Zmiany klimatu sprawią, że upały, powodzie i susze w Europie staną się nową normą

Fale upałów, powodzie i susze odbierają ludziom domy, miejsca pracy i życie. Zmiana klimatu dzieje się na naszych oczach, a Europa staje się suchą sauną. Dramatyczne powodzie występują dwa razy częściej niż kilkanaście lat temu. Silne trąby powietrzne pojawiają się tam, gdzie nigdy wcześniej ich nie było. O powodach tych zmian można przeczytać w książce „Wściekła pogoda” Frederike Otto, której fragmenty zamieszczamy poniżej.

Autorka książki – Frederike Otto jest niemiecką klimatolog, dyrektorką Instytutu Zmian Środowiska na Uniwersytecie Oksfordzkim. Należy również do międzynarodowego zespołu naukowców skupionych w World Weather Attribution. Projekt ten zaczął działać w 2014 i oparł się na rewolucyjnym podejściu do klimatologii. Badacze zaczęli analizować dane pogodowe, nakładając na nie symulacje z modeli komputerowych.

Dzięki temu podejściu w ciągu kilku dni są oni w stanie stwierdzić, czy pojedyncze wydarzenia pogodowe można przypisać zmianom klimatycznym. Wcześniej takie procesy analizowano w znacznie dłuższych, kilkudziesięcioletnich, przedziałach.

Tak było choćby na początku lipca, gdy na SmogLabie pisaliśmy o naukowej przyczynie fali upałów w Kanadzie i USA. Dzięki analizie World Weather Attribution już po tygodniu wiedzieliśmy, że zmiany klimatu miały wpływ na te ekstremalne wydarzenia.

Poniżej prezentujemy obszerne fragmenty książki „Wściekła pogoda” autorstwa dr Federike Otto, w tłumaczeniu Anny Krochalm i Roberta Kędzierskiego

Fale upałów w Europie: nowa letnia norma

W niczym zmiany klimatu nie przejawiają się tak silnie, jak w falach upałów. Na początku naszej pracy zakładaliśmy, że ze wszystkich form ekstremalnej pogody najlepiej rozumiemy i potrafimy symulować okresy upałów. Przecież zmiany są tak wielkie, że potrzeba do tego stosunkowo nieskomplikowanych modeli i niewielkiej liczby symulacji. W zasadzie sądziliśmy, że wiemy już mniej więcej wszystko. Jak się okazało, byliśmy w błędzie. Fale upałów okazały się niezwykle złożonymi oznakami zmian klimatycznych.

Latem 2003 roku całą Europę objęła fala upałów, która trwała tygodniami. W kilku miejscach w Niemczech odnotowano ponad 40 stopni Celsjusza, w południowej Portugalii nawet 47,5 stopnia. Osoby starsze przeżywały tortury. Dla wielu z nich upał okazał się zbyt dużym obciążeniem dla serca i układu krążenia. Upadali na ulicach czy w swoich mieszkaniach. Zakłady pogrzebowe w Paryżu były tak przepełnione, że chłodnię na artykuły spożywcze na rynku hurtowym w Rungis przekształcono w kostnicę. Francuscy naukowcy szacują, że latem tego roku zmarło o 70 000 osób więcej niż zwykle. Była to jedna z najbardziej niszczycielskich klęsk żywiołowych na kontynencie. Dzwonek alarmowy ostrzegający, że fale upałów mogą być zabójcze również tutaj, w Europie.

Na kolejną dużą europejską falę upałów latem 2006 roku Francja była już lepiej przygotowana. Władze radziły ludności, by nie pozostawać na słońcu i pić odpowiednie ilości wody. Mieszkańcom miast, w których domach zrobiło się zbyt gorąco, udzielono też dostępu do budynków użyteczności publicznej. Wyglądało na to, że Europa do pewnego stopnia radzi sobie z nową sytuacją ekstremalnych upałów.

