Otprilike od pre stotinu i pedeset godina, prosečna temperatura naše planete porasla je za 0,5 stepeni C i ništa ne nagoveštava tendenciju nekih promena u skorijoj budućnosti. Merenje prosečne temperature za celu zemlju je jako teško. Potrebno je akumulisati, trijažirati i homogenisati hiljade podataka iz različitih izvora od pre više vekova da bi se rekonstruisala istorija klimatskih promena. Danas postoje metode ispitivanja istorije klimatskih promena u toku proteklog milenijuma, od kojih će neke biti prikazane u ovom članku.
Porast temperature na našoj planeti jedna je od značajnijih tema koje naučnike od pre više godina zaokuplja u najvećoj meri. I pored mnogih ispitivanja, koja se u najvećem broju slučajeva odnose na duže vremene klimatske poremećaje, treba napomenuti da su pouzdani podaci o uzrocima toga fenomena još uvek retki. Odgovor se prvenstveno očekuje od ispitivanja klimatskih promena u prošlosti. Imajući u vidu složenost klimatskog sistema, najbolji pristup sastoji se u razdvajanju pojava koje imaju značajan uticaj na evoluciju atmosferskih promena i onih pojava čiji je uticaj zanemarljiv. To razlikovanje moguće je jedino putem ispitivanja klimatskih promena koje su se dogodile u prošlosti.
Rekonstrukcija klimaskih promena u prošlosti pretpostavlja postojanje mesečnih, štaviše i nedeljnih podataka, koji se odnose kako na temperaturu tako i na veličinu vodenih taloga na celoj planeti. Rekonstrukcija klime zasniva se, dakle, na prikupljanju podataka koji potiču iz mnogih i raznorodnih izvora i njihove transformacije u numeričke procene. U ovom stadiumu bitan doprinos pri proceni prosečnih godišnjih temperatura predstavlja ovih poslednjih godina unošenja podataka koji se odnose na klimatske promene na moru.
Rekonstrukcija istorije klimatskih promena postajala je relativno prosta od vremena kada su se podaci mogli dobijati od meteoroloških stanica, instaliranih u XIX i XX veku. Ali teškoće nastaju kada podatke treba prikupiti iz ranijih vremena, jer je potrebno napabirčiti podatke iz raznih vrsta arhiva. I pored svega toga, danas uspevamo da rekonstruišemo klimu u toku poslednjih nekoliko hiljada godina.
Galilejev termometar
Meteorologija je rođena krajem XVII veka zahvaljujući uvođenju u praksu instrumenata koji su omogućavali kvalitativna merenja. Iako je Galilej pronašao termometar oko 1590. godine, protekle su mnoge godine pre no što su se pojavili standardizovani instrumenti čiji su podaci jedino mogli da se koriste. Prvi podaci o atmosferskom pritisku pojavili su se 1654. godine, nekih jedanaest godina posle Toričelijevog pronalaska barometra. Dnevna posmatranja temperature i atmosferskog pritiska postoje u Italiji od 1654. godine, a u Engleskoj od 1663. godine. Posmatranja su tada objavljivali amateri, najvećim delom fizičari ii pastori. Međutim, oni su vrlo retko pristupali sistematizovanom ubeležavanju podataka za duži vremenski period, a njihovi dnevnici su bili još ređe sačuvani. Ipak, izuzetak čine podaci o merenjima pariskog lekara i botaničara Luja Morena koji obuhvataju period od četrdeset i osam godina; od februara 1665. do juna 1713. godine. Taj čovek je tri do četiri puta dnevno merio temperaturu, atmosferski pritisak, higrometrijski stepen vazduha, veličinu padavina, masu i pravac oblaka, prisustvo magle i čak, pravac i snagu vetra.
U to vreme, nije postojala nikakva centralna organizacija. Prva mreža stalnih posmatranja uspostavljena je 1778. godine u Francuskoj na inicijativu Kraljevskog medicinskog društva, za vreme vladavine Luja XVI. Za postavljanje i održavanje te mreže bio je imenovan meteorolog Luj Kot. Nekoliko godina docnije, u toku 1780. godine, Karl Teodor osnovao je u Manhajmu Meteorološko društvo za Rajsku vojvodinu. U ta dva slučaja bile su ustanovljene precizne instrukcije o načinu izvođenja merenja i njihovoj periodičnosti. Nemci su štaviše raspolagali i standardnim instrumentima. Nažalost, te mreže nisu odolele revolucionarnom dahu kraja XVIII veka i obe su nestale 1790. godine. Ti prvi registrovani podaci omogućili su danas istraživačima da sačine prve dnevne karte atmosferskog pritiska između 1781. i 1786. godine, za oblast koja je pokrivala Evropu do severnog Atlantika, a zabeleženi su i neki drugi datumi iz XVIII veka. Tako je u Francuskoj 14.jula 1789. godine zabeleženo postojanje visokog atmosferskog pritiska, delimično oblačno vreme, umeren zapadni vetar i prosečna temperatura od 22C u severnom delu zemlje.
