Czy mamy więcej powodzi, susz, opadów, huraganów ... i dlaczego NIE.

: Utworzono: 28 sierpień 2023

W tym artykule dokonano przeglądu najnowszej bibliografii dotyczącej szeregów czasowych niektórych ekstremalnych zdarzeń pogodowych i powiązanych wskaźników reakcji, aby zrozumieć, czy wykrywalny jest wzrost intensywności i/lub częstotliwości. Najbardziej wyraźne globalne zmiany ekstremów klimatycznych występują w rocznych wartościach fal upałów (liczba dni, maksymalny czas trwania i skumulowane ciepło), podczas gdy globalne trendy w intensywności fal upałów nie są znaczące. W głównej części stacji meteorologicznych natężenie opadów dobowych i częstotliwość opadów ekstremalnych są stałe. Analiza trendów szeregów czasowych cyklonów tropikalnych wykazuje znaczną niezmienność czasową, to samo dotyczy tornad w USA. Jednocześnie wpływ ocieplenia na prędkość wiatru przyziemnego pozostaje niejasny. Następnie analizę rozszerzono na niektóre globalne wskaźniki reakcji na ekstremalne zdarzenia meteorologiczne, mianowicie klęski żywiołowe, powodzie, susze, produktywność ekosystemu i plony czterech głównych upraw (kukurydzy, ryżu, soi i pszenicy). Żaden z tych wskaźników reakcji nie wykazuje wyraźnej pozytywnej tendencji w zakresie zdarzeń ekstremalnych. Podsumowując, na podstawie danych obserwacyjnych, kryzys klimatyczny, który według wielu źródeł przeżywamy dzisiaj, nie jest jeszcze widoczny. Niemniej jednak niezwykle ważne byłoby zdefiniowanie strategii łagodzenia i adaptacji, które uwzględniałyby aktualne trendy.

kilmatsatyrakioto

1 Wprowadzenie

Średnia temperatura powierzchni naszej planety wzrosła o około jeden stopień Celsjusza w porównaniu z erą przedindustrialną, a różne badania podkreślają różnice w zachmurzeniu, opadach, wilgotności względnej i prędkości wiatru. W tym artykule dokonano przeglądu najnowszej bibliografii dotyczącej niektórych ekstremalnych zjawisk pogodowych, porównując je z szeregami czasowymi, aby zrozumieć, czy stwierdzono wzrost intensywności i/lub częstotliwości.

Zgodnie z definicją IPCC AR5 [ https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/WGIIAR5-AnnexII_FINAL.pdf ekstremalne zdarzenia pogodowe to zdarzenia rzadkie w określonym miejscu i porze roku. Definicje rzadkich zdarzeń są różne, ale ekstremalne zdarzenie pogodowe zwykle jest tak rzadkie lub rzadsze niż 10. lub 90. percentyl funkcji gęstości prawdopodobieństwa oszacowanej na podstawie obserwacji. Jeżeli zjawisko ekstremalnej pogody utrzymuje się przez jakiś czas, np. przez porę roku, można je sklasyfikować jako ekstremalne zdarzenie klimatyczne, zwłaszcza jeśli jego średnia lub suma sama w sobie jest ekstremalna (np. susza lub obfite opady deszczu w sezonie).

Ekstremalne zdarzenia pogodowe będące przedmiotem tej dyskusji mają miejsce w systemie klimatycznym, systemie o dużej złożoności, który obejmuje pięć podsystemów (atmosfera, kriosfera, litosfera, hydrosfera i biosfera), którego podstawowymi elementami jest równowaga energetyczna pomiędzy fotonami docierającymi z reemitowanie słońca i fotonów w przestrzeń kosmiczną, efekt cieplarniany oraz cyrkulacja atmosferyczna i oceaniczna. System klimatyczny jest wprawiany w ruch przez brak równowagi energetycznej wynikający z równoleżnikowych i sezonowych zmian energii słonecznej docierającej do ziemi, który aktywuje cyrkulację atmosferyczną i oceaniczną odpowiedzialną za redystrybucję energii wzdłużnej i strefowej. Więcej szczegółów można znaleźć w artykule dydaktycznym oraz w raporcie zaprezentowanym na kongresie SIF 2020 przez jednego z autorów

2 Obserwacje ekstremalnych zjawisk pogodowych

Mówiąc o ekstremalnych zdarzeniach pogodowych, należy podkreślić różnicę pomiędzy statystycznym dowodem nadmiaru zdarzeń o danej charakterystyce a probabilistyczną kalkulacją antropogenicznej atrybucji ekstremalnych zdarzeń: te dwa aspekty mają bardzo różny status epistemologiczny.

Chociaż dowody statystyczne opierają się na obserwacjach historycznych i mają na celu uwydatnienie różnic między nimi a najnowszymi obserwacjami lub możliwych trendów w funkcji czasu, antropogeniczne i naturalne przypisanie pochodzenia zjawiska opiera się na modelach probabilistycznych i opiera się na symulacjach, które z trudem odtwarza związane z nim zmienne makro- i mikrofizyczne. Na przykład prędkość wiatru mierzona przez naziemne stacje pogodowe w latach 1973–2019 wykazuje lekko negatywną tendencję dla wszystkich regionów świata pod względem częstotliwości ekstremalnych wiatrów (prędkość> 10 m/s). Wśród możliwych przyczyn wymienia się zmiany w cyrkulacji atmosferycznej na dużą skalę, wzrost chropowatości powierzchni, zmiany oprzyrządowania, różne odstępy czasowe pomiarów,https://doi.org/10.1175/2020BAMSStateoftheClimate.1 " Możliwe przyczyny występują w różnej skali, a stojące za nimi mechanizmy prawdopodobnie różnią się w czasie i przestrzeni, co sprawia, że przypisanie jest bardzo niepewne. Co więcej, Zeng i in. [ https://doi.org/10.1038/s41558-019-0622-6 " ] doszli do wniosku, że związek oscylacji ocean-atmosfera z antropogenicznym ociepleniem i wpływem na zmienność prędkości wiatru przyziemnego pozostaje niejasny, co stanowi duże wyzwanie naukowe.

Wiarygodność obserwacji zdarzeń ekstremalnych zależy od jakości i ilości danych, które różnią się w zależności od regionu globu oraz dla różnych typów zdarzeń ekstremalnych i zmiennych pogodowych. W tym miejscu należy przede wszystkim podkreślić trudność w znalezieniu wiarygodnych szeregów czasowych danych globalnych: często musimy ograniczyć się do obserwacji bardziej lokalnych, prowadzonych na tych obszarach, gdzie historycznie zjawiska były lepiej obserwowane i rejestrowane i których dane są zatem bardziej wiarygodne i reprezentatywne.

Ogólnie rzecz biorąc, jak podaje IPCC [ https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/, najbardziej wyraźne globalne zmiany w zakresie ekstremalnych warunków klimatycznych stwierdza się w codziennych pomiarach temperatury, w tym fal upałów. Globalna analiza przeprowadzona przez Perkinsa-Kirkpatricka i Lewisa [ https://doi.org/10.1038/s41467-020-16970-7 " wykazały dla okresu 1951–2017 znaczny wzrost rocznych wartości dni fali upałów, maksymalnego czasu trwania fali upałów i ciepła skumulowanego, natomiast globalne trendy intensywności fal upałów nie są znaczące. Ekstremalne opady również wydają się wzrastać, ale występuje duża zmienność przestrzenna, a tendencje obserwowane w zakresie susz są nadal niepewne, z wyjątkiem niektórych regionów. Od lat 70. XX wieku obserwuje się wyraźny wzrost częstotliwości i aktywności cyklonów tropikalnych na Północnym Atlantyku. Istnieją ograniczone dowody na zmiany skrajności związane z innymi zmiennymi klimatycznymi od połowy XX wieku.