Jedna fala różne wpływy

Chyba najbardziej zaskakującą rzeczą dotyczącą fal upałów jest coś, co zdaje się brzmieć dość banalnie. Zmiany klimatyczne wpływają w różnorodny sposób na temperatury na całym świecie. I odnosi się to również do jednej i tej samej fali upałów.

Przykład: w czerwcu 2017 roku duża część Europy z meteorologicznego punktu widzenia znajdowała się pod wpływem rozległego stacjonarnego obszaru wysokiego ciśnienia. Rekordowe upały zaobserwowano na lotnisku Heathrow w Londynie oraz w bawarskim Kitzingen. W ogarniętej upałem Portugalii rozprzestrzeniały się ogromne pożary lasów. Ale absolutne temperatury maksymalne w poszczególnych krajach się różniły. Podczas gdy 37 stopni Celsjusza w Paryżu nie pobiło rekordu z 2003 roku, to 21 czerwca z odnotowaną w Wielkiej Brytanii temperaturą 34,5 stopni Celsjusza był najgorętszym dniem w tym kraju od ponad 40 lat.

Czytaj także: Jeśli przekroczymy ocieplenie o 1,5°C, warunki na części globu będą zbyt trudne do życia

Dawne ekstremum nową letnią normą

To, na ile ekstremalne jest jakieś zdarzenie pogodowe, zależy również od tego, czy rekord zostaje pobity o 0,1 stopnia czy o cały stopień. Dla Belgii fala upałów była wydarzeniem, którego ze względu na zmiany klimatyczne można się obecnie spodziewać co 10 lat. Dla Hiszpanii takie prawdopodobieństwo występuje już „tylko” co 80 lat. Co za tym idzie, zmiany klimatyczne co najmniej czterokrotnie zwiększyły prawdopodobieństwo wystąpienia upałów w Belgii, zaś w Hiszpanii zwiększyły je o co najmniej jeden rząd wielkości. Innymi słowy fala upałów w Hiszpanii – przy średniej temperaturze wynoszącej w czerwcu 22,7 stopni Celsjusza – znajdowała się wcześniej poza zasięgiem tego, z czym mieszkańcy musieli się liczyć, ale nagle stała się realną, lecz ekstremalną możliwością. Z drugiej strony w przypadku Belgii dawniej ekstremalne wydarzenie, czyli średnia temperatura 18,1 stopnia Celsjusza w czerwcu, dziś może być uznawane za coś w rodzaju nowej letniej normy.

Odkryciu takich różnic z pewnością nie towarzyszą krzykliwe nagłówki gazet i to zagadnienie może wydawać się wręcz akademickie. Ale to właśnie te różnice sprawiają, że mamy piękne kąpielowe lato albo kosztowną klęskę żywiołową. Zaś jeśli zmiany klimatu drastycznie wpłyną na prawdopodobieństwo wystąpienia takiej klęski żywiołowej, to kraj, którego to dotyczy, będzie zmuszony poczynić nowe plany.

Nasze badania ujawniły więc, jak bardzo staliśmy się wrażliwi na zmiany klimatyczne. W innych częściach świata społeczeństwa przygotowane są jednak na takie fale upałów nieporównanie gorzej. Na przykład potworne upały w indyjskim stanie Andhra Pradesh w 2015 roku przy temperaturach sięgających 48 stopni Celsjusza spowodowały śmierć ponad 1800 osób, zwłaszcza w slumsach, gdzie nie ma klimatyzacji ani dających cień drzew. Stwierdziliśmy, że z powodu zmian klimatycznych takie fale upałów stały się tam około dwukrotnie bardziej prawdopodobne.

