Za Kristofa Šera, profesora klime i ciklusa vode sa ETH Ciriha, „globalno zagrevanje“ nije sasvim tačno kada je u pitanju opisivanje pokretača klimatskih promena. „Bolji termin bi bio ‘ovlaživanje klime’“, objašnjava on. „Većina sunčeve energije koja stiže do Zemlje služi za isparavanje vode i na taj način pokreće hidrološki ciklus. Pravilno uzimanje u obzir implikacija ovoga je najizazovniji zadatak od svih za proizvođače klimatskih modela.
Da bi se izgradio globalni klimatski model, koriste se tačke mreže koje su međusobno udaljene oko 50 do 100 kilometara. Ova skala je suviše gruba za mapiranje malih, lokalnih ćelija grmljavine. Ipak, upravo ove ćelije grmljavine – i gde se one javljaju – pokreću cirkulaciju atmosfere, posebno u tropima, gde je sunčevo zračenje najveće.
Zaobilazno rešenje, trenutno, je dodavanje dodatnih parametara modelu kako bi se mapirali oblaki. „Ali predviđanje budućih klimatskih promena je i dalje prilično neprecizno“, kaže Schar. „Ako ne znamo koliko oblaka se formira u tropima, onda ne znamo koliko sunčeve svetlosti udara na površinu zemlje – i stoga ne znamo stvarnu veličinu globalnog energetskog bilansa.“
Tokom narednih nekoliko godina, naučnici se nadaju da će rešiti ovu nepreciznost. Schar, na primer, sada radi sa modelima sa mnogo višom rezolucijom — 1 do 2 kilometra — koji daju mnogo tačniju sliku meteorološke aktivnosti. Da bi to ilustrovali, on i njegova grupa pokreću sekvencu na superkompjuteru koji simulira vremenske događaje u tropskom Atlantiku tokom perioda od godina do decenija.
Vizuelizacija je zapanjujuće slična satelitskom snimku: frontovi kiše se pomeraju od istoka ka zapadu širom Afrike; fino strukturirana polja oblaka formiraju se kod obale Brazila; uragani se razvijaju usred Atlantika, a zatim kreću na sever. „Manekenka uopšte ne zna ništa o tropskoj klimi“, oduševljen je Šer. „Ali samo na osnovu zakona fizike, i dalje nam može pružiti realnu sliku onoga što se dešava. Još uvek nije izvodljivo kreirati dugoročne scenarije sa takvim modelima visoke rezolucije, ali oni služe da trenutni globalni modeli budu tačniji.
Koristeći primer jugozapadne Evrope, Schar pokazuje kako su modeli visoke rezolucije takođe u stanju da mnogo preciznije predvide ekstremne vremenske događaje. Trenutni modeli masovno potcenjuju količinu kiše koja može pasti za sat vremena. Nasuprot tome, modeli visoke rezolucije generišu veoma realistične distribucije i ispravno identifikuju da u jesen, na primer, postoji velika verovatnoća posebno jakih padavina i poplava na južnoj ivici Alpa, duž obale Ligurije i u Provansi.
Današnje projekcije ekstremnih padavina su u skladu sa fizičkim zakonom koji su u 19. veku formulisali Rudolf Klauzijus i Emil Klapejron. „Samo su radili osnovna istraživanja“, objašnjava Schar. „Praktične primene u klimatskim promenama tada nisu bile ni na njihovom radaru. Klauzijus-Klapejronova relacija kaže da atmosfera može da zadrži oko 6% više vodene pare po stepenu Celzijusa zagrevanja. Drugim rečima, možemo očekivati da ćemo u budućnosti videti znatno veće padavine. „To će imati posledice po prevenciju poplava“, kaže Šer. „Više nećemo moći da dizajniramo zaštitu od poplava na osnovu prošlih događaja.
Zakoni fizike nam govore da će toplija atmosfera apsorbovati više vodene pare. Uprkos tome, očekuje se da će mnogi regioni patiti od nestašice vode. Schar objašnjava očigledan paradoks: „Apsolutni sadržaj vlage u atmosferi raste sveukupno, ali relativna vlažnost takođe može pasti regionalno. Drugim rečima, više vode će ispariti iz zemlje; ali u isto vreme, formiranje oblaka će takođe opasti u pojedinim regionima, gde će tada biti manje padavina“. To će imati ozbiljne posledice ne samo na južnu Evropu, kaže Šar, već i na zemlje Severne Afrike koje se već bore sa nestašicom vode.
Previše vode, ili premalo, takođe je ključna briga za hidrologa Manuelu Bruner. Docent na ETH, fokusira se na uticaj ekstremnih klimatskih događaja na planinske regione. „Planska voda igra centralnu ulogu u razvoju poplava i suše“, objašnjava ona. „A planine su posebno pogođene klimatskim promenama jer temperature tamo rastu više nego u ravničarskim regionima.