O ile wzrost częstotliwości i utrzymywania się fal upałów można łatwo wytłumaczyć wzrostem globalnych temperatur, obserwowany wzrost liczby cyklonów tropikalnych na Północnym Atlantyku, a także mający niejasne przyczyny, jak twierdzi IPCC [ 6 ], wydaje https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/ się być zjawisko lokalne i w dużej mierze dzięki lepszemu raportowaniu, wspieranemu przez NOAA, co lepiej zobaczymy w akapicie poświęconym tego typu zjawiskom. W innych obszarach planety obserwuje się spadek tych samych zjawisk, a w jeszcze innych nie obserwuje się żadnego trendu, co zasadniczo sprowadza globalne oceny do znacznej niezmienności w czasie.

W odniesieniu do widocznego wzrostu szkód gospodarczych spowodowanych zdarzeniami ekstremalnymi IPCC po raz kolejny https://www.ipcc.ch/report/managing-the-risks-of-extreme-events-and-disasters-to-advance-climate-change-adaptation/ " d"Odniesienie 8">zajmuje bardzo ostrożne stanowisko, argumentując, że wzrost narażenia ludzi i zasobów gospodarczych był główną przyczyną długoterminowego wzrostu straty spowodowane katastrofami pogodowymi i klimatycznymi. Długoterminowych tendencji w zakresie strat w wyniku klęsk żywiołowych, znormalizowanych w celu uwzględnienia wzrostu zamożności i liczby ludności, nie przypisano jak dotąd zmianom klimatycznym, ale nie wykluczono, że zmiany klimatyczne mogły odegrać pewną rolę.

W szczegółowym badaniu dotyczącym korelacji między podatnością na zagrożenia a bogactwem [ https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2019.05.004 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 9">9 ] stwierdzono, że „Wyniki wskazują wyraźną tendencję spadkową zarówno w zakresie bezbronności ludzkiej, jak i ekonomicznej, przy czym średni światowy wskaźnik śmiertelności i strat ekonomicznych spadł odpowiednio o 6,5 i prawie 5 razy w porównaniu z 1980–1989 do 2007–2016. Ponadto pokazujemy wyraźną ujemną korelację między podatnością na zagrożenia a bogactwem, która jest najsilniejsza na najniższych poziomach dochodów”.

W poniższych akapitach zostaną rozważone niektóre z najważniejszych ekstremalnych zjawisk klimatycznych oraz przeanalizowana zostanie ich tendencja w czasie w skali globalnej lub w tych obszarach, gdzie szeregi czasowe odnoszące się do takich zjawisk zostaną uznane za wystarczająco wiarygodne.

2.1 Huragany

Cyklon tropikalny (alias huragan) to szybko wirująca burza powstająca nad oceanami tropikalnymi, skąd czerpie energię do rozwoju. Posiada centrum niskiego ciśnienia i chmury spiralnie unoszące się w kierunku ściany oka otaczającej „oko”, centralną część układu, w którym pogoda jest zwykle spokojna i wolna od chmur. Jego średnica wynosi zwykle około 200–500 km, ale może osiągnąć 1000 km. Cyklon tropikalny przynosi bardzo gwałtowne wiatry, ulewne deszcze, wysokie fale, a w niektórych przypadkach bardzo niszczycielskie fale sztormowe i powodzie na wybrzeżach. Wiatry wieją przeciwnie do ruchu wskazówek zegara na półkuli północnej i zgodnie z ruchem wskazówek zegara na półkuli południowej. Cyklonom tropikalnym powyżej określonej siły nadawane są nazwy w interesie bezpieczeństwa publicznego. W ciągu ostatnich 50 lat cyklonom tropikalnym przypisano prawie 2000 katastrof,https://public.wmo.int/en/our-mandate/focus-areas/natural-hazards-and-disaster-riskreduction/tropical-cyclones " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 10">10].

Wpływ huraganów na globalny obieg jest istotny, co podkreślono w badaniach wykazujących znaczną redukcję przepływu Prądu Zatokowego powodowanego przez przechodzące nad nim huragany [ https://doi.org/10.1029/2018GL079180 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 11">11 ].

Obserwacje te dotyczące Północnego Atlantyku w 2017 r. są niezwykle ważne, ponieważ każdego roku na całym świecie obserwuje się 80–100 burz tropikalnych, a około połowa z nich osiąga siłę huraganu, a mniejszy odsetek, około jedna czwarta, staje się silnymi huraganami.

Ogólnego terminu „cyklon tropikalny” można używać do opisania burz tropikalnych, huraganów i tajfunów. Chociaż większość cyklonów tropikalnych kończy swoje cykle życiowe, nie wpływając na ląd, każdego roku wiele z nich powoduje katastrofalne szkody i ofiary śmiertelne w krajach przybrzeżnych, w tym w USA.

Historycznie rzecz biorąc, około 60% wszystkich szkód gospodarczych spowodowanych klęskami żywiołowymi na całym świecie jest konsekwencją huraganów w USA [ https://doi.org/10.1061/(ASCE)NH.1527-6996.0000141 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 12">12 ], a ponad 80% tych szkód wynika z głównych huraganów. Nic więc dziwnego, że huragany przyciągają zainteresowanie i uwagę. Ze względu na ich przerażający, niszczycielski potencjał nie jest zaskakujące, że huragany stanowią centralny element debaty na temat polityki łagodzenia zmiany klimatu i adaptacji.

Jak dotąd globalne obserwacje nie wykazały żadnych znaczących trendów zarówno pod względem liczby, jak i energii akumulowanej przez huragany, jak pokazano na ryc. 1 i jak stwierdzono w kilku konkretnych artykułach [ https://doi.org/10.1007/s11069-020-04219-x " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 13">13 ] dla USA, które odnotowują tendencję sięgającą ponad 160 lat temu lub dla innych regionów świata [ https://doi.org/10.1080/16742834.2020.1752110 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 14">14 , https://doi.org/10.1175/BAMS-D-21-0080.1 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 15">15 ].

Na szczególną uwagę zasługuje oświadczenie IPCC, które informuje o silnym wzroście częstotliwości i aktywności cyklonów tropikalnych na Północnym Atlantyku. Aby uzyskać więcej informacji na ten temat, NOAA [ https://www.gfdl.noaa.gov/global-warming-and-hurricanes/ " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 17">17 ] przeanalizowała znacznie dłuższe szeregi czasowe (> 100 lat) aktywności huraganów na Atlantyku.

Istniejące zapisy dotyczące liczby sztorm tropikalnych lub huraganów w przeszłości na Atlantyku (od 1878 r. do chwili obecnej) rzeczywiście wykazują wyraźną tendencję wzrostową; jednakże gęstość raportów dotyczących żeglugi atlantyckiej była stosunkowo niska w pierwszych dziesięcioleciach tego okresu: gdyby w tych dziesięcioleciach hipotetycznie miały miejsce sztormy ery nowożytnej (po 1965 r.), znaczna liczba sztormów prawdopodobnie nie zostałaby zaobserwowana przez morska sieć obserwacyjna.

Dlatego po dostosowaniu szeregów czasowych w celu uwzględnienia mniejszych możliwości obserwacyjnych w przeszłości pozostaje jedynie niewielki nominalnie pozytywny trend wzrostowy burz tropikalnych od 1878 r. do 2006 r. Testy statystyczne wskazują, że tendencji tej nie można w istotny sposób odróżnić od zera.

Ponadto Landsea i in. [ https://doi.org/10.1175/2009JCLI3034.1 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 18">18 ] zauważyli, że rosnąca tendencja w liczbie sztormów tropikalnych na Atlantyku jest prawie całkowicie spowodowana wzrostem liczby jedynie burz krótkotrwałych (< 2 dni), które najprawdopodobniej zostały przeoczone we wczesnych częściach danych, ponieważ miałyby one mniejsza szansa na przypadkowe spotkania z ruchem statków.

