Aukstums arī ir sasilšana
Mēs patlaban piedalāmies cilvēces vēsturē lielākajā nekontrolējamā eksperimentā
"Jūras līmenis ceļas. Dažu jūras bruņurupuču ligzdās, kas nav noslīkušas, temperatūra ir paaugstināta un pasaulē nāk tikai mātītes. Bruņurupuču populācijas samazinās, medūzu ēdāju kļuvis mazāk, un okeānos tās dominē pār zivīm..." Tas nav citāts no fantastikas romāna lappusēm. Tā ir viena no versijām klimata pārmaiņu skartai pasaulei. Kā to pētīt un kā zināt, vai klimatu ietekmē arī cilvēki?
Palūkojoties vēsturē, liekas, ka katrā gadsimtā bijis savs lielais jautājums, kas raisījis diskusijas sabiedrībā un licies pretrunu pilns. 15.gadsimtā lielāko sašutumu radīja jautājums - kā Zeme var būt apaļa, ja attālumu starp diviem tās punktiem var izmērīt ar taisnu lineālu, savukārt jau 17. gadsimtā ļaudis nespēja saprast, kā putni spēj lidot, ja eksistē tāds jēdziens kā gravitācija? 19. gadsimtā uzvirmoja šķietamas pretrunas starp evolūcijas teoriju un Bībeli, bet 21. gadsimta strīda objekts ir globālā sasilšana - kā gan var runāt par planētas sasilšanu, ja laiku pa laikam piedzīvojam nebijuši aukstas ziemas? Lai saprastu, kāpēc aukstas vasaras vai sniegotas ziemas nebūt neliecina, ka globālā sasilšana būtu apstājusies vai bijis maldīgs priekšstats, talkā jāņem klimata pētniecības instrumenti.
Klimata pētnieki uzsver, ka neizpratne rodas tāpēc, ka cilvēku apziņā tiek jaukti divi jēdzieni - klimats nav tas pats, kas laikapstākļi.
Klimats ir vidējās vērtības ilgā laika periodā - proti, dažādu parametru novērojumi vismaz 30 gadu periodā. Turpretī laikapstākļi ir atmosfēras stāvoklis konkrētajā brīdī. Tāpēc ikreiz, kad sakām, ka klimats mainās - tas nozīmē, ka pārmaiņas notikušas ilgā laika periodā.
Lai gūtu pilnvērtīgāku priekšstatu par to, kā mainās klimats, tiek pētīti ļoti dažādi parametri, piemēram, temperatūra, nokrišņu daudzums, Saules aktivitāte, radiācija, sniega segas biezums, saules spīdēšanas ilgums, mākoņainība, augsnes temperatūra dažādos dziļumos un daudz kas cits. Tikai kombinējot šos datus, iespējams pateikt, kas pasaulē mainās. Tiesa gan, dažiem no minētajiem rādītājiem nepietiek ar 30 gadus ilgiem novērojumiem, jo dabā ir cikli, kas neiekļaujas šajā laika vienībā. Savukārt temperatūru itin labi var salīdzināt 30 gadu periodā, jo tajā atspoguļojas gan tie cikli, kas dabā atkārtojas ik pēc gada vai diviem, gan tie, kuru darbība izpaužas, piemēram, vienpadsmit vai divdesmit divu gadu laikā.
Maģiskā temperatūra
Līdzīgi kā par cilvēka veselības stāvokli var daudz ko saprast, izmērot tā temperatūru, arī dabā šis radītājs palīdz konstatēt dažādas izmaiņas. Tieši tāpat kā mūsu lietotajos termometros atšķirība starp 37 un 39 grādiem ir sajūtama, arī dabā temperatūras kāpums par diviem grādiem spēj radīt ļoti lielas pārmaiņas. Šobrīd daudz tiek runāts par to, ka klimata pārmaiņu nelabvēlīgās sekas varētu mazināt, ja planētas temperatūra nepārsniegs 2°C salīdzinājumā ar pirmsindustriālā laikmeta sākumu. Taču jāpatur prātā, ka, mērot 2°C pieaugumu, tiek ņemta vērā vidējā temperatūra - tātad, lai paaugstinātu vienu tās grādu, īstermiņa laikapstākļu svārstības var būt ļoti atšķirīgas.