Da bi istražio da li će poplave verovatno postati češće i intenzivnije u budućnosti, Brunner koristi kombinaciju podataka posmatranja i simulacija zasnovanih na modelu. „U Alpima je prilično pomešana slika za vrstu umerenih poplava koje se obično dešavaju svakih 10 do 20 godina“, objašnjava ona. „U nekim oblastima ovaj rizik se povećao; u drugim se zapravo smanjuje. Jedan ključni faktor ovde je stanje tla. „Ako je tlo suvo, može da apsorbuje mnogo vode i time ublaži poplave. Ali ako je tlo već zasićeno, ovaj efekat se gubi.“
Međutim, Bruner očekuje sve veći rizik od ekstremnih, 100-godišnjih poplava u čitavom alpskom regionu. „U tom slučaju, padavina ima toliko da stanje tla ne pravi veliku razliku“, kaže ona. I dok znamo pojedinačne faktore koji mogu izazvati poplave, objašnjava ona, još uvek nam nedostaje razumevanje o tome kako oni međusobno deluju. „Šta se dešava, na primer, kada pada jaka kiša tokom topljenja snega?“ ona pita. „Kada se ovo razvija u ekstremni događaj? I koliko često ćemo videti ovu kombinaciju?“
Poplave nisu jedina pretnja sa kojom se suočava alpski region. „U budućnosti ćemo videti češće periode suše na severnom delu Alpa, a možda čak i šumske požare“, kaže Bruner. Ovde dolazi do izražaja nekoliko faktora: prvo, padavine leti se smanjuju; drugo, isparavanje tla se povećava zbog viših temperatura; i treće, nivoi snega u proleće opadaju, što zauzvrat znači da je vegetacija sklonija isušivanju.
„Iako se padavine u zimskim mesecima generalno povećavaju, više temperature znače da se sve manje toga skladišti u obliku snega“, objašnjava Bruner. „A ako u proleće ima manje snežnog pokrivača, kako ulazimo u toplije mesece, to može pogoršati nestašicu vode tokom sušnih leta.“
Bruner je posebno uznemiren mogućnošću perioda suše koji će trajati nekoliko godina. „U prošlosti nismo morali da brinemo posle sušnog leta na Alpima, jer je uvek bilo dovoljno padavina do kraja sledeće zime da to nadoknadimo“, kaže ona. „Ali u budućnosti bi se nestašice vode mogle pogoršati tokom zime.
Da stvar bude gora, sada je jasno da će glečeri uskoro prestati da isporučuju istu količinu otopljene vode tokom leta kao što su to činili u prošlosti. „U najboljem slučaju, Švajcarska će i dalje imati 40% svog trenutnog obima glečera do 2100. godine“, kaže Daniel Farinoti, profesor glaciologije na ETH Cirihu. „U najgorem slučaju, ostaće samo nekoliko odsto. U svakom slučaju, on je uveren u sposobnost Švajcarske da prati ove promene. „Znamo tačno koliko leda još ima jer smo već uradili radarska istraživanja na većini glečera.
Stvari su komplikovanije na Himalajima, gde Farinoti i njegov tim takođe vode projekat. Tamo glečeri leže na mnogo većoj nadmorskoj visini, što otežava istraživanje. Istovremeno, zemlje u okruženju nerado daju podatke za istraživanje iz strateških i geopolitičkih razloga. Prognoze o tome kada će topljenje glečera dostići vrhunac na Himalajima, stoga mogu varirati i do jedne decenije. „Za nizije, koje su mnogo gušće naseljene, to čini ogromnu razliku“, kaže on.
I u Švajcarskoj postoji hitna potreba da se zna koliko će vode doprineti otapanje glečera u budućnosti — ne samo zato što će se koncesije za jedan broj hidroelektrana obnoviti u narednih nekoliko godina. Takvi operateri ne samo da moraju da znaju koliko će im vode biti na raspolaganju u budućnosti; takođe zahtevaju detaljne prognoze u vezi sa ekstremnim vremenskim pojavama. „Oni su zabrinuti da li zahvati vode imaju dovoljan kapacitet“, objašnjava Farinoti.
Drugo pitanje je od još veće zabrinutosti: otapanje polarnih ledenih ploča. „U našoj grupi trenutno gradimo detaljan model toka ledenog pokrivača Grenlanda zasnovan u potpunosti na fizičkim procesima“, objašnjava Farinoti. „Mapiramo ledene mase na rezoluciju od 25 metara kako bismo procenili šta će se desiti sa ledenim pokrivačem u narednih nekoliko decenija. Za pokretanje ove složene simulacije, tim je spreman da koristi LUMI, najbrži evropski superkompjuter.
Zajedno sa drugim istraživačima, Farinotijeva grupa takođe istražuje ledeni pokrivač Antarktika, koji se suočava sa brojnim pretnjama. Konkretno, postoje problemi sa zapadnim antarktičkim ledenim pokrivačem, koji počiva na temeljnoj steni ispod površine okeana. „Topografija ove stene igra ključnu ulogu u tome koliko brzo će se led povući“, objašnjava on.
Ovo je, bez sumnje, vitalno pitanje za brojne primorske regione širom sveta. „Ako ledeni pokrivač Zapadnog Antarktika počne da se topi, nivo mora bi mogao da poraste za čak 1 metar do kraja 21. veka“, kaže Farinoti. Sa 250 miliona ljudi koji žive u područjima koja bi tada bila pod vodom, nema potrebe da se pitamo zašto je budućnost polarnih ledenih pokrivača takođe od tolikog značaja na nižim geografskim širinama.