Jeśli spojrzymy na huragany w basenie Atlantyku, a nie na wszystkie burze tropikalne, wynik jest podobny: odnotowana liczba huraganów w latach 60. i 80. XIX w. była podobna do obecnej i od tego czasu również nie ma znaczącej pozytywnej tendencji. Dowody na tendencję wzrostową są jeszcze słabsze w przypadku huraganów uderzających w wybrzeże USA, które wykazują nieco negatywną tendencję począwszy od XX wieku lub końca XIX wieku.

Sytuację dla różnych długoterminowych zapisów huraganów na Atlantyku i powiązanych wskaźników podsumowano na ryc. 2 [ https://www.gfdl.noaa.gov/global-warming-and-hurricanes/ " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 17">17 ]: podczas gdy średnia temperatura tropikalnego Atlantyku i SST wykazują wyraźne i statystycznie istotne trendy ocieplenia (zielone krzywe), zapis huraganów, które uderzyły wybrzeże USA (pomarańczowa krzywa) nie wykazuje istotnego trendu. Nieskorygowany zapis liczby huraganów (niebieska krzywa) pokazuje znaczny wzrost liczby huraganów na Atlantyku od początku XX wieku. Jednakże po uwzględnieniu szacunkowej liczby sztormów pozostających na morzu i prawdopodobnie „pominiętych” w fazie przedsatelitarnej, nie obserwuje się znaczącego wzrostu liczby huraganów atlantyckich od końca XIX wieku (czerwona krzywa).

Chociaż od początku lat 70. XX w. nastąpił wzrost liczby huraganów uderzających w wybrzeże USA oraz liczby huraganów w basenie Atlantyku, ryc. 2 pokazuje, że te ostatnie wzrosty nie są reprezentatywne dla zachowań obserwowanych w zapisach trwających od stu lat. Krótko mówiąc, historyczne dane dotyczące częstotliwości huraganów na Atlantyku nie dostarczają przekonujących dowodów na znaczny, długoterminowy wzrost spowodowany ociepleniem.

NOAA stwierdza zatem, że „jest przedwczesne wyciąganie wniosków z dużą pewnością, że rosnące stężenie gazów cieplarnianych w atmosferze wynikające z działalności człowieka ma wykrywalny wpływ na aktywność huraganów w basenie Atlantyku” [ 17 https://www.gfdl.noaa.gov/global-warming-and-hurricanes/ " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 17">] .

Niezależnie od naukowej zdolności do wyciągania wniosków na temat wpływu zmian klimatycznych na huragany, możemy być pewni, że huragany będą nadal występować i niszczyć regiony przybrzeżne. Jedynym sprawdzonym i praktycznym sposobem zapobiegania utracie życia i szkodom w mieniu jest wprowadzenie odpowiednich standardów budowlanych i utrzymanie wysokiego poziomu czujności na tego typu zjawiska.

2.2 Tornado

Tornado [ 20 ] to wir rozciągający się w górę od bardzo blisko powierzchni, co najmniej aż do podstawy chmur (z podstawą chmur związaną z głęboką konwekcją wilgotną, zazwyczaj jest to chmura Cumulonimbus), który jest wystarczająco intensywny na powierzchni, aby wyrządzić szkody.

Rozszerzona skala Fujita (lub w skrócie EF-Scale) ocenia intensywność tornad w sześciu kategoriach od zera do pięciu [ https://cloudatlas.wmo.int/en/tornado-intensity.html " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 21">21 ]. Zarówno burze wielokomórkowe, jak i superkomórkowe są w stanie wytworzyć tornada, ale superkomórki są zdecydowanie najbardziej niebezpieczne: ponad 20% tornad superkomórkowych jest potencjalnie zdolnych do spowodowania katastrofalnych uszkodzeń EF-4/EF-5 [ 22 https://doi.org/10.1073/pnas " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 22">] .

USA mają bardzo długie serie czasowe tornad, które nadają się do analizy trendów. Jak podano na autorytatywnej stronie internetowej NOAA [ https://www.spc.noaa.gov/faq/tornado/ " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 19">19 , https://www.ncdc.noaa.gov/climate-information/extreme-events/us-tornado-climatology/trends " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 23">23 ] i co potwierdziło także IPCC w swoich raportach [ https://www.ipcc.ch/report/managing-the-risks-of-extreme-events-and-disasters-to-advance-climate-change-adaptation/ " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 8">8], jedną z głównych trudności związanych z tornadami jest to, że w szereg czasowy tornad można wstawić zdarzenie tylko wtedy, gdy zostało ono bezpośrednio zaobserwowane lub zaobserwowano ślady jego przejścia (pozostawiają one imponujące ślady skręcenia na korzeniach i drzewach korony lub znaki drogowe). Tornada trwają bardzo krótko i są w zasadzie nieprzewidywalne; dlatego też, jeśli tornado pojawi się w niezamieszkanym miejscu, jest mało prawdopodobne, aby zostało to udokumentowane: jest wówczas prawdopodobne, że wiele znaczących tornad w USA zostało niewykrytych, ponieważ obszar dotknięty ich trajektoriami był słabo zaludniony na początku stulecia.

Wraz ze zwiększonym zasięgiem radaru dopplerowskiego, wzrostem populacji i większą uwagą poświęcaną raportom o tornadach, w ostatnich dziesięcioleciach nastąpił wzrost liczby raportów o tornadach. Może to powodować mylące wrażenie rosnącej częstotliwości tornad.

Jednak przeglądając szeregi czasowe pokazane na rys. 3 [ https://doi.org/10.1061/(ASCE)NH.1527-6996.0000295 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 24">24 ] zdajemy sobie sprawę, że wzrost liczby tornad od 1950 r. jest prawie w całości spowodowany słabymi zdarzeniami (EF0-EF1 w zaawansowanej skali Fujita), tymi, które w przeszłości w wielu przypadkach umykały obserwacji, a które dziś można łatwiej zidentyfikować dzięki szerokiej gamie systemów, od kamer w telefonach komórkowych po satelity i radary dopplerowskie. Z kolei tornada od silnych do gwałtownych (kategorie EF-3 do EF-5 w zaawansowanej skali Fujita), odnotowane prawdopodobnie także przed erą radaru dopplerowskiego, nie wykazują wzrostu w czasie.

Na pytanie, czy zmiany klimatyczne wywierają wpływ na występowanie tornad, NOAA odpowiada, że w tej chwili nie jest możliwe udzielenie odpowiedzi i że potrzebne są dalsze badania, ponieważ zdarzenia te mają miejsce na bardzo małą skalę, co utrudnia obserwacje i modelowanie.

Prognozowanie przyszłego wpływu zmian klimatycznych na te zdarzenia może być również skomplikowane ze względu na fakt, że niektóre czynniki ryzyka mogą wzrosnąć wraz ze zmianami klimatu, a inne mogą się zmniejszyć.

Dzieje się tak dlatego, że tornada są zjawiskami meteorologicznymi o bardzo krótkim czasie trwania, umiejscowionymi w sekundach i minutach oraz w zredukowanych skalach przestrzennych. Wręcz przeciwnie, trendy klimatyczne rozciągają swoje skutki na znacznie szersze okresy czasu (lata, dekady lub tysiąclecia) i wpływają na duże obszary globu.

Ponadto modele klimatyczne nie są w stanie rozwiązać problemu tornad ani pojedynczych burz. Mogą wskazywać na zmiany na dużą skalę w trzech z czterech składników sprzyjających silnym burzom (wilgotność, niestabilność i uskok wiatru), ale występowanie pewnych sprzyjających czynników nie gwarantuje wystąpienia tornada. Nasze fizyczne zrozumienie wskazuje na mieszane sygnały: w cieplejszym świecie niektóre składniki mogą wzrosnąć (niestabilność), podczas gdy inne mogą spaść (uskok wiatru). Drugi kluczowy składnik (echa sztormowa) oraz, w różnym stopniu, wilgotność, ucieczka i uskok wiatru, zależą przede wszystkim od wzorców dnia, a często także od lokalnej pogody minuta po minucie.