Ekstremalne opady deszczu

Globalne ocieplenie oznacza nie tylko, że na całym świecie rośnie ryzyko upałów (choć w różnym stopniu w zależności od regionu), ale też że wyższe są średnie opady. Dzieje się tak, ponieważ cieplejsza atmosfera może pochłaniać więcej pary wodnej. Zasada jest następująca: jeżeli Ziemia nagrzewa się o 1 stopień, to opady deszczu zwiększają się średnio o 7 procent. Zależność tę odkryli już w drugiej połowie XIX wieku Rudolf Clausius i Benoît Paul Émile Clapeyron.

Interesuje nas jednak, co to oznacza dla poszczególnych przypadków. I czy inne czynniki również odgrywają pewną rolę. W dniu św. Mikołaja 2015 roku w Wielkiej Brytanii padało. Oczywiście samo w sobie nie jest to niczym niezwykłym, ale padało naprawdę mocno. Bardzo mocno. Powodem była burza Desmond, która przetoczyła się nad całym krajem.

Stwierdziliśmy, że wskutek zmian klimatycznych prawdopodobieństwo wystąpienia ekstremalnych opadów wzrosło o 5 do 80 procent. Ten zakres niepewności zdaje się stosunkowo szeroki, ale wcale taki nie jest. A to dlatego, że dolna granica tego zakresu jest większa od zera, więc zmiany klimatyczne zdecydowanie zwiększyły prawdopodobieństwo tego zdarzenia; górna granica mówi nam zaś, że go nie podwoiły, ponieważ wówczas byłoby to 100 procent. Jeśli więc Desmond byłby kiedyś wydarzeniem stulecia, to teraz jest co najwyżej wydarzeniem „siedemdziesięciolecia”. Znacznie częstszym, ale wciąż na tyle rzadkim, by przeciętny Brytyjczyk spotkał się z takimi opadami deszczu tylko raz w życiu.

Również w naszych szerokościach geograficznych zmiany klimatyczne odpowiadają za wiele ekstremalnych opadów deszczu, choć w znacznie mniejszym stopniu niż za fale upałów. Budowa domu na terenach zalewowych zwiększa ryzyko zalania piwnic znacznie bardziej niż zmiany klimatu.

Nawarstwiające się zmiany

Nasze badania wykazują, że jeśli jakieś regiony i pory roku są do siebie podobne, to wyniki dla ekstremalnych opadów deszczu niemal się od siebie nie różnią. Przeprowadzanie kolejnych badań wydaje się tu niemal zbyteczne, ale akurat ulewnymi deszczami wszelkiego rodzaju interesują się media.

Ciekawiej robi się za to, gdy przyjrzymy się obszarom położonym w strefach podzwrotnikowych, jak na przykład Luizjana. Ten położony na wschodnim wybrzeżu USA stan w sierpniu 2016 roku dotknięty został najgorszą burzą deszczową w historii. Uszkodzonych zostało około 100 000 domów, a w powodziach zginęło 13 osób.

W naszym badaniu ekstremalnych zjawisk pogodowych byliśmy w stanie wykazać, że z powodu zmian klimatu opady stały się o co najmniej 10 procent bardziej intensywne, a więc silniejsze niż 7 procent wyliczone przez Clausiusa i Clapeyrona. To oznacza, że wpływ na to ma nie tylko ocieplenie, ale też zmiana cyrkulacji powietrza. A więc oprócz samego ocieplenia istnieje więcej zjawisk pogodowych powodujących silne deszcze.

Zmiany klimatyczne łatwiej można zaobserwować w opadach subtropikalnych. W przypadku Luizjany stwierdziliśmy, że globalne ocieplenie spowodowało około dwukrotnie większe prawdopodobieństwo opadów deszczu, ale nasze analizy nie wykluczają, że za sprawą zmiany klimatu tak obfite opady stały się nawet do dziesięć razy bardziej prawdopodobne. To wyniki, które rzędem wielkości bardziej przypominają fale upałów niż stosunkowo łagodne zimowe opady deszczu w Europie.

Kiedy zmiany klimatu same się neutralizują

Czasami zmiany klimatu wywierają wpływ na jakieś zdarzenie pogodowe, ale pozostają ukryte, ponieważ same się neutralizują.