Vienkāršoti ilustrējot klimata pētnieku darbu, var teikt, ka darbs pārsvarā notiek ar garām datu rindām. Latvijā garākā šāda veida rinda pieejama par gaisa temperatūru - tā veidota jau kopš 1795.gada, kad diendienā gaisa temperatūru fiksējusi Latvijas Universitātes (LU) Meteoroloģiskā stacija. Lai izslēgtu gadījumus, kad kļūdainu mērījumu dēļ tiek aprēķināta neprecīza vidējā gaisa temperatūra, datu rindām, pirms to statistiskās analīzes, vispirms tiek veikta novērojumu datu kvalitātes kontrole un datu homogenitātes novērtējums. Ir svarīgi zināt vai, piemēram, mērinstrumentu nomaiņa vai arī novērojumu veikšana atšķirīgos laikos un skaitā nav ietekmējusi vidējo vērtību izmaiņas.
Kā stāsta LU profesore Agrita Briede, šādiem mērķiem ir ieviesti speciāli korekcijas koeficienti. Kad datu rindas iegūtas un ar statistikas metožu palīdzību izanalizētas, klimatologu rīcībā ir informācija, kuru ikviens var atlasīt atbilstoši pētījuma interesēm. Tā kā klimatu dabā veido ļoti dažādi procesi, arī tā pētniecībā apvienojas dažādas zinātnes - sākot no meteoroloģijas un hidroloģijas līdz fizikai un ķīmijai.
Dzirdēts, ka cilvēka saimnieciskā darbība klimata pārmaiņu kontekstā ir pārspīlēta vai biznesa interešu radīta, tomēr, mērot atmosfērā notiekošo un salīdzinot to ar planētas temperatūras izmaiņām, skaidri redzams, ka saimnieciskās darbības radītie izmeši tomēr veicina klimata pārmaiņas.
"Var strīdēties par to, cik lielas un būtiskas ir pārmaiņas, ko rada siltumnīcefekta gāzu emisijas, kas atmosfērā nonākušas, pateicoties cilvēku saimnieciskajai darbībai, taču klimata modeļi un arī novērojumi liecina, ka šīs emisijas maina planētas temperatūru. Visiem mērāmajiem parametriem ir t. s. dabiskais fons, piemēram, vulkānu izvirduma laikā radītās emisijas, un tas tiek ņemts vērā. Taču visi modeļi uzrāda salīdzināmus rezultātus tikai tad, ja pie dabiskā fona pievieno cilvēka radīto efektu. Šobrīd nav neviena pētījuma, kas pierādītu pretējo," skaidro A. Briede.
Laika prognozes nereti liek domāt, ka planēta drīzāk atdziest, nevis sasilst. Bet izrādās: aukstas vasaras Latvijā un sniega bagātas ziemas ASV nav nekas neparasts aizvien silstošajā planētā. Kā skaidro A.Briede, šādas parādības rada atmosfēras masu cirkulācija, īpaši polārajos reģionos, kā arī strūklstraumes, kas atrodas 12 km augstumā un spēj izolēt noteiktas gaisa masas. Tādos gadījumos augsta spiediena apgabals ar zemu temperatūru var no polārajiem reģioniem pārvietoties ļoti tālu uz dienvidiem, sev līdzi nesot neierasti aukstu laiku.
Taču tas neliecina par to, ka klimats būtu kļuvis aukstāks - šādi atsevišķi gadījumi nenozīmē, ka ilgtermiņā būtu mazinājusies vidējā temperatūra. Līdzīgi ir arī vētru gadījumā - paredzams, ka, klimatam mainoties, pieaugs to intensitāte, taču ne skaits, jo augstā temperatūra veicinās pastiprinātu ūdens tvaiku klātbūtni atmosfērā, tālāk ietekmējot virkni citu procesu. Ne velti zinātnieki meklē veidus, kā papildināt nākotnes orkānu un tornādo stipruma mērīšanas skalas.