Równanie Clapeyrona mówi nam, że globalne ocieplenie stwierdzane za pomocą termometrów (wzrost globalnej temperatury powietrza dwa metry nad ziemią o 7 dziesiątych stopnia na wiek) skutkuje wyższą zawartością pary wodnej w atmosferze, ale trudno jest określić ten wzrost w powiązaniu ze zjawiskami konwekcyjnymi czy szerzej z globalnymi mapami intensywności opadów oraz z trendem lodowców, którego zmienność na przestrzeni dziesięcioleci jest efektem działania dużej liczby czynników.

2.3 Opady globalne i zdarzenia związane z opadami ekstremalnymi

Opady są kluczowym segmentem cyklu energii i materii naszej planety [ https://doi.org/10.1175/JCLI-D-19-0343.1 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 25">25 ]. W rzeczywistości woda parująca z powierzchni oceanów i transpirowana przez roślinność lądową pochłania duże ilości energii w postaci ciepła utajonego i jest podstawowym nośnikiem strefowego i południkowego transportu energii [ 26 ] . Co więcej, para wodna jest głównym gazem cieplarnianym odpowiedzialnym za 51% całego efektu cieplarnianego naszej planety [ https://doi.org/10.1126/science.1190653 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 27">27 ]. W tym kontekście opady uwalniają energię przenoszoną przez atmosferę i jednocześnie modulują efekt cieplarniany, wpływając na czas przebywania pary wodnej w atmosferze [ https://doi.org/10.5194/acp-19-12887-2019 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 28">28 ].

Globalne zbiory danych obserwacyjnych wskazują na wzrost całkowitych rocznych opadów, który na pierwszy rzut oka wydaje się spójny ze wzrostem globalnych temperatur i wynikającym z tego wzrostem ilości wody wytrącającej się przechowywanej w zbiorniku atmosferycznym. Na poparcie tej opinii przeanalizowano szeregi czasowe rocznych opadów globalnych w latach 1901–2018 z siatki zbioru danych Hadex3 dotyczącego opadów na lądzie [ https://doi.org/10.1029/2019JD032263 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 29">29 ] pochodzącego z codziennych obserwacji in situ: diagram na ryc. 4 pokazuje, że globalne opady rosną od około 1970.

Biorąc pod uwagę ten wzrost całkowitych rocznych opadów, należy zadać sobie pytanie, czy przełożył się on na wzrost liczby ekstremalnych opadów o skutku podobnym do tego, jaki odnotowano w przypadku fal upałów, których częstotliwość wzrosła w związku ze wzrostem globalnych temperatur. W tym celu należy stwierdzić, że istnieje wiele możliwych definicji zdarzeń ekstremalnych opadów, począwszy od okresów nawrotów i podejść typu szczyty powyżej progu, po wskaźniki określające czas trwania lub intensywność. Ponadto ekstrema można również zdefiniować w szerokim zakresie skal przestrzennych i czasowych [ https://doi.org/10.1175/JHM-D-14-0147.1 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 30">30] Nasza analiza skupi się głównie na maksymalnych dziennych opadach deszczu dla stacji lądowych obserwowanych na całym świecie i w dużych regionach, ponieważ (1) dane subdzienne są często zbyt krótkie lub niewystarczającej jakości oraz (2) zmiany w wielkości ekstremów subdziennych pojawiają się częściej wolniej niż w przypadku ekstremalnych wartości dziennych, jak stwierdzili Barbero i in. [ https://doi.org/10.1002/2016GL071917 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 31">31 ], która przeprowadziła analizę trendów dobowych i godzinnych ekstremalnych opadów deszczu na dużej sieci stacji na terenie USA w okresie 1950–2011.

Dla prawidłowej interpretacji danych dotyczących opadów ekstremalnych należy także wziąć pod uwagę, że dokładność ich wykrywania w dużym stopniu zależy od dokładności pomiarów opadów. Analiza wpływu na dokładność pomiarów wykracza poza tę pracę, należy ją jednak uwzględnić w analizie, choć jakość danych pozostaje problemem, ponieważ pomiary opadów są trudne do ujednolicenia ze względu na ich dużą zmienność przestrzenną i czasową. Dane prawdopodobnie nie są zatem wolne od niejednorodności wynikających ze zmian w rodzaju oprzyrządowania stosowanego do pomiaru opadów, ponieważ różne deszczomierze charakteryzują się różnym wiatrem pod połowem, stratami zwilżania i stratami przez parowanie [ https://doi.org/10.1175/JCLI-D-19-0892.1 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 32">32 , https://doi.org/10.1175/1520-0442(1997)010%3C0092:RMICCO%3E2.0.CO;2 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 33">33] Dodatkowo czujnikiem deszczomierzy automatycznych (mechanicznych lub elektronicznych) jest wahacz wyposażony w dwie miseczki, które naprzemiennie napełnia się wodą i wylewa. Kołysanie może zostać zatrzymane przez szereg zjawisk, takich jak gromadzenie się brudu czy obecność gniazd owadów. W tym przypadku wartość 0 jest zgłaszana nawet w obecności deszczu, co sprawia, że instrumenty są z natury niedokładne.

Jeśli chodzi o intensywność ekstremalnych opadów dziennych, Papalexiou i Montanari [ https://doi.org/10.1029/2018WR024067 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 34">34 ] przeanalizowali zdarzenia ekstremalne opadów w latach 1964–2013 na łącznie 8730 stacjach. Analiza wskazuje na wzrost natężenia na 12,9% (od 11,7 do 13,9%) stacji na świecie i spadek w 9,8% (od 9 do 11,4%), przy czym 77,3% stacji nie wykazuje znaczących trendów.

Dane te zasadniczo potwierdzają te, które zaprezentowali Westra i in. [ https://doi.org/10.1175/JCLI-D-12-00502.1 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 35">35 ], który przeanalizował trendy w światowych jednodniowych maksymalnych rocznych opadach w latach 1900–2009 (w sumie 110 lat). Prace, które dotyczyły łącznie 8326 stacji naziemnych, które badacze uznali za „wysokiej jakości”, doprowadziły do wniosku, że około 2% stacji wykazuje spadek opadów ekstremalnych, 8% wzrost, a 90% nie ma żadnych opadów. tendencja.

Wyniki tej analizy zostały ostatnio potwierdzone przez wyniki dotyczące jednodniowych maksymalnych opadów rocznych zaprezentowane przez tę samą grupę badaczy [ https://doi.org/10.1175/JCLI-D-19-0892.1 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 32">32 ], które odnoszą się do okresu 1950–2018 i podkreślają, że:

Dla okresu 1950–2018 9,1% stacji wykazuje istotną statystycznie tendencję wzrostową, znacznie wyższą, niż można by się spodziewać na podstawie samego losowego przypadku. Natomiast odsetek stacji wykazujących statystycznie istotną tendencję spadkową wynosi zaledwie około 2,1%, co jest porównywalne z tym, czego można by się spodziewać po przypadku losowym.
Dla obszaru śródziemnomorskiego jedynie 4,7% stacji wykazuje statystycznie istotną tendencję wzrostową, natomiast 3,8% wykazuje istotną tendencję spadkową (ryc. 5 ).
Europa Północna wykazuje najwyższy na świecie nadmiar stacji z tendencjami pozytywnymi (14,4%) w porównaniu do stacji z tendencjami negatywnymi (1,2%) (ryc. 5 ).

Wyniki dla Europy Północnej i obszaru śródziemnomorskiego są zgodne z obecną fazą klimatyczną, która charakteryzuje się dodatnimi wartościami NAO, które określają intensyfikację pasów zachodnich, które niosą ze sobą systemy czołowe do Europy Północnej [ 36 ], podczas gdy w regionie Morza Śródziemnego szlaki burzowe powinny być mniej https://doi.org/10.1175/2007JCLI1739.1 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 36">dotknięte .

