“MeteoZwierzenia”: Nagroda Nobla dla badaczy klimatu

Rokrocznie w pierwszej połowie października ogłaszani są laureaci najważniejszej nagrody w nauce, Nagrody Nobla. Zwykle czytamy o tematach prac nagrodzonych uczonych niewiele z tego rozumiejąc. Czasem potrafimy uchwycić znaczenie tych odkryć, ale zwykle jest to wiedza zarezerwowana dla nielicznych specjalistów w danej dziedzinie. W tym roku jednak stało się coś, czego ani ja, ani nikt z moich kolegów oceanografów się nie spodziewał. Zawsze wydawało nam się, że ta najwyższa Nagroda jest od fizyków dla fizyków, a który z nich, zgłębiając fragmenty atomowych struktur, poważnie traktuje oceanografię czy meteorologię?

Tekst Marek Zwierz

W tym roku Nagroda „za przełomowy wkład w nasze zrozumienie złożonych systemów fizycznych” została podzielona na dwie części. Pierwszą jej część „za fizyczne modelowanie klimatu Ziemi, ilościowe określanie zmienności i wiarygodne przewidywanie globalnego ocieplenia” przyznano pracującemu w Stanach na Uniwersytecie w Princeton, Japończykowi Syukuro Manabe i Niemcowi z hamburskiego Instytutu Meteorologicznego Maxa Plancka, Klausowi Hasselmannowi. Drugą część przyznano Włochowi, Giorgio Parisi, „za odkrycie wzajemnego oddziaływania nieporządku i fluktuacji w układach fizycznych od skali atomowej do planetarnej”. O ile „włoska część” dotyczy nie tylko klimatu, ale większości procesów fizycznych, o tyle pierwsza jest zdecydowanie oceanograficzno-meteorologiczna.

90 letni dzisiaj Suykuro Manabe w latach 60-tych ubiegłego wieku stworzył podstawy do tego, co dzisiaj nazwali byśmy symulacją komputerową. Matematycznie opisał grubą na 40 kilometrów atmosferę wraz z jej składem i dynamiką. Wykorzystując ówczesne, najmocniejsze dostępne dla naukowców komputery, policzył jak tak opisana atmosfera się zachowuje i jak działa znany nam dzisiaj efekt cieplarniany. Obliczenia wtedy trwały setki godzin. Dzisiaj taka symulacja na smartfonie zapewne była by gotowa po kilku minutach. Posługując się tym modelem Manabe przewidział zwiększenie średniej temperatury Ziemi o 2° C przy dwukrotnym zwiększeniu zawartości dwutlenku węgla w atmosferze. Dodatkowo zauważył też efekt ocieplania się niższych warstw atmosfery, a wychładzanie wyższych warstw, powyżej 20 km. To było wskazówką, że ocieplenie jest skutkiem zmiany składu atmosfery, a nie zmian ilości ciepła dostarczanego przez słońce. W tym ostatnim wypadku cała atmosfera nagrzewała by się równomiernie. Manabe w latach 60. XX w. stworzył podstawy dla współczesnych, sprzężonych modeli klimatycznych oceanu, atmosfery i lądu.

Na konferencji prasowej na Uniwersytecie Princeton zaznaczył, że badanie klimatu zawsze było fascynującym zajęciem i sprawiało mu dużo radości i satysfakcji. Ciekawość była głównym motorem jego naukowej aktywności. Nie wyobrażał sobie, że studia nad zmianami klimatu mogą mieć tak olbrzymie konsekwencje. Poznawanie zmian klimatycznych nie było wcale łatwe, ale dużo łatwiejsze w porównaniu z tym, co dzieje się obecnie w polityce.

Bardzo istotnym problemem pozostawało jednak, jak analizować wyniki tych modeli oraz dane pomiarowe. Teraz jesteśmy zgodni co do różnicy pomiędzy pogodą a klimatem. W latach 70-tych dopiero opracowywano algorytmy pozwalające z, wydawałoby się, chaotycznych, codziennych danych meteorologicznych, wyizolować sygnał, który mógłby być informacją o wahaniach klimatu. Przełomową publikacją na ten temat był artykuł Klausa Hasselmanna „On the signal-to-noise problem in atmospheric response studies” – „O problemie stosunku szumu do sygnału w badaniach reakcji atmosfery”, w którym pokazał jak z codziennych zmian pogody wyodrębnić sygnał wskazujący na zmiany klimatyczne. Ta publikacja była, między innymi, teoretyczną podstawą do udowodnienia, że obecne zmiany klimatu są spowodowane przez człowieka. Jak zaznaczył na konferencji prasowej Jochem Marotzke, jeden z obecnych dyrektorów Instytutu Meteorologii Maxa Plancka, bez tych badań nie byłoby możliwe podpisanie Porozumienia Paryskiego.

Sam Noblista stwierdził, że naukowcy nie mają takiej siły przebicia w mediach, jak obecne młode pokolenie – „generacja piątkowych strajków klimatycznych”. Dzięki młodym ludziom coraz więcej osób dowiaduje się o powadze problemów związanych z globalnym ociepleniem. Przez nowoczesną technikę młodzi potrafią teraz dotrzeć z tymi informacjami do większej ilości osób, niż kiedykolwiek udało się to naukowcom. Politycy wiedzą już, że globalne ocieplenie jest spowodowane działalnością ludzką. Mamy odpowiednie technologie do bezemisyjnego wytwarzania energii i powinniśmy je wykorzystać. Politycy muszą jednak zrozumieć, że tego nie można zrobić za dziesięć, dwadzieścia czy trzydzieści lat. To musi nastąpić natychmiast.

Jaki jest laureat Nagrody Nobla z fizyki za rok 2021? Na jego wykładach i seminariach widać było, że przewyższa wszystkich swoją wiedzą i rozumieniem problemów. Co poniektórzy studenci wychodzili po seminariach z sali kręcąc głową: „ja nie potrafię tak szybko myśleć, jak on mówi”.

Okazało się, że oceanografia i meteorologia mają jednak szansę na nagrodę Nobla. I niech żaden polityk nie mówi, że niczego nie wiedział o problemach z ociepleniem klimatu.

MZ