Bilo je potrebno sačekati drugu polovinu XIX veka da bi se razvila meteorološka mreža. Njeno stvaranje je tesno povezano sa događajima oko Krima, kada su Francuska i Engleska došle u sukob sa Rusijom. 14. Novembra 1854. godine u jeku rata, trideset i četiri francusko-engleska broda uništila je pred Sevastopoljom oluja. Astronom Leverije, tadašnji direktor pariske opservatorije, dobio je zadatak da sprovede anketu o tom događaju. Uočeno je da je bilo moguće praćenje puta oluje kroz celu kontinentalnu Evropu i da se njena pojava pred Sevastopoljem mogla predivideti. Samo dve godine docnije Francuska je stvorila prvu nacionalnu meteorološku službu. Zahvaljujući formiranju te službe upućivana su upozorenja lukama, publikovan međunarodni bilten i ustanovljene sinoptičke karte. Sedamdeset godina kasnije, u septembru 1873. godine, održan je u Beču osnivački kongres Međunarodne meteorološke organizacije i to je bio početak standardizovanih posmatranja koja su obavljale nacionalne meteorološke službe. Nažalost, znatna količina dobijenih podataka u toku tog perioda smanjuje se kada se ide u dalju prošost. S obzirom na tu činjenicu, registrovanja obavljena pomoću instrumenata su oskudna i ne omogućavaju da se na osnovu njih zaokruže ni duže vremenske klimatske promene ni njihova pojavljivanja. Prema tome, da bi se pristupilo ispitivanju klimatskih promena u ranijim vremenima bilo je neophodno pribeći drugim izvorima informacija.
Na tragu nekadašnje klime
Izvori potkrepljeni dokumentima su najsigurniji i prema tome, najlakše ih je interpretirati. Među njima se nalaze anali i hronike, popisi javnih administracija, pomorski i trgovački zapisi, lični dokumenti i naučni spisi. Pisanim svedočenjima dodane su sve vrste slika, fotografija, planova i karata, ali takođe i podaci o građevinama, nekadašnjim staništima i arheološkim otkrićima. Gradske i seoske hronike su najbogatije u zabeleškama o meteorološkim promenama mada su uvek favorizovale neobične događaje na uštrb svakodnevnih. Naobične pojave, kao što su prolomi oblaka, grad, mraz i sneg, kada se događaju izvan određenih godišnjih doba, značajni su podaci kad je reč o duževremenskim klimatskim promenama.
Priroda arhivskih dokumata je više kvalitativna nego kvantiativna i obeležena je subjektivnošću ličnosti koje su ih sačinjavale, tako da je kvalitet istorijskih izvora vrlo različit. U suštini, broj tih izvora je za klimatologa od malog značaja jer mnogi među njima sadrže pogrešne ili netačne opservacije koje mogu u potpunosti da daju iskrivljene rezultate. Na prime, ekipa M.J.Ingrama, sa oksfordskog univerziteta, ukazala je da neki događaj može da bude zabeležen dva puta u vreme kada su vršena ispitivanja. Tako, u toku strašne zime koja je pogodila Island ti događaji su bili pripisani dvema različitim godinama, jedino zato što su neki hroničari taj događaj zabeležili u decembru, a drugi u januaru mesecu istog godišnjeg doba. U Engleskoj u XVI i XVII veku reč „zima“ označavala je vreme od oktobra do februara ili marta, dok je u srednjevekovnim dokumentima „jesen“ označavala vreme berbi a „zima“ vreme snežnih padavina.
Početak godine predstavlja, takođe, izvor nepouzdanosti. Najčešće datumi u srednovekovnoj Evropi bili su 25. Decembar, 1. Januar i Uskrs. Ali dešavalo se da se početak godine podudarao sa lokalnim događajima, kao što su početak neke vladavine ili dinastije. Najzad, za periode posle 1582. godine treba imati u vidu istovremeno korišćenje dva kalendara, julijanskog i gregorijanskog.
Šta nam donose dokumetovani izvori? Uglavnom opisne informacije: ukupne mesečne izveštaje o kišnim danima, snežnim padavinama, magli, sunčanim razdobljima, stanju oblačnosti. Najdelikatniji posao sastojao se u homogenizovanosti, kalibrisanju i numeričkom kodifikovanju ukupnosti informacija da bi se mogle konstruisati karte vremenskih promena u određenom vremenskom periodu ili rekonstuisati serije temperaturnih promena i vazdušnog pritiska na određenom mestu. Najduže serije karata su napravili Sao-vu i Zao-Zong-si sa pekinškog univerziteta koje su se odnosile na vodene taloge u Kini između 1470. i 1979. godine. Osim Evrope i Azije podaci su, međutim, vrlo oskudni da bi se mogle proceniti varijacije koje se odnose na decenije, vekove i milenijume. Merenja koja su obavljena pre 1900. godine, su neujednačena a podaci često geografski i vremenski isprekidani. U oblastima u kojima istorijski arhivi ne postoje ili su nedovoljni, bilo je potrebno pribeći indirektnim merenjima. Pod tim terminom obuhvaćeni su podaci o fizičkim procesima (postojanje leda na vodenim površinama, snežne padavine, kretanje glečera), biološkim (epohe cvetanja i sazrevanja poljoprivrednih biljaka, datumi berbi, količina i kvalitet ubranog grožđa), podaci vezani za meteorologiju uvidom u prirodne arhive (debljina i sastav jezerskih i morskih depoa sedimenata, izotopski sastav glečera i mehura vazduha koji su u njemu zarobljeni, godovi rasta drveća...).