Wyniki stacjonarne podkreślone przez Sun i in. [ https://doi.org/10.1175/JCLI-D-19-0892.1 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 32">32 ] dla Morza Śródziemnego zostały również potwierdzone w przypadku obszaru Włoch w bardziej szczegółowych badaniach przeprowadzonych przez Libertino i in. [ https://doi.org/10.1029/2019GL083371 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 37">37], gdzie uwzględnia się maksymalne opady w okresach 1, 3, 6, 12 i 24 godzin, ograniczone do lat 1928–2014, gdzie w każdym roku czynnych jest jednocześnie co najmniej 50 stacji. Wybrano jedynie szeregi czasowe obejmujące dane ciągłe lub nieciągłe z co najmniej 30 lat, co dało 1346 stacji. Wnioski z tej pracy są takie, że „Jeśli chodzi o częstotliwość, wyniki pokazują, że wszystkie zaobserwowane trendy są nieistotne, to znaczy są zgodne z hipotezą klimatu stacjonarnego. […]. Jeśli chodzi o intensywność zdarzeń, nie można stwierdzić wyraźnego trendu w wielkości ekstremalnych opadów w skali kraju”.

Praca cytowana dla Włoch, czyli obszaru świata najbardziej znanego autorom, jest szczególnie interesująca, ponieważ analizowano w nich dzienne lub godzinne zbiory danych gromadzone przez Służbę Hydrograficzną Ministerstwa Robót Publicznych, która gromadziła dane jednorodnie na całym terytorium kraju . Usługa ta została niestety zlikwidowana w 1998 r., a jej kompetencje zostały przekazane regionom, tworząc w ten sposób 20 sieci regionalnych, każda o własnym standardzie. Przytaczamy ten przykład, ponieważ wydaje nam się on symboliczny dla tendencji do mnożenia operacyjnych sieci pomiarowych, powodując powstawanie coraz bardziej istotnych poziomów niejednorodności.

Z naszego przeglądu wynika, że choć na poziomie globalnym obserwuje się wzrost całkowitych rocznych opadów, wzrost opadów ekstremalnych obserwuje się w ograniczonej liczbie stacji i przy silnych różnicach regionalnych. Brak uogólnionych trendów wzrostowych w przypadku opadów ekstremalnych można wytłumaczyć faktem, że geneza opadów ekstremalnych wymaga (1) obecności odpowiedniego źródła wilgoci w warstwie przyściennej, (2) morfologii rzeźby, struktur cyrkulacyjnych w różnych skale i pionowy profil termiczny sprzyjający wznoszeniu się mas powietrza wraz z rozwojem chmur o wystarczającej grubości (np. chmury cumulonimbus i nimbostratus) oraz (3) charakterystyka mikrofizyczna środowiska chmur sprzyjająca powiększaniu się kropelek lub kryształków lodu w celu wytworzenia opadów.

2.4 Powodzie i susze

Powodzie i susze są ważnymi wskaźnikami reakcji na zmiany w reżimie opadów.

Jeśli chodzi o powodzie, można powiedzieć, że chociaż na poziomie globalnym obserwuje się dowody na wzrost całkowitych rocznych opadów, odpowiadające im dowody na wzrost powodzi pozostają nieuchwytne, a długa lista badań pokazuje niewiele lub nie wykazuje żadnych dowodów na zwiększone rozmiary powodzi, przy czym niektóre badania znalezienie większej liczby dowodów na spadki niż wzrosty

Sharma i in. wymieniają niektóre przyczyny zmniejszenia wielkości powodzi. [, które wśród możliwych mechanizmów odpowiedzialnych identyfikują spadek wcześniejszej wilgotności gleby, zmniejszenie zasięgu burzy i zmniejszenie topnienia śniegu.

Interesujące może być przypomnienie wyników uzyskanych w kontekście historycznym obszaru europejskiego, gdzie różne badania paleohydrologiczne pokazują, że częstotliwość zjawisk aluwialnych w Europie była znacznie niższa w fazach ciepłych (np. zimne (np. mała epoka lodowcowa), co potwierdzają m.in. Wirth i in. [ https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2013.09.002 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 48">48 ], który pracował nad danymi z Alp Centralnych. Dowody te potwierdza także artykuł podpisany przez dużą grupę klimatologów historycznych, w tym Włochów Bertolina i Camuffo [ https://doi.org/10.1007/s10584-010-9816-7 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 49">49], gdzie podano następujące stwierdzenie: „Ostatnie zmiany w zmienności częstotliwości powodzi nie są wyjątkowe w porównaniu z częstotliwością powodzi w ciągu ostatnich 500 lat i nie wykazują żadnej ogólnej tendencji podobnej do szeroko cytowanej tendencji „kija hokejowego” w zakresie temperatur. Do podobnych wniosków doszedł projekt SPHERE, który w przypadku północno-wschodniej Hiszpanii wykazał, że zdarzenia, które miały miejsce w ciągu ostatnich 400 lat, spowodowały wyładowania znacznie większe niż największe, mierzone powodzie we współczesnych czasach. Tym samym badanie powodzi historycznych pozwala na bardziej kompleksową analizę ryzyka i zaplanowanie odpowiedniej ochrony przeciwpowodziowej”.

Dowody na większą liczbę powodzi w czasie małej epoki lodowcowej potwierdzają także Wilhelm i in. [ https://doi.org/10.1016/j.yqres.2012.03.003 ", którzy badają powodzie w śródziemnomorskich Alpach Francuskich na przestrzeni ostatnich 1400 lat i stwierdzają, że ekstremalne opady deszczu i powodzie są rzadsze i mniej ekstremalne w okresach ciepłych niż w zimnych okresach. Mówiąc dokładniej, autorzy stwierdzili niską częstotliwość powodzi w średniowiecznym ciepłym okresie oraz częstsze i intensywniejsze zjawiska podczas małej epoki lodowcowej.

Yiou i in. [ https://doi.org/10.1623/hysj.51.5.930 " analizując tendencje powodzi rzecznych w Czechach dla Łaby i Wełtawy, wykazało, że tendencja zarówno częstotliwości, jak i intensywności wylewów w XX wieku generalnie maleje. Wiek XIX był znacznie bardziej narażony na te zjawiska niż wiek XX, a zarejestrowane wydarzenia nie mają sobie równych w drugim tysiącleciu. Do podobnych wniosków doszli Mudelsee i wsp. dla Elby i Odry w Niemczech.

Diodato i in. [] zrekonstruowali szkodliwe zjawiska hydrologiczne (DHE) we Włoszech w okresie od października do kwietnia, podkreślając, że w średniowiecznym okresie ciepłym DHE występowały rzadziej, podczas gdy w czasie małej epoki lodowcowej (LIA) zdarzenia były częstsze i intensywniejsze. Wreszcie, począwszy od połowy XIX wieku wraz z wyjściem z LIA, obserwuje się spadek DHE, zwłaszcza w ciągu ostatnich kilku dekad.

Ponownie dla Włoch: artykuł Taricco i in. [] rekonstruuje natężenia przepływu rzeki Pad w ciągu ostatnich 2200 lat, podkreślając bardzo niskie natężenia przepływu do 1100 r., bardzo wysokie przepływy w okresie LIA z maksimum około 1500 r. i późniejszy spadek natężenia przepływu po 1850 r.

Podsumowując, choć na poziomie globalnym obserwuje się wzrost sumy rocznych opadów, nie przekłada się to na wzrost intensywności i częstotliwości powodzi. Do podobnych wniosków zdaje się dochodzić dostępny obecnie projekt AR6.

Susza jest zjawiskiem złożonym, trudnym do monitorowania i zdefiniowania. W zależności od zmiennych stosowanych do jej scharakteryzowania oraz systemów lub sektorów, na które wpływa, suszę można podzielić na różne typy: meteorologiczną (deficyt opadów), rolniczą (np. zmniejszenie plonów lub nieurodzaj w związku z niedoborami wilgoci w glebie), ekologiczną (np. związane ze stresem wodnym roślin, który powoduje np. śmiertelność drzew) lub susze hydrologiczne (np. niedobór wody w strumieniach lub zbiornikach, takich jak zbiorniki, jeziora, laguny i wody gruntowe).

