Dodano: 20 sierpnia 2021r.

Naukowcy: protokół montrealski dał nam czas na walkę ze zmianami klimatu

Gdyby nie protokół montrealski podpisany w 1987 r. w sprawie ochrony warstwy ozonowej, nasza planeta stałaby teraz w obliczu dużo poważniejszych zmian klimatycznych. Nowe dowody sugerują, że gdybyśmy nadal używali freonów, zdolność Ziemi do pochłaniania węgla z atmosfery byłaby znacznie mniejsza, powodując gwałtowny wzrost globalnych temperatur.

Kominy

 

Nowy model opracowany przez międzynarodowy zespół naukowców z Wielkiej Brytanii, USA i Nowej Zelandii, opublikowany na łamach pisma „Nature” (DOI: s41586-021-03737-3), przedstawia dramatyczną wizję „usmażonej” Ziemi narażonej na znacznie większe poziomy promieniowania ultrafioletowego (UV) pochodzącego od Słońca. Przed takim scenariuszem uchronił nas podpisany w 1987 roku protokół montrealski. Nowe badania wskazują też na wyraźny związek między dwoma głównymi problemami środowiskowymi – dziurą w warstwie ozonowej i globalnym ociepleniem.

Protokół montrealski

Powstanie dziury ozonowej wiąże się z emisją przez człowieka freonów. Freony (CFC, od ang. Chlorofluorocarbons – Chlorofluorowęglowodory – grupa chloro i fluoropochodnych węglowodorów alifatycznych) są długowiecznymi związkami chemicznymi, które wznoszą się do stratosfery, gdzie są rozpraszane przez promieniowanie ultrafioletowe, uwalniając atomy chloru, które następnie niszczą cząsteczki ozonu.

Freony były masowo używane w przemyśle, aż do 1987 roku, kiedy to podpisano międzynarodowe porozumienie dotyczące przeciwdziałania dziurze ozonowej znane pod nazwą protokołu montrealskiego. Doprowadziło to do zakazu używania w przemyśle wielu chemikaliów, które mają szkodliwy wpływ na warstwę ozonową.

Protokół montrealski jest jednym z najbardziej udanych międzynarodowych działań na rzecz ochrony środowiska. Nowe badania wskazują, że nie tylko uratował warstwę ozonową, ale także złagodził znaczną część globalnego ocieplenia.

Podwójna ochrona

Zespół badawczy kierowany przez Paula Younga z Lancaster University wskazał, że ​​gdyby emisję chlorofluorowęglowodorów pozostawiono bez kontroli, to ich dalsze i zwiększone stosowanie przyczyniłoby się do wzrostu globalnej temperatury powietrza o dodatkowe 2,5 stopnia Celsjusza do końca tego stulecia.

Odkrycia badaczy pokazują, że zakaz stosowania CFC chroni klimat na dwa sposoby – ograniczając efekt cieplarniany i chroniąc warstwę ozonową, osłaniając rośliny przed szkodliwym wzrostem promieniowania ultrafioletowego. Gdyby nie to, zdolność roślin do wchłaniania dwutlenku węgla z atmosfery, co zapobiegło dalszemu przyspieszeniu zmian klimatycznych, mogłaby zostać ograniczona.

Zespół badawczy opracował nowe ramy modelowania, gromadząc dane dotyczące zubożenia warstwy ozonowej, uszkodzeń roślin spowodowanych zwiększonym promieniowaniem UV, obiegu węgla i zmian klimatu. Ich nowatorskie podejścia pokazuje alternatywną przyszłość planety, w której wykorzystanie CFC stale rosło o około trzy procent rocznie.

Alternatywna wersja historii bez protokołu montrealskiego

Ciągły wzrost emisji CFC doprowadził w ubiegłym wieku do światowego załamania się warstwy ozonowej. Ale gdyby nie podjęto działań mających na celu zakazanie używania CFC, byłoby dużo gorzej, wynika z nowych badań.

