Klimatystyczne imperium kontratakuje

Polemiki z różnymi przejawami pseudonauki uprawia pilaster już od wielu lat. Kiedyś, w zamierzchłej przeszłości, koncentrowała się ona głównie na kreacjonistach, bardzo wyraźnie wtedy obecnych w przestrzeni medialnej. Czasy się jednak zmieniają. Kreacjonizm już dawno został spłukany przez nurt historii, a na jego miejsce weszła pseudonauka znacznie bardziej przebiegła, a tym samym znacznie groźniejsza Pseudonauka klimatyzmu. Do obnażenia nędzy intelektualnej kreacjonizmu, wystarczyła wiedza z zakresu szkoły podstawowej. Na klimatystów trzeba już poziomu licealnego. Kompleksową krytykę tej ideologii a zwłaszcza jej pseudonaukowych uroszczeń, zawarł niżej podpisany w książce „Mity globalnego ocieplenia” (MGO). Jak należało się spodziewać, w odpowiedzi na tę publikację, ze strony klimatystów zapadło długie, wielomiesięczne milczenie, choć z reguły reagują oni znacznie szybciej i to na publikacje znacznie bardziej błahe. Wreszcie jednak się przełamali i polemikę podjęli. Z wielu poruszonych w książce zagadnień odnieśli się tylko do jednego, omawianego też wcześniej w artykule „Czerń niedoskonała”, no, ale lepszy rydz niż nic.

Polemika ta, zatytułowana „Efekt cieplarniany na Wenus, Ziemi i Marsie”, podpisana pseudonimem „Doskonale Szare” i zamieszczona na portalu “Nauka o klimacie”, nie jest jednak, niestety rzetelna. Kryjący się za tym pseudonimem autor, zamiast odnosić się do tego, co w książce faktycznie zostało zamieszczone, wolał postawić sobie tzw. chochoły, czyli sformułować tezy, których w MGO w ogóle nie ma i zająć się ich obalaniem, co oczywiście jest zadaniem znacznie łatwiejszym, niż próba merytorycznego odniesienia się do tego, co rzeczywiście w książce napisano. W całym omawianym artykule, wbrew gromkim deklaracjom, zamieszczony jest właściwie tylko jeden merytoryczny zarzut, który faktycznie dotyczy tego, co w książce się znajduje, ale nawet ten jeden zarzut jest, jak się zaraz przekonamy, bezzasadny.

Mimo takiego ułatwienia sobie pracy, anonimowy autor nie ustrzegł się wielu błędów i przeinaczeń, w tym takich, które, gdyby faktycznie wynikały z niewiedzy, a nie tylko, w co chcielibyśmy wierzyć, z oratorskiego rozpędu i zapędu, stawiałyby jego merytoryczne kompetencje do wypowiadania się w tym temacie, pod dużym znakiem zapytania. Pisze Doskonale Szare np.:

Głównym argumentem Adamczyka jest prosty model atmosfery, w którym podzielono ją na izotermiczne warstwy, grubość optyczna każdej warstwy jest wprost proporcjonalna do ilości dwutlenku węgla, a każda warstwa zachowuje się jak ciało doskonale czarne.

Podczas gdy rzeczony Adamczyk wyraźnie w książce napisał, że warstwy te, chociaż faktycznie, pochłaniają promieniowanie długofalowe – podczerwone, to są całkowicie przeźroczyste dla promieniowania krótkofalowego –słonecznego. Z definicji zatem nie są one doskonale czarne. Ciało doskonale czarne, z czego być może anonimowy autor „Efektu” nie zdaje sobie sprawy, to ciało które pochłania całość promieniowania, we wszystkich długościach fal.