IPPC w swoim AR5 ] podaje na s. 44, że „wnioski dotyczące globalnych tendencji w zakresie suszy narastających od lat 70. XX w. nie są już poparte”, a kilka badań rzeczywiście nie wykazuje wzrostu głównych wskaźników dotyczących globalnej suszy [ https://doi.org/10.1002/jgrd.50355 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 56">56 , https://doi.org/10.1038/nature11575 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 57">57 ].

Hao i in. [ https://doi.org/10.1038/sdata.2014.1 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 58">58 ] przeanalizowali szeregi czasowe odnoszące się do lat 1982–2012 Globalnego Zintegrowanego Systemu Monitorowania i Prognozowania Suszy (GIDMaPS), który wykorzystuje trzy wskaźniki suszy do monitorowania i prognozowania: standardowy wskaźnik opadów (SPI), standaryzowany wskaźnik wilgotności gleby (SSI) ) i wieloczynnikowy standaryzowany wskaźnik suszy (MSDI). SPI i SSI są wskaźnikami odpowiednio suszy meteorologicznej i rolniczej. Autorzy podkreślają tendencję spadkową odsetka powierzchni gruntów dotkniętych suszą, co pokazano na ryc. 6 .

Podobne wnioski wydaje się wyciągać w sprawie suszy meteorologicznej i hydrologicznej w dostępnym dzisiaj projekcie IPCC AR6, nieco więcej obaw wyraża się w sprawie suszy rolniczej i ekologicznej.

Kogan i in. [ https://doi.org/10.1080/19475705.2020.1730452 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 59">59 ] przeanalizowali światowe trendy w zakresie suszy rolniczej za pomocą satelitarnej metody stanu zdrowia roślinności (VH) w latach 1981–2018. Ich wyniki pokazują, że dla całego globu, półkul i głównych krajów produkujących zboża (Chiny, USA i Indie) susza nie nasiliła się i nie rozszerzyła w ciągu 38 lat, podczas gdy globalna anomalia temperaturowa wzrosła. Autorzy doszli do wniosku, że skoro w czasie niedawnego globalnego ocieplenia susza nie nasiliła się ani nie rozszerzyła, bezpieczeństwo żywnościowe w ciągu najbliższych kilku lat prawdopodobnie utrzyma się na poziomie z ostatniej dekady.

Czynnikiem mającym istotne znaczenie w przypadku suszy rolniczej, często pomijanym w analizach, jest fakt, że zużycie wody przez rośliny uprawne jest wprost proporcjonalne do ilości produktu końcowego: kukurydza potrzebuje 370–910 kg wody na każdy kg wyprodukowanego ziarna , pszenica 590–1700 i ryż 635–1700 w zależności od odmiany [ https://doi.org/10.1016/j.agwat.2004.04.007 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 60">60 ]. Można zatem łatwo wywnioskować, że skoro światowe plony kukurydzy, pszenicy, ryżu, soi i jęczmienia wzrosły średnio o 217–297% od 1960 r. do chwili obecnej (patrz następny akapit) i ponieważ powierzchnia areału utrzymuje się na stałym poziomie od około 50 lat około 1,5 miliarda hektarów, podobnie wzrosło zużycie wody w uprawach.

W odniesieniu do suszy ekologicznej należy zwrócić uwagę na dwa kontrastujące ze sobą zjawiska oddziałujące na wodochłonność naturalnej roślinności:

Wzrosty na średnich i wysokich szerokościach geograficznych w wyniku wydłużenia sezonu wegetacyjnego w wyniku globalnego wzrostu temperatury [ https://doi.org/10.1126/sciadv.aax0255 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 61">61 ]
Zmniejsza się w sposób uogólniony ze względu na wyższe poziomy co ₂ : wzrost poziomu stężenia co ₂ w atmosferze zmniejsza liczbę aparatów szparkowych na jednostkę powierzchni liści (wskaźnik szparkowy) i powoduje zamykanie aparatów szparkowych, co zmniejsza zużycie wody przez rośliny [ https://doi.org/10.3390/agronomy10121975 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 62">62 ].

Podsumowując, uważamy, że nie ma dowodów na to, że zwiększa się powierzchnia obszarów dotkniętych różnymi rodzajami suszy.

3 Globalne zazielenianie i globalna produkcja rolna

Produktywność ekosystemów naturalnych jest istotnym wskaźnikiem reakcji na zmiany zmiennych meteorologicznych (temperatura, opady, globalne promieniowanie słoneczne itp.). Z tego punktu widzenia można stwierdzić, że globalna biomasa roślinna w ostatnich dziesięcioleciach uległa istotnym zmianom, co objawia się zjawiskiem zwanym globalnym zazielenianiem, które wskazuje na znaczny wzrost produktywności ekosystemów (rolniczych i naturalnych), co w ostatnich dziesięcioleciach uwypuklane było głównie przez zdjęcia satelitarne monitorowanie [ https://doi.org/10.1038/s43017-019-0001-x " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odnośnik 63">63 ]. Przegląd Walkera i in. [ https://doi.org/10.1111/nph.16866 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 64">64 ] stwierdził, że u podstaw tego globalnego zjawiska leży wzrost stężenia CO _{2 w atmosferze}stężenie zwiększające fotosyntezę w skali liści i wewnętrzną efektywność wykorzystania wody. Bezpośrednią reakcją na te zjawiska jest wzrost wzrostu roślin, biomasy roślinnej i materii organicznej gleby. Efektem końcowym jest transfer węgla z atmosfery do pochłaniaczy dwutlenku węgla przez ekosystemy lądowe, co może spowolnić tempo wzrostu atmosferycznego CO _{2 .}

Dane satelitarne pokazują trendy „ekologizowania” na dużej części planety [ https://doi.org/10.1038/nclimate3004 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 65">65 , https://doi.org/10.1038/nclimate3056 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odnośnik 66">66 ], które wypychają pustynie na całym świecie (zarówno gorące pustynie w tropikalnych szerokościach geograficznych, jak i zimne pustynie w bardziej północnych szerokościach geograficznych). Znaczenie zazieleniania potwierdza Campbell [ https://doi.org/10.1038/nature22030 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odnośnik 67">67 ], który wykorzystując zapisy siarczku karbonylu jako wskaźnik aktywności fotosyntezy, wykazał 31% wzrost pierwotnej produkcji brutto w XX wieku. Co więcej, Wang i in. [ https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.145703 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 68">68 ] przeanalizowali globalną produktywność ekosystemów w latach 1982–2016 i wykazali, że najbardziej istotne pozytywne anomalie odnotowuje się w zbiegu z obfitymi opadami atmosferycznymi, co pokazuje znaczenie ograniczenia wody dla produktywności ekosystemu.

Należy również zauważyć, że Zeng i in. [ https://doi.org/10.1038/nature13893 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odnośnik 69">69 ], wykorzystując lądowy model obiegu węgla, wykazali, że rolnictwo jest odpowiedzialne za około 50% zwiększonej absorpcji CO ₂ , co pokazuje jego zasadniczą rolę ekosystemową. W rzeczywistości rolnictwo emituje jedynie niewielką część tego, co wcześniej pochłonęło w procesie fotosyntezy. Rolnictwo każdego roku pochłania 7,5 GT węgla, co wzrasta do 12 GT, jeśli uwzględnimy pastwiska [ https://doi.org/10.1073/pnas.1211349110 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 70">70 ], podczas gdy całkowite emisje sektora rolnego wynoszą 1,69 ± 0,38 GT [ https://www.ipcc.ch/srccl/ " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 71">71 ]. W rezultacie rolnictwo emituje 14,1 ± 0,03% tego, co zostało wcześniej pochłonięte.