Dobrym przykładem są susze. Można by zakładać, że będzie ich na świecie mniej wraz ze wzrostem ekstremalnych opadów. Susze to jednak coś więcej niż tylko brak opadów. A przynajmniej dotyczy to obszarów o wilgotnym klimacie, gdzie pada więcej, niż może odparować. Tutaj parowanie odgrywa równie ważną rolę co opady atmosferyczne. Ze względu na samo ocieplenie spada więcej deszczu, ale jednocześnie odparowuje więcej wody. W zależności od tego, który z tych dwóch skutków jest silniejszy, susze są mniej lub bardziej prawdopodobne.

Jednak możliwe jest również, że oba skutki są równie silne i że ryzyko suszy w ogóle się nie zmienia. Dokładnie to mogliśmy zaobserwować w związku z suszą w okolicach São Paulo w Brazylii w 2014 roku. Badanie jest stosunkowo stare, ale metodycznie naprawdę bez zarzutu. Zbadaliśmy osobno oba najważniejsze czynniki, które z meteorologicznego punktu widzenia decydują o suszy: deszcz i parowanie. Z powodu zmian klimatycznych wzrosło ryzyko opadów, ale jednocześnie wzrosło też parowanie. Jeżeli te dwie zmienne się połączy i weźmie pod uwagę faktyczne ryzyko wystąpienia suszy, to te dwa efekty wzajemnie się znoszą. W każdym razie tak było w São Paulo w 2014 roku. Jak więc widzimy, mamy tutaj do czynienia z dużym wpływem zmian klimatycznych, ale ryzyko suszy nie uległo zmianie.

W naszym badaniu poszliśmy jednak o krok dalej i przeanalizowaliśmy również zużycie wody. Wzrosło ono gwałtownie w latach poprzedzających suszę. Skutki suszy są dziś zatem znacznie większe, niż byłyby jeszcze 10 lat temu, ale w tym wypadku jest to całkowicie niezależne od zmian klimatu. Innymi słowy, zdarzenie pogodowe, które dziś wygląda tak, jakby znacznie się nasiliło dopiero wskutek zmian klimatu, w rzeczywistości przekształciło się w katastrofę z powodu niewłaściwego planowania i nieracjonalnego wykorzystania zasobów.

Powódź na Łabie

Powódź na Łabie w 2013 roku jest kolejnym przykładem zdarzenia pogodowego, w którym do głosu dochodzą zmiany klimatu, ale nie mają one wpływu na wzrost lub spadek ryzyka wystąpienia takiego zdarzenia. Mówiąc dokładniej, chodzi o deszcze, które w maju i czerwcu 2013 roku doprowadziły do silnych powodzi na Łabie i górnym Dunaju. Choć termodynamika sugeruje nasilenie takich zjawisk, to zarówno dane obserwacyjne (statystyki), jak i symulacje na modelach (fizyka) prowadzą do wniosku, że prawdopodobieństwo nasilenia nie uległo zmianie.

Dynamiczne zmiany częstotliwości występowania obszarów niskiego ciśnienia muszą zatem przeciwdziałać sygnałowi termodynamicznemu.
Klimat oczywiście zmienia się nadal wraz ze wzrostem temperatur i ta równowaga w jakimś momencie może ulec załamaniu. W stosunkowo starym badaniu powodzi na Łabie jeszcze nie rozpatrywaliśmy tej kwestii, ale badając suszę w São Paulo oraz wszystkie kolejne już tak. Dla São Paulo można przewidywać, że opisana równowaga, kiedy zmiany klimatyczne się neutralizują, utrzyma się także wówczas, gdy globalna temperatura wzrośnie o 2 stopnie.

Więcej informacji o książce można znaleźć na stronach Wydawnictwa Otwarte.

Zdjęcie tytułowe: Lensw0rId/Shutterstock