Kroz čitavu istoriju Zemlje, ledena doba su smjenjivale toplije epohe. Sada je upravo vrijeme interglacijala, ali površina planete se zagrijava brže nego što se to očekivalo.
Prema hipotezi srpskog matematičara i geofizičara Milutina Milankovića, koju je formulisao prije sto godina u knjizi “Matematička teorija toplotnog fenomena uzrokovana sunčevim zračenjem“, usljed redovnih promjena orbitalnih parametara (ekscentriciteta, inklanacije, precesije), Sunce grije zemaljsku površinu na različite načine.
Čas hladno, čas vruće
Kao rezultat toga, javljaju se ledena doba, koja smjenjuju topliji periodi – interglacijali. To su takozvani Milankovićevi ciklusi ledenih doba, na osnovu kojih se formiraju dugoročne klimatske prognoze.
Svaki orbitalni parametar ima svoju cikličnost. Na primjer, putanja Zemljine rotacije oko Sunca prelazi sa kružne na eliptičnu svakih 95, 125 i četiri stotine hiljada godina. Osa rotacije se odmiče za oko tri stepena od ekliptike (orbitalna ravan Zemlje) otprilike svakih 41.000 hiljadu godina. A ciklus precesije (rotacija Zemljine ose i opisivanje kupe oko pola ekliptike) u prosjeku na svakih 26.000 godina. Za to vrijeme, zemaljska osa opisuje puni krug.
Sunce grije zemaljsku površinu na različite načine
Svi ovi faktori daju periodičnost klimatskih epoha od 41 do sto hiljada godina. Pri tome, prema proračunima Milankovića, razlika u količini sunčeve svjetlosti u sjevernoj hemisferi dostiže dvadeset procenata.
“Klimatski štap”
U pleistocenskoj eposi, od 2,6 miliona do prije 11,7 hiljada godina, Zemlja je doživjela nekoliko hladnih perioda kada su lednici zauzimali do 30 odsto planete i stizali do 40. paralele u sjevernoj hemisferi.
Posljednji ledeni maksimum je bio otprilike prije 18.000 godina, a sada, prema ciklusima Milankovića, nastavlja se holocenski period interglacijal, koji je počeo prije oko 12.000 godina. Upravo na ovo se pozivaju protivnici hipoteze antropogenog uticaja na klimu kada je u pitanju globalno zagrijavanje. Međutim, detaljnije modeliranje pokazuje da se ovo što se sada događa nikako ne uklapa u prirodne cikluse – ni po snazi, ni po dinamici.
Prema grafikonu prosječnih godišnjih temperatura na Zemlji, koji je dobio nadimak “klimatski štap”, maksimum holocenskog zagrijavanja (srednjovjekovna klimatska anomalija) bio je u 10-13. vijeku. Tada je na planeti bilo čak toplije nego sredinom prošlog vijeka. Nakon toga je počelo sporo opšte zahlađenje.
Čovjek jači od prirode
Prema ciklusima Milankovića, Zemlja bi danas postepeno trebalo da se hladi, ali industrijska revolucija je krajem 19. vijeka preokrenula prirodnu tendenciju. Sada prosječne godišnje temperature prelaze vrijednosti iz šezdesetih devedesetih godina, koje su uzete kao koordinatni početak, za 0,6-0,8 stepeni Celzijusa. Glavni razlog su antropogene emisije gasova staklene bašte, prije svega ugljen-dioksida.
Naučnici sa Potsdamskog instituta za proučavanje klimatskih promjena ističu da je koncentracija ugljen-dioksida u atmosferi dostigla vrhunac za tri miliona godina. Istraživanja pokazuju da prosječne temperature, koje se tokov ovog perioda nikada nisu popele više od dva stepena Celzijusa iznad predindustrijskog nivoa, mogu da pređu ovu granicu u narednih 50 godina.
O tome svjedoče i podaci koji se redovno objavljuju u izvještajima o procjeni Međuvladinog panela o klimatskim promjenama, koji su 1988. godine osnovale Svjetska meteorološka organizacija i Program za okolinu Ujedinjenih nacija.
U posljednjem, petom izvještaju o klimatskim promjenama navedeno je: “Bez obzira na realnu vrijednost osjetljivosti temperature planete na balans toplote, uočene promjene mogu biti izazvane samo nakupljanjem SO2 u atmosferi”.
Ovaj zaključak potvrđuju rezultati analize globalnih klimatskih modela, koja je sprovela u okviru projekta CMIP (Coupled Model Intercomparison Project) Radna grupa za zajedničko modeliranje (WGCM) Svjetskog programa za istraživanje klime. Prema modelnim eksperimentima CMIP3 i CMIP5, temperature značajno prelaze očekivane vrijednosti od prirodnih trendova sa kraja sedamdesetih godina.
Zagađenje vazduha
Međutim, od 1998. do 2013. godine, klimatolozi su primijetili neobičnu pojavu: s neprestanim povećanjem sadržaja SO2 u atmosferi, čini se da je porast temperature zaustavljen. To su zabilježili stručnjaci Međuvladinog panela o klimatskim promjenama u Petom izvještaju o procjeni, koji je objavljen 2014. godine. Istina je da su se autori izvještaju izrazili veoma oprezno: “Globalna temperatura Zemljine površine pokazuje mnogo manju rastuću linijsku tendenciju za posljednjih 15 godina u odnosu na duže periode od 30 i 60 godina”.
Naučnici nisu mogli da shvate šta se događa: ta zapažanja su bila u suprotnosti sa svim klimatskim modelima. Rasprava između pristalica i protivnika hipoteze antropogene prirode globalnog zagrijavanja, izbila je s novom jačinom. Ali 2013. godine temperatura je ponovo porasla i klimatolozi su počeli da govore o tome da se vjerovatno takve pauze od 15 godina javljaju u redovnim intervalima, otprilike jednom u 30 godina.
Uloga okeana
Paradoks stabilizacije globalnih temperatura, imajući u vidu povećanje koncentracije SO2 u atmosferi, mora se nekako objasniti. U suprotnom, modeli za prognoziranje koji su zasnovani na običnoj ekstrapolaciji, izgubiće kredibilitet.
Kineski naučnici sa Univerziteta Landžou predložili su određeni klimatski model, uzimajući u obzir preraspodjelu energije između atmosfere i okeana. Ispostavilo se da se tokom prividne pauze u zagrijavanju Zemlja i dalje zagrijava, ali se toplota skuplja u dubinama Svjetskog okeana. Nakon što toplotni kapacitet okeana dostigne određeni nivo, temperatura gornjih slojeva vode ponovo raste i to je razlog za cikličnost.
Ranije su naučnici dokazali da je slabljenje cirkulacije vode u okeanu doprinijelo produženju ledenog doba u pleistocenskoj epohi i prelasku prije oko milion godina sa 41000-godišnjeg ciklusa Milankovića na 100000-godišnji. U paleoklimatologiji, ovo je poznato kao “problem sto hiljada godina”.
Ciklusi Milankovića nisu važni samo u geologiji i klimatologiji. Tako su nedavno antropolozi sa Univerziteta Viskonsin u Medisonu otkrili da su ti ciklusi stotinama hiljada godina određivali učestalost promjena staništa drevnih ljudi, uključujući raseljavanje naših predaka van Afrike, koje je počelo prije 125.000 godina, na Bliski Istok i Mediteran gdje vlada vlažna suptropska klima.