Globalne znaczenie globalnego zazieleniania wykazano w symulacji przeprowadzonej przez australijską grupę badawczą [ https://doi.org/10.1111/gcb.14950 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 72">72 ] przy użyciu modelu CABLE (Community AtmOSphere Biosfera Land Exchange), która ilustruje globalny trend pierwotnej produktywności brutto (GPP) w latach 1900–2020 jako wynikiem (a) fizjologicznego efektu zmian poziomu liści bezpośrednio stymulowanych przez dwutlenek węgla, (b) efektu związanego z ogólnym wzrostem masy liści oraz c) efektu zmiany klimatu. Ogółem wzrost GPP od 1900 r. do 2020 r. szacuje się na 30%, choć szacuje się, że osiągnie on 47%, co oznacza dwukrotny wzrost emisji CO2 ₍ 560 ppmv).

Nawet jeśli dominuje pogląd, że mamy do czynienia z pozytywnym zjawiskiem, które demonstruje wielką zdolność ekosystemów do przystosowywania się do zmienności sił naturalnych i antropogenicznych, nie możemy przeoczyć tego, że reakcje ekosystemów na CO 2 są złożone _lub zaburzone przez równoczesne zmiany wielu czynników globalnych zmian, a dowody na lądowy pochłaniacz dwutlenku węgla napędzany CO ₂ mogą czasami wydawać się sprzeczne [ https://doi.org/10.1111/nph.16866 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 64">64 ]. Na przykład letnie przesuszenie gleby pogarsza wcześniejsze wiosenne zazielenienie roślinności, które zwiększa ewapotranspirację, a tym samym obniża wiosenną wilgotność gleby [ https://doi.org/10.1126/sciadv.aax0255 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 61">61 ].

W każdym razie globalne zazielenianie jest wyzwaniem kulturowym, które skłania nas do refleksji nad pozytywnymi konsekwencjami wzrostu poziomu CO ₂ w atmosferze . W tym względzie, zgodnie z danymi Campbella i in. [ https://doi.org/10.1038/nature22030 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odnośnik 67">67 ] oraz Haverd i in. [ https://doi.org/10.1111/gcb.14950 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 72">72 ] w przypadku braku ekologizacji napędzanej CO ₂ mielibyśmy do czynienia ze znacznym spadkiem produkcji rolnej, co miałoby znaczący negatywny wpływ na światowe bezpieczeństwo żywnościowe. Mariani [ https://doi.org/10.1140/epjp/i2017-11337-8 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 73">73 ] oszacował 18% spadek produkcji rolnej kukurydzy, ryżu, pszenicy i soi w przypadku powrotu CO ₂do poziomu przedindustrialnego. Jednakże wynik ten uzyskano za pomocą modelu, który nie uwzględnia negatywnego wpływu na plony zjawisk ekstremalnych, takich jak susze, nadmierne opady deszczu, mróz i fale upałów.

Na podstawie ponownego występowania zjawisk ekstremalnych, zmian w zakresie opadów, rosnących temperatur i wpływu substancji zanieczyszczających, takich jak ozon, w podsumowaniu rozdziału 7 AR5 [ 6 ] stwierdza się, https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/ " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 6">że „Wpływ zmian klimatycznych na uprawy roślinne i produkcję żywności na lądzie są widoczne w kilku regionach świata (wysoki poziom wiarygodności). Negatywne skutki trendów klimatycznych były częstsze niż pozytywne”.

Jednakże stwierdzenie to nie uwzględnia odpowiednio następujących 2 czynników:

1
zdolność adaptacyjna globalnego systemu rolnego związana z jego wyjątkową elastycznością, która przekłada się na zdolność do szybkiego wdrażania innowacji w genetyce (nowe odmiany lepiej dostosowane do środowiska) i technikach uprawy (nawadnianie, nawożenie, odchwaszczanie, zwalczanie szkodników i chorób itp.) . Te innowacje technologiczne są wynikiem silnego postępu w naukach o uprawach, który nastąpił od początku XIX wieku i którego rozpowszechnienie znacznie wzrosło po zakończeniu drugiej wojny światowej [ https://doi.org/10.1002/agj2.20710 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odnośnik 74">74 ]
2
efekt kompensacyjny związany z faktem, że rolnictwo zajmuje bardzo rozległy obszar (wszystkie kontynenty z wyjątkiem Antarktydy), który obejmuje dwie półkule, co gwarantuje dwa zbiory w roku. Przekłada się to na fakt, podkreślany już w XVIII wieku przez Adama Smitha [ 75 ] i Giovanniego Targioni Tozzettiego [ 76 ], że w danym roku spadki plonów odnotowane na danym obszarze na skutek zjawisk ekstremalnych (susza, nadmierne opady deszczu, fale upałów itp.) są równoważone przez wzrost plonów występujący na innych obszarach.

Pierwszy punkt jest dziś znacznie uwydatniony przez nasze możliwości technologiczne, podczas gdy drugi jest stale w użyciu, jak pokazuje wzrost światowej produkcji rolnej od 1870 r. według Federico [ 77 ] oraz globalnych plonów od 1961 r. według szeregów czasowych FAO. Pokazano to na ryc. 7 , która pokazuje wzrost plonów z hektara odnotowany od 1960 r. do chwili obecnej dla czterech upraw (kukurydza, ryż, soja i pszenica) odpowiadających za 64% spożycia kalorii przez ludzkość [ 78 https://doi.org/10.1073/pnas.1116437108 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 78">] .

Przeanalizowaliśmy szeregi czasowe średnich globalnych plonów kukurydzy, ryżu, soi i pszenicy (t/ha) w latach 1961–2019 [ http://www.fao.org/faostat/en/ " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 79">79 ] i uzyskaliśmy bardzo mocne dodatnie trendy liniowe wynoszące odpowiednio 3,3%, 2,4 %, 2,6% i 3,8% rocznie dla czterech wyżej wymienionych upraw. Naszym zdaniem głównymi motorami tego trendu są postęp technologiczny i CO ₂nawożenie. Ten trend liniowy odjęto od danych, uzyskując reszty będące wyrazem zjawisk takich jak ekstremalne zdarzenia meteorologiczne lub zdarzenia spowodowane meteorologią (fale upałów, wybuchy zimna, susze, powodzie itd.). Analiza reszt (materiał uzupełniający – rys. S1) wskazuje, że w ostatnich latach odchylenia od trendu liniowego nie zwiększały się, co wykluczałoby zwiększenie skutków zdarzeń ekstremalnych.

„Ogólnie rzecz biorąc, wzrost poziomu temperatury sprzyja wzrostowi i rozprzestrzenianiu się gatunków szkodników, zapewniając ciepłe i wilgotne środowisko oraz wilgoć niezbędną do ich wzrostu”, mówi Tek Sapkota, naukowiec zajmujący się systemami rolniczymi i zmianami klimatycznymi w Międzynarodowym Instytucie Udoskonalania Kukurydzy i Pszenicy Centrum (CIMMYT).

Jednakże, gdy temperatura i poziom opadów stają się zbyt wysokie, może to spowolnić wzrost i rozmnażanie się niektórych gatunków szkodników oraz zniszczyć je poprzez wypłukiwanie ich jaj i larw z rośliny żywicielskiej – wyjaśnia.

4 WIERZĘ w datę

Na koniec proponujemy inny punkt widzenia, biorąc pod uwagę historyczne serie klęsk żywiołowych zgłoszone w zbiorze danych EM-DAT CRED (Centrum Badań nad Epidemiologią Katastrof) Katolickiego Uniwersytetu w Louvain w Belgii.

Aby zdarzenie mogło zostać zapisane w tym zbiorze danych, musi posiadać co najmniej jedną z następujących cech:

Zdarzenie dotknęło co najmniej 100 osób
W wyniku zdarzenia zginęło co najmniej 10 osób
Ogłoszenie stanu wyjątkowego
Prośba o pomoc międzynarodową

Oczywiście poza braną pod uwagę intensywnością zdarzenia w grę wchodzą inne czynniki, takie jak zdolność do zapobieżenia samemu zdarzeniu lub ochrony przed nim; jednakże spojrzenie na tę statystykę może dostarczyć przydatnych informacji na temat ewolucji zdarzeń ekstremalnych.