Alternatywna wersja historii opracowana przez uczonych sugeruje, że do 2100 roku nad tropikami byłoby o 60 procent mniej ozonu. To zubożenie byłoby gorsze od największych dziur ozonowych zaobserwowanych nad Antarktydą.

Do 2050 r. siła promieniowania UV ze Słońca na średnich szerokościach geograficznych, które obejmują większość Europy, Stany Zjednoczone i Azję Środkową, byłaby silniejsza niż obecnie nad tropikami. Zubożona warstwa ozonowa spowodowałaby, że ​​planeta i jej roślinność byłyby wystawione na znacznie więcej promieniowania UV.

Rośliny absorbują dwutlenek węgla poprzez fotosyntezę. Badania wykazały, że duży wzrost promieniowania UV może ograniczać wzrost roślin, uszkadzając ich tkanki i osłabiając ich zdolność do fotosyntezy. Oznacza to, że przy dużym promieniowaniu UV rośliny absorbowałyby mniej węgla. Mniej węgla absorbowanego przez roślinność powoduje również, że mniej węgla zostaje zmagazynowane w glebie. Wszystko to wydarzyłoby się w skali globalnej.

Modele naukowców pokazują też, że w świecie bez protokołu montrealskiego ilość węgla pochłanianego przez rośliny, drzewa i glebę uległaby dramatycznemu spadkowi. Przy mniejszej ilości węgla pochłanianego przez rośliny i gleby więcej pozostałoby w atmosferze w postaci CO2.

Ogólnie rzecz biorąc, bez zakazu stosowania CFC do końca tego stulecia byłoby o 580 miliardów ton mniej dwutlenku węgla zmagazynowanego w lasach i innej roślinności oraz w glebach. W atmosferze byłoby dodatkowo 165-215 cząstek CO2. W porównaniu z obecnymi 420 cząstkami na milion, byłoby to dodatkowe 40-50 proc.

Ogromna ilość dodatkowego CO2 przyczyniłaby się do wzrostu globalnych temperatur o około 0,8 st. Celsjusza poprzez efekt cieplarniany.

Substancje zubożające warstwę ozonową, takie jak CFC, są również silnymi gazami cieplarnianymi. Wcześniejsze badania wykazały, że ich zakaz zapobiegł zwiększeniu efektów globalnego ocieplenia.

Pod koniec tego stulecia sam efekt cieplarniany przyczyniłby się do dodatkowego ocieplenia o 1,7 st. Celsjusza. To dodatkowy wzrost do nowo obliczonego ocieplenia o 0,8 st. Celsjusza, pochodzącego z dodatkowego CO2, który powstałby w wyniku uszkodzenia roślinności, co oznacza, że ​​ogólna temperatura wzrosłaby o około 2,5 st. Celsjusza.

Dbanie o warstwę ozonową

- Nasze nowe narzędzia do modelowania pozwoliły nam zbadać sytuację, która mogłaby powstać bez protokołu montrealskiego i zakazu stosowania substancji zubożających warstwę ozonową – powiedział Young. - W świecie bez protokołu montrealskiego stężenie CFC wzrosłoby i nadal zubażałoby warstwę ozonową, co byłoby katastrofalny dla ludzkiego zdrowia, ale także dla roślinności. Zwiększone promieniowanie UV znacznie osłabiłoby zdolność roślin do wchłaniania węgla z atmosfery, co oznacza wyższy poziom CO2 i większe globalne ocieplenie - dodał.

- Dzięki naszym badaniom widzimy, że sukces protokołu montrealskiego wykracza poza ochronę ludzkości przed zwiększonym promieniowaniem UV przez ochronę zdolności roślin i drzew do pochłaniania CO2. Chociaż możemy mieć nadzieję, że nigdy nie doprowadzilibyśmy do takiego świata, nasze symulacje przypominają nam o znaczeniu dalszej ochrony warstwy ozonowej – podkreślił Young.


Źródło: Lancaster University