Memorija drveća i glečera
Ispitivanje godova drveća (dendroklimatologija) postala je bitan instrument za analizu dugogodišnjih klimatskih promena, naročito u razmerama decenije i veka. U toku sezona kada su klimatske promene jače izražene godišnji rast drveća razvija se na neravnomeran način: razvitak drveta, koji je u početku proleća intenzivan, progresivno se usporava u toku leta, zaustavlja u toku zime i ponovo nastavlja sledeće godine. To je taj izrazit kontrast između godova, koji omogućuje da se obeleži starost drveta. Širinu goda modulišu tri klimatska parametra: veličina kišnih padavina, temperatura i osunčanost. Na taj način širina godova registruje sva godišnja kolebanja i predstavlja odlično obeležje klimatskih promena. Prvobitno razvijen u jugozapadnim oblastima USA na uzorcima četinara starih više hiljada godina, dendroklimatologiju je primenio V.Lamarš u Arizoni na nekim vrstama smreka. To mu je omogućilo da izvrši rekonstrukciju velikih klimatskih promena koje su se dogodile u Belim planinama u Kaliforniji, od osamstotih godina do naših dana.
Dendroklimatologija koja je korišćena u tim ispitivanjima zasnovana je isključivo na merenju godišnjeg porasta širine godova. Ali u umerenim klimatskim uslovima ta karakteristika se malo menja od jedne godine do druge. Promene klime koje se događaju od jedne sezone do druge takođe utiču na samu strukturu drveta, naročito na rast različitih ćelija drveta, debljinu njihovih membrana i dakle, na gustinu drveta. Budući da je biološka aktivnost vezana za klimatske faktore gustine drveta varira od jednog goda do drugog i čak, unutar jednog istog goda. Pokazalo se da je maksimalna gustina goda naročito osetljiva na letnje temperature. Najjačim maksimalnim godišnjim gustinama odgovaraju najslabije precipitacije. Ta metoda uvedena je u nacionalnom institutu za agronomska ispitivanja (NRA) u Nansiju. Primenjena na evropske četinare ona je omogućila rekonstrukciju letnjih temperaturnih karata od 1876. do 1975. godine, što je u 95% slučajeva u potpunoj saglasnosti sa kartama izrađenim pomoću instrumenata. To slaganje omogućuje verifikovanje tačnosti dendroklimatoloških rekonstrukcija. U većini slučajeva moguće je identifikovati izvor (zahlađenje, suša), ali je mnogo složenije odrediti njihovo poreklo. Postoji, ipak, jedno vreme reakcije od petnaestak meseci. Korišćenje te metode moguće je samo u pošumljenim oblastima planete, što ograničava polje akcije. Ona se pokazala vrlo moćna u poluplodnim oblastima, ali mnogo manje moća u oblastima u kojima nema perioda kada drveće prestaje da raste, kao što je to slučaj u tropskim oblastima. To se, uostalom, događa u istim oblastima (25 stepeni severne širine, -25 stepeni južne širine), u kojima su istorijski dokumenti najređi. I tu korišćenje informacija koje se nalaze u kalotama glečera dolaze do punog izražaja. Poslednih godina, tehnološki procesi su omogućili analizu uzoraka koji se nalaze u dubini glečera. U početku realizovan na Antarktitu i Grenlandu, taj način ispitivanja proširen je na planinske i tropske oblasti. Izotopska analiza snežnih padavina deponovanih u toku poslednjeg milenijuma omogućuje između ostalog, da se prikažu promene temperature. Izotopski sastav kiseonika i vodonika prvenstveno je određen temperaturom koja je vladala u momentu padanja snega. Ukoliko je temperatura bila niža, utoliko je bilo manje kiseonika 18 i deuterijuma i obratno. Nedavno su kalote glečera iz tropskih oblasti (Andi, Himalaji, Nova Gvineja), omogućile da se naprave krive tempratura i vodenih taloga. Uzorci dobijeni iz kalota glečera koji se nalaze u visokim geografskim širinama (južni Grenland, Antarktičko poluostrvo, Novi Zeland i Aljaska) u kojima je učestalost snežnih padavina velika, takođe su bogati u podacima o promenama klime. Tipičan primer predstavljaju glečeri Rta Kelkaja u Peruu, gde su sezonske promene veoma izražene. Bušotine koje su obavljene 1990. godine u glečerskoj kaloti Grenlanda omogućile su da se rekonstruiše klima poslednjih hiljadu i sto godina.
Tema: Istorija promena Zemljine klime (Pročitano 5693 puta)