Podobnie jak to czyni „MGO”, również „Efekt cieplarniany” próbuje porównać ze sobą tytułowe zjawisko termodynamiczne, występujące na trzech, sąsiadujących ze sobą, planetach Układu Słonecznego. Tak samo, jak Adamczyk, również anonimowy autor „Efektu” oblicza tzw. temperatury efektywne, czyli takie, jakie mają te planety oglądane z przestrzeni kosmicznej i jaka teoretycznie występowałaby na ich powierzchniach, gdyby efektu cieplarnianego nie było. Wychodzą mu też prawie identyczne wielkości. Wenus – 229 Kelwinów, Ziemia – 255 Kelwinów, Mars – 210 Kelwinów. Niestety, zaraz później, zapomina on o tych wartościach, wstawiając Rysunek nr 3. Wartości temperatur efektywnych na nim zamieszczone, są bowiem znacznie, od tych uprzednio obliczonych, wyższe. Dla Wenus o 25 stopni, dla Ziemi o 20 stopni a dla Marsa o 10 stopni od tych zamieszczonych w tekście polemiki. Co prawda w opisie rysunku wzmiankowano również o ciałach doskonale czarnych, ale na to z kolei zademonstrowane temperatury są zdecydowanie za niskie, w przypadku Wenus aż o 67 stopni. Zapomniało też Doskonale Szare w swoim świętym oburzeniu na „negacjonizm”, bo przecież nie ośmielimy się podejrzewać, że nigdy o nim nie wiedziało, o prawie Wiena. Zgodnie z nim maksimum emisji dla podanych na rysunku nr 3 „temperatur efektywnych” wynosi odpowiednio dla Marsa 13,2 mikrometra, dla Ziemi 10,5 mikrometra i dla Wenus 11,1 mikrometra, podczas gdy na rysunku są one przesunięte, co najmniej o 3 mikrometry „w prawo” w stosunku do miejsca, gdzie być powinny.

 Rzeczony Rysunek nr 3 przedstawia bowiem hipotetyczne widmo promieniowania tych planet, ale nie jest to widmo faktycznie zmierzone w wyniku obserwacji astronomicznych, ale widmo obliczone teoretycznie na podstawie modelu, który jest w oczywisty sposób błędny, o czym świadczy już jego niezgodność z faktycznymi temperaturami efektywnymi, jak i prawem Wiena, a o czym będzie jeszcze szczegółowo mowa.

Dalej nasz anonim na rysunkach 5,6,7 pokazuje hipotetyczne bilanse energetyczne atmosfer omawianych planet, czyli wielkości strumieni promieniowania pochłanianych, odbijanych i emitowanych przez poszczególne składowe ich powierzchni i atmosfer. Dane te są bardzo ciekawe i pouczające, ale, nad czym należy ubolewać, niepełne. Efekt cieplarniany, jak sama nazwa wskazuje, powoduje wzrost temperatury powierzchni planety, względem temperatury efektywnej. Wypadałoby go więc podać właśnie jako różnicę tych temperatur, czego jednak Doskonale Szare z jakichś powodów, jak gorąco wierzymy, innych, niż brak odpowiednich kompetencji, nie czyni. Musimy zatem zrobić to za niego. W przypadku Wenus możemy z rysunku (nr 6) odczytać całkowitą wartość pochłoniętego promieniowania słonecznego w wysokości 160 W/m2. Daje to, zgodnie z prawem Stefana – Boltzmana, temperaturę efektywną w wysokości 230 Kelwinów. Na razie wszystko się, z dokładnością do jednego stopnia, zgadza. Spójrzmy zatem na drugą stronę bilansu. Emisja z powierzchni Wenus to ponad 17 tys. W/m2 Po przeliczeniu daje to temperaturę powierzchni na poziomie 742 Kelwinów, nieco większą niż podawane przez źródła naukowe 737 Kelwiny. Znając te dwie wartości, można teraz obliczyć grubość optyczną atmosfery Wenus, czyli liczbę „warstw” w atmosferze pochłaniających i emitujących promieniowanie podczerwone. To n = 108,9, czyli liczba bardzo niewiele się różniąca od tej obliczonej przez Adamczyka, na podstawie, jako to autor „Efektu” twierdzi, „nadmiernie uproszczonego”, a nawet „bezwartościowego” modelu, n = 106,2. Tak czy inaczej, każdy kilopascal ciśnienia parcjalnego CO2, po sprowadzeniu go do ziemskiej grawitacji, dokłada do grubości optycznej n wartość ok 0,011. Przynajmniej jeżeli chodzi o Wenus.