Patrząc na klęski żywiołowe mające miejsce od 1900 r., pokazane na ryc. 8 , można zaobserwować bardzo małą ich liczbę od połowy ubiegłego wieku, kiedy rozpoczyna się gwałtowny wzrost, który zatrzymuje się pod koniec XX wieku, by ustąpić trendowi charakteryzującemu się niewielki spadek. Tendencja ta jest bardzo dziwna: czy jest możliwe, że klęski żywiołowe pojawiły się zasadniczo w połowie XX wieku i wykazywały tak dramatyczny wzrost aż do końca stulecia? Warto też zauważyć, że tendencja ta na pierwszy rzut oka jest „zgodna” ze wzrostem globalnej temperatury planety.

Jednak w kilku raportach CRED ostrzegał przed wyłącznie klimatologiczną interpretacją wzrostu liczby zdarzeń obserwowanego do końca XX wieku: w 2004 r. CRED napisał [ 80 ], że https://www.emdat.be/thirty-years-natural- katastrofy-1974-2003-liczby " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 80">ich szeregi czasowe (ryc. 8 z danymi do 2003 r.) „mogą skłaniają do przekonania, że katastrofy zdarzają się dziś częściej niż na początku stulecia. Jednak wyciąganie takiego wniosku wyłącznie na podstawie tego wykresu byłoby błędne. W rzeczywistości to, co tak naprawdę pokazuje ten rysunek, to ewolucja rejestracji zdarzeń związanych z klęskami żywiołowymi w czasie”.

Ponownie w 2007 r. [ https://www.cred.be/node/316 " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 81">81 ] „W rzeczywistości uzasadnianie tendencji wzrostowej w zakresie występowania katastrof hydrometeorologicznych i ich skutków głównie poprzez zmianę klimatu byłoby mylące. … jednym z głównych czynników przyczyniających się do wzrostu liczby katastrof w ciągu ostatnich dziesięcioleci jest stale poprawiające się rozpowszechnianie i dokładność informacji związanych z klęskami żywiołowymi”.

To wskazanie utrzymuje się przez lata [ http://www.cred.be/sites/default/files/The_Human_Cost_of_Natural_Disasters_CRED.pdf " data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Odniesienie 82">82 ] „Z punktu widzenia analizy klęsk żywiołowych, przy wyjaśnianiu tej tendencji wzrostowej wzrost liczby ludności i wzorce rozwoju gospodarczego są ważniejsze niż zmiany klimatyczne lub cykliczne zmiany pogody. Obecnie nie tylko więcej ludzi jest zagrożonych niż 50 lat temu, ale budownictwo na terenach zalewowych, w strefach trzęsień ziemi i innych obszarach wysokiego ryzyka zwiększyło prawdopodobieństwo, że rutynowe zagrożenie naturalne przekształci się w poważną katastrofę”.

Na poparcie tej interpretacji przemawia także wzrost liczby trzęsień ziemi, pokazany na ryc. 9 , który nie powinien mieć nic wspólnego z globalnym ociepleniem i który wykazuje tendencję czasową podobną do wszystkich innych klęsk żywiołowych.

Naszym zdaniem potwierdza to, że główną przyczyną wzrostu w drugiej połowie XX wieku jest rosnąca zdolność sprawozdawcza poszczególnych państw i że w miarę ustabilizowania się tej zdolności na wiarygodnym poziomie, liczba klęsk żywiołowych utrzymuje się na stałym poziomie lub nawet upadł. Jest to to samo zjawisko, które zaobserwowano już w przypadku huraganów i tornad. Co więcej, sprawozdawczość uległa poprawie, ponieważ w wielu częściach świata systemy ochrony ludności osiągnęły wyższy poziom organizacyjny; jednocześnie poprawił się poziom wzajemnych powiązań z organizacjami międzynarodowymi, co należy podkreślić jako pozytywny element.

5 Wnioski

Od drugiej wojny światowej nasze społeczeństwa poczyniły ogromne postępy, osiągając poziom dobrostanu (zdrowie, odżywianie, zdrowotność miejsc życia i pracy itp.), jakiego poprzednie pokolenia nawet w najmniejszym stopniu nie wyobrażały sobie. Dziś jesteśmy wezwani do kontynuowania podążania ścieżką postępu, z poszanowaniem ograniczeń zrównoważonego rozwoju gospodarczego, społecznego i środowiskowego, z powagą podyktowaną faktem, że w 2050 r. planeta będzie liczyła 10 miliardów mieszkańców, którzy będą coraz bardziej zurbanizowani.

Od samego początku gatunek ludzki borykał się z negatywnymi skutkami klimatu; Klimatologia historyczna wielokrotnie posługiwała się pojęciem degradacji klimatu w celu wyjaśnienia negatywnego wpływu zjawisk ekstremalnych (głównie suszy, faz powodziowych i okresów chłodnych) na cywilizację. Dziś stoimy w obliczu ciepłej fazy i po raz pierwszy dysponujemy możliwościami monitorowania, które pozwalają obiektywnie ocenić jej skutki.

Strach przed kryzysem klimatycznym, który nie jest poparty danymi, oznacza zmianę ram priorytetów z negatywnymi skutkami, które mogą okazać się szkodliwe dla naszej zdolności do stawienia czoła wyzwaniom przyszłości, marnując zasoby naturalne i ludzkie w trudnym gospodarczo kontekście, tym bardziej negatywnym w następstwie sytuacja nadzwyczajna związana z Covid. Nie oznacza to, że nie powinniśmy nic robić w sprawie zmian klimatycznych: powinniśmy pracować nad zminimalizowaniem naszego wpływu na planetę oraz zminimalizowaniem zanieczyszczenia powietrza i wody. Niezależnie od tego, czy w nadchodzących dziesięcioleciach uda nam się drastycznie ograniczyć emisję dwutlenku węgla, czy nie, musimy zmniejszyć naszą podatność na ekstremalne zjawiska pogodowe i klimatyczne.

Pozostawienie pałeczki naszym dzieciom bez obciążania ich obawami związanymi z sytuacją nadzwyczajną klimatyczną umożliwiłoby im stawienie czoła różnym istniejącym problemom (energia, rolno-żywność, zdrowie itp.) w bardziej obiektywnym i konstruktywnym duchu, z celem jest uzyskanie ważonej oceny działań, które należy podjąć, bez marnowania ograniczonych zasobów, którymi dysponujemy, na kosztowne i nieskuteczne rozwiązania. To, jak będzie się kształtował klimat XXI wieku, jest tematem głębokiej niepewności. Musimy zwiększyć naszą odporność na wszystko, co przyniesie nam przyszły klimat.

Musimy sobie przypomnieć, że zajęcie się zmianami klimatycznymi nie jest celem samym w sobie i że zmiany klimatyczne nie są jedynym problemem, przed którym stoi świat. Celem powinna być poprawa dobrostanu ludzi w XXI wieku, przy jednoczesnej ochronie środowiska w jak największym stopniu, a nierobienie tego byłoby nonsensem: byłoby to jak nie dbanie o dom, w którym mieszkaliśmy urodzony i wychowany.

Dostępność danych

Dane potwierdzające wnioski z tego badania są publicznie dostępne pod linkami podanymi w artykule.

Zmieniać historię

30 września 2022 r

Uwaga wydawcy: Informujemy czytelników, że wnioski przedstawione w tym manuskrypcie są obecnie przedmiotem sporu. Dziennik bada tę sprawę.
23 sierpnia 2023 r

Ten artykuł został wycofany. Więcej szczegółów można znaleźć w powiadomieniu o wycofaniu zamówienia: https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-023-04386-3