Wtedy średnia temperatura Ziemi była o pięć stopni niższa niż teraz. Tymczasem według złych scenariuszy, do końca stulecia grozi nam zmiana temperatury nawet o pięć stopni. Można sobie wyobrazić, jak bardzo odmieni to świat, który znamy. Optymizmem nie napawa także fakt, że wszystkie wielkie wymierania były spowodowane nagłą zmianą klimatu.
Co możemy zrobić, by ta prognoza się nie sprawdziła?
Przede wszystkim musimy jak najszybciej ograniczyć emisję dwutlenku węgla do atmosfery. Możemy wyliczyć, przy jakiej koncentracji gazów cieplarnianych morski stratocumulus zacznie zanikać, ale nie jesteśmy w stanie przewidzieć, kiedy nasze emisje doprowadzą do takiego stanu. Na razie zamiast szukać rozwiązań, próbujemy raczej zaczarować rzeczywistość, używając różnego rodzaju zaklęć. Jednym z nich są odnawialne źródła energii, do których zaliczamy na przykład odrastające setki lat lasy. To paradoks! Zielona energia brzmi dobrze, gorzej, jeśli uświadomimy sobie, że dzięki niej pozbywamy się zieleni. Tymczasem wielu ludziom wciąż się wydaje, że palenie drewnem jest ekologiczne i zdrowe. Nie jest. Zapach ogniska, który tak lubimy, to, mówiąc wprost, trucizna.
Może gdyby te wszystkie zanieczyszczenia, które emitujemy, zgromadziły się w wiszące nad naszymi głowami czarne chmury, ludzie szybciej uświadomiliby sobie, że za moment mogą być w prawdziwych tarapatach?
Bez wątpienia. Przyroda jednak działa inaczej, daje subtelniejsze sygnały ostrzegawcze. Ale przecież sami stworzyliśmy zaawansowane technologie, które szczegółowo pokazują, co znajduje się w powietrzu, którym oddychamy.
W Warszawie, świecąc w niebo laserem, jesteśmy w stanie zmierzyć cząsteczki sadzy, która pochodzi z pożarów leśnych w Kanadzie albo wypalania łąk na Ukrainie. Mamy dostęp do wielu informacji, w Internecie codziennie aktualizowane są dane z pomiarów prowadzonych na świecie. Mamy dane o gazach cieplarnianych, aerozolach i o stanie jakości powietrza. Ale o tym, że nie jest ona najlepsza, informują nas często zmysły wzroku i zapachu. Bardziej skomplikowanych obserwacji i pomiarów trzeba się jednak nauczyć.
W książce „Przewodnik wędrowca” Tristana Gooleya przeczytałam, że wystarczy przysłonić dłonią słońce i porównać kolory otaczającego je nieba z odcieniami błękitu w innych częściach sklepienia. Im bardziej niebieskie jest niebo bliżej słońca, tym czystsze jest powietrze.
Faktycznie jasny odcień nieba to sygnał, że światło rozpraszane jest na przykład przez aerozole atmosferyczne, potocznie mówiąc: zanieczyszczenia. Ale taki sam efekt mogą dawać także kryształki lodu, z których składają się rzadkie wysoko położone chmury. Ta metoda nie zawsze więc się sprawdza.
Lepszym rozwiązaniem jest patrzenie na linię horyzontu i obserwowanie, jak zmienia się kolor nieba wraz z wysokością. Piękny, błękitny odcień na nieboskłonie może dawać poczucie, że powietrze jest przejrzyste i czyste. Kiedy jednak spojrzymy poziomo na linię horyzontu, często zobaczymy tam szarą kreskę. To znaczy, że blisko ziemi znajduje się dużo cząsteczek aerozolu atmosferycznego, najczęściej smogu.
Sztuka obserwacji, której teraz musimy się uczyć od nowa, dawniej była czymś oczywistym.
Z wieczornego nieba odczytywano aurę na następny dzień. Jasnoróżowe świadczy o suchym powietrzu, a więc prawdopodobieństwo deszczu jest niewielkie. Czerwony kolor zapowiada pogodny dzień, ale już ciemnoczerwony to sygnał, że może popadać. Ludzie wierzą w to do dziś. „Gdy czerwono o zachodzie, wie marynarz o pogodzie” – tak się mówi, ale nie musi to być prawda. Kolor nieba to kwestia zróżnicowanego rozpraszania przez aerozole atmosferyczne i załamania światła białego, które jest mieszaniną barw, a każda odpowiada innej długości fali. Gdy słońce jest nisko położone nad horyzontem, oświetla chmury od spodu, a warstwa atmosfery, przez którą świeci, jest grubsza, dominuje więc światło czerwone, które ma najdłuższą falę. Dlatego te niezwykłe, barwne spektakle na niebie można obserwować najczęściej o świcie lub zmierzchu. Nie zawsze mają one jednak bezpośredni związek z pogodą. Następnego dnia będzie padać albo nie będzie.
Czyli: „Gdy na świętego Prota jest pogoda albo słota, to na świętego Hieronima jest deszcz albo go ni ma”. Okazuje się, że dużo prawdy w tej ironicznej prognozie.
Prognozowanie pogody to złożony proces. Nie każda ciemna chmura zapowiada nachodzącą ulewę lub burzę. Za to niewinna biała chmura może być związana z bardzo groźnym zjawiskiem atmosferycznym, tylko jest tak oświetlona przez słońce, że skutecznie usypia naszą czujność.
Dlatego co roku zdarzają się groźne wypadki spowodowane nagłym załamaniem pogody. Jak więc właściwie odczytywać sygnały ostrzegawcze na niebie?
Problem w tym, że one są nie tylko na niebie. Powinniśmy zwracać uwagę na to, co dzieje się wokół nas. Z której strony dzisiaj wieje wiatr? Kto rejestruje taki szczegół, idąc do pracy czy spacerując z psem? Nieliczni. A tymczasem to pierwsza istotna informacja, która pozwala nam przewidzieć najbliższe zmiany pogody. Z której strony świeci słońce? Ile widzisz warstw chmur? Dopiero łącząc wszystkie te dane, jesteśmy w stanie ustalić, czy zjawisko atmosferyczne w zasięgu wzroku jest groźne, czy też nie. Chodźmy z głową w chmurach i patrzmy na świat jak najczęściej, a wtedy łatwiej będzie nam go zrozumieć.
Prof. Szymon Malinowski, fizyk atmosfery, specjalista z zakresu fizyki chmur i opadów, dyrektor Instytutu Geofizyki Uniwersytetu Warszawskiego, współzałożyciel portalu Nauka o klimacie, główny bohater i narrator filmu dokumentalnego „Można panikować” w reżyserii Jonathana L. Ramseya.