Przejdźmy teraz do Marsa (rys 7) Pochłaniane przez planetę promieniowanie długofalowe to 109 W/m2, co, w przeliczeniu na temperaturę, daje 209 Kelwinów, czyli nadal mamy tu bardzo wysoką zgodność. Niestety, coś wyraźnie jest na tym rysunku nie tak z emisją. Wynosi ona 123 W/m2 co odpowiada temperaturze 216 Kelwinów. Jest to wartość podejrzanie wysoka i żadne źródło opisujące Marsa i jego klimat, tak wysokiej wartości średniej temperatury jego powierzchni nie podaje. Gdyby nasz anonimowy autor faktycznie orientował się w kwestiach, o których pisze, powinno to wzbudzić jego podejrzliwość w stosunku do tych danych. Jednak nie wzbudziło. Biorąc ten wynik za dobrą monetę, uwzględniając ilość CO2 w marsjańskiej atmosferze, jego słabszą od ziemskiej i wenusjańskiej siłę grawitacji, dochodzimy do wniosku, że w przypadku Marsa, dwutlenek węgla w jego atmosferze działa, jako gaz cieplarniany, dużo silniej niż na Wenus. Na 1 kPa ciśnienia parcjalnego CO2 (sprowadzonego do ziemskiego ciążenia), grubość optyczna atmosfery marsjańskiej wzrastałaby o n = 0,074, czyli prawie siedmiokrotnie szybciej niż na Wenus.

No wynik, jak wynik, mogłoby się wydawać. Może faktycznie zależność grubości optycznej od stężenia CO2 jest, inaczej niż to przyjęto w MGO, nieliniowa i w przy zmniejszaniu ciśnienia maleje wolniej niż liniowo? W tym miejscu jednak dochodzimy do owego jedynego rzeczywiście merytorycznego zarzutu, jaki opisywany artykuł stawia książce MGO. Zacytujmy go w całości:

Nawet jeśli gazy cieplarniane występują w atmosferze ziemskiej w śladowych ilościach, gazy nie-cieplarniane, takie jak azot i tlen, również wpływają na siłę efektu cieplarnianego. Wszystko dzięki temu, że pomiędzy cząsteczkami gazów dochodzi do zderzeń. Cząsteczka gazu cieplarnianego może pochłonąć falę o energii innej niż potrzebna do przejścia do stanu wzbudzonego, jeśli może natychmiast oddać jej część innej cząsteczce (dowolnego gazu), z którą się zderzy. Skutkuje to poszerzeniem zakresu długości fal, które mogą być pochłaniane. W rzadkiej atmosferze do takich zderzeń dochodzi z mniejszą częstością a zakresy długości pochłanianych fal są wąskie. Z tego też powodu dwutlenek węgla w atmosferze Marsa nie jest tak efektywnym gazem cieplarnianym, jak w atmosferze Ziemi. Z drugiej strony, wysoka gęstość i temperatura atmosfery Wenus powodują znaczące poszerzenie zakresu fal pochłanianych przez atmosferę.

I rzeczywiście. Ta sama ilość gazu cieplarnianego w gęstej atmosferze będzie dawała silniejszy efekt cieplarniany, niż w atmosferze rzadszej, czego Adamczyk w swoich rozważaniach nie uwzględnił. Jednak, jak wynika z powyższego, wcale nie musiał. Po pierwsze wykorzystaną przez siebie zależność grubości optycznej od stężenia CO2, oparł on, nie na przykładzie rzadkiej atmosfery marsjańskiej, ale znacznie od ziemskiej gęstszej wenusjańskiej, czyli nie zaniżył przez to, jak twierdzą jego krytycy, potencjał cieplarniany CO2, ale wręcz przeciwnie – zawyżył. Po drugie zaś, ów efekt, nawet jeżeli realnie istnieje, jest tak znikomy, że nie widać go nawet przy zmianie gęstości atmosfery z Wenus na Marsa, czyli przy różnicy znacznie większej niż przy porównaniu atmosfery Ziemi z którąkolwiek z pozostałych planet.