Klimata laboratorija
Klimatu pēta gan debesīs, gan uz Zemes, kur izvietotas neskaitāmas mērījumu stacijas. Protams, ģeogrāfiski grūti sasniedzamu vietu dēļ to tīkls nav vienmērīgs. Taču mērījumus veic raidītāji, kas piestiprināti kuģiem, lidmašīnām un bojām, un klimatologiem noder arī laikapstākļu prognozēšanai lietotie satelīti, kas sniedz ziņas par zemes temperatūru vairāku gadu laikā. Arī Latvijā ir izvietotas 23 stacijas, lai mērītu temperatūru, un nu jau vairākus gadus tiek lietotas arī digitālās kameras, kas attālināti ļauj novērot, kad dabā sāk plaukt lapas vai, piemēram, pazūd sniegs. Lai arī klimata pētniecībā noteicošās ir mērījumos un novērojumos balstītas datu rindas, interesanti ir palūkoties, kā klimata pārmaiņas iespējams pētīt eksperimentāli.
Globālās sasilšanas ietekmi uz noteiktām ekosistēmām ilustrē kāds 23 gadus ilgs eksperiments ASV, kur kopš 1989.gada zinātnieki Kolorādo apvidū novērojuši 10 pļavas laukumus, katru 30 m2 platībā. Piecos laukumos kopš 1991.gada tika pastiprināts infrasarkanais starojums, lai simulētu vēl siltākas planētas apstākļus, savukārt atlikušie pieci laukumi tika atstāti neskarti.
Rezultātā siltākajos laukumos augsnes virskārta 15 cm dziļumā sasila par 2°C un veģetācijas sezonas laikā kļuva par 10-20% sausāka. Bezsniega periods šajos laukumos paildzinājās par vidēji 2 nedēļām, siltajos laukumos ziedaugus nomainīja meža augi, lielākoties vībotnes, un mainījās arī augsnē uzkrātā oglekļa daudzums. Siltākajos laukumos tā bija mazāk un tas tika intensīvāk noārdīts, savukārt kontrollaukumos oglekļa krājumi samazinājās lēnāk un 23 gadu laikā tā arī nenonāca atmosfērā.
Zinātniekus nepārsteidza tas, cik ātri ziedaugu paklājs pārvērtās savvaļas vībotņu audzē, taču viņi nebija gaidījuši, ka pietiks tikai ar mākslīgu sildīšanu un dažām desmitgadēm, lai augsnē krietni mainītos oglekļa daudzums un sniegs nokustu arī vietās, kas netika sildītas.
Raugoties uz to, cik daudz siltumnīcefekta gāzu izmešu esam radījuši, izskanējis tēlains salīdzinājums, ka mēs šobrīd piedalāmies cilvēces vēsturē lielākajā nekontrolējamā eksperimentā. Austrumanglijas Universitātes Klimata izpētes nodaļa paziņojusi, ka temperatūras pieauguma ziņā šogad sasniegts jauns rekords un esam pārsnieguši simbolisko 1°C atzīmi. Situāciju vēl nopietnāku padara fakts, ka atmosfērā pieaug arī spēcīgāku siltumnīcefektu radošo gāzu - metāna un slāpekļa oksīda - koncentrācijas.
Pasaules Meteoroloģijas organizācijas ģenerālsekretārs Mišels Žerods (Michel Jarraud) komentē situāciju īsi un skarbi: "Mēs virzāmies uz nezināmu teritoriju biedējošā ātrumā". Šīs jaunās, neatklātās teritorijas neatņemama sastāvdaļa būs krietni augstāka planētas vidējā temperatūra, kas sev līdzi nesīs daudz vairāk ekstremālu laikapstākļu, izkusuša ledus, līdz ar to arī jūras līmeņa celšanos, un, protams, pieaugošs oglekļa daudzums atmosfērā nozīmē arī daudz skābāku okeāna ūdeni.
Tā vien liekas, ka pētīt klimatu ir tāpat kā mērīt cilvēka ķermeņa temperatūru, vienlaikus analizējot tā pulsu, asinsspiedienu, ņemot vērā tādus faktorus kā nogurumu, nepareizu uzturu un ķermeņa svaru. Zemeslode ir sarežģīts organisms, un tikpat daudzšķautņaina ir tā pētniecība.
Autore ir žurnāliste