Dane, które przecież samo Doskonale Szare zaprezentowało, wskazują nawet na coś wręcz przeciwnego. W rzadszej, marsjańskiej, atmosferze gazy cieplarniane, a przynajmniej CO2, mają wg nich, działać znacznie silniej niż w atmosferze wenusjańskiej, kilkanaście tysięcy razy gęstszej. Po raz kolejny więc widać, że dane te, przynajmniej te dotyczące Marsa, są ewidentnie błędne. Zresztą, nawet gdyby wynik ten był prawidłowy, to, po podstawieniu do ziemskich warunków, nadal dawałby wzrost temperatury, po podwojeniu stężenia dwutlenku węgla, zaledwie o …0,3 stopnia.

Jak wspomniano na wstępie, poza tym jednym jedynym merytorycznym, acz nieuzasadnionym, zarzutem, „Efekt” zawiera właściwie same tylko „chochoły”, zarzuty wyimaginowane, krytykę tez, których w książce w ogóle nie ma. „Pamiętajmy o albedo!”, nawołuje Doskonale Szare, chociaż, jako żywo, Adamczyk nigdzie w swojej książce o albedo nie zapomniał.  Czyni też nasz anonimowy autor Adamczykowi wyrzut, że jego „nadmiernie uproszczony” i „bezwartościowy” model niewłaściwie odtwarza pionowy rozkład temperatur w atmosferze Wenus, zaniżając je na większych wysokościach. Także jednak przy tej okazji nasz anonim, w swoim religijnym zapale zwalczania pogan i heretyków, sam nie ustrzegł się błędu, zaniżając z kolei temperatury generowane przez model, w skrajnym przypadku, dla ciśnienia 1,38 bara, aż o 32 stopnie. Zresztą, abstrahując już od faktu, że faktyczny pionowy rozkład temperatur w wenusjańskiej atmosferze nie jest znany z dużą dokładnością, to przecież w MGO żaden taki rozkład nie jest w ogóle prezentowany i autor książki nigdzie do jego stworzenia, na podstawie tego modelu, nie pretendował. Liczy się jedynie grubość optyczna atmosfery, liczba „warstw” cieplarnianych, jak widać w modelu zaprezentowanym w „Efekcie”, prawie identyczna jak dla modelu wykorzystanym przez Adamczyka, a nie konkretne wysokości, gdzie te „warstwy” się znajdują. Nie są to przecież wydzielone, fizycznie istniejące płaszczyzny na podobieństwo szyb w szklarni, a jedynie ułatwiająca zrozumienie modelu wizualizacja grubości optycznej atmosfery.

Wszystko to nie oznacza, że nie da się tego uproszczonego modelu do odtworzenia profilu wenusjańskiej atmosfery wykorzystać. Zaprezentujemy go, aby czytelnicy nie czuli niedosytu. Jak widać na wykresie, uzyskany w ten sposób profil rzeczywiście nie jest zbyt dokładny, ale i tak dokładniejszy, niż Doskonale Szare podaje do wierzenia.

Anonimowy autor „Efektu”, o czym już była mowa wyżej, z lubością nazywa model Adamczyka „nadmiernie uproszczonym”, „nieuprawnionym”, czy wręcz „bezwartościowym”. Problem jednak w tym, że …nie jest to, jak się jemu i jego współwyznawcom wydaje, „model Adamczyka”. Model ten, obecny w literaturze przedmiotu od wielu dziesięcioleci, został m. in. zaprezentowany w najbardziej w Polsce znanej propagandowej publikacji klimatystów pt. „Nauka o klimacie”, konkretnie w rozdziale 2.5 tej książki. Logicznie rozumując, klimatyści właśnie przyznali się, że prezentują publiczności dane i modele nieuprawnione i bezwartościowe. No, to by było akurat było uczciwym postawieniem sprawy. W sumie trudno się zatem dziwić, dlaczego autor „Efektu” wstydzi się tego, co napisał i woli się ukryć pod pretensjonalnym pseudonimem, niż narażać się na śmieszność pod własnym nazwiskiem.