Globaalne kliimamuutus inimtekkeliste ja looduslike mõjurite roll teaduskirjanduse valguses

Globaalne kliimamuutus inimtekkeliste ja looduslike mõjurite roll teaduskirjanduse valguses

Sissejuhatus

Globaalse kliimamuutuse põhjuste üle on peetud ulatuslikku teaduslikku debatti. Laias laastus jagunevad seisukohad kaheks: üks pool rõhutab, et inimtegevus – eelkõige kasvuhoonegaaside emissioon – on peamine praeguse soojenemise ajend, teine pool aga pakub looduslikke seletusi, nagu päikese aktiivsuse tsüklid või Maa orbiidi muutused. Alljärgnevalt analüüsime mõlemat lähenemist teaduskirjanduse põhjal, tuues välja tähtsaimad tõendid ja argumendid ning hinnates, kas teadlaskonnas valitseb konsensus või esineb olulisi erimeelsusi.

Inimtekkelise kliimamuutuse teaduslikud tõendid

Kasvuhoonegaaside järsk tõus viimase 200 aasta jooksul

Industriaalajastul on inimtegevus (eeskätt fossiilkütuste põletamine ja metsade raadamine) viinud atmosfääri kasvuhoonegaaside kontsentratsioonide enneolematu tõusuni. Enne tööstusrevolutsiooni (~1750. aastal) püsis süsihappegaas CO₂ tase umbes 278 ppm (osakest miljoni kohta) ning metaani CH₄ tase ~722 ppb (osakest miljardist) tuhandeid aastaid stabiilsena (Chapter 5: Global Carbon and other Biogeochemical Cycles and ... - IPCC). 2019. aastaks olid need tõusnud vastavalt 409,9 ppm-ni ja 1866 ppb-ni, mis tähistab ~47% (CO₂) ja ~156% kasvu võrreldes 1750. aasta tasemega (Chapter 5: Global Carbon and other Biogeochemical Cycles and ... - IPCC). Dilämmastikoksiidi (N₂O) kontsentratsioon on tõusnud ~270 ppb → 332 ppb (u +23%) samal perioodil (Chapter 5: Global Carbon and other Biogeochemical Cycles and ... - IPCC). Tabel 1 võtab kokku peamised numbrilised muutused:

Gaas Preindustriaalne tase (1750) Tase hiljutiselt (2019) Muutus
CO₂ ~278 ppm 409,9 ppm (Chapter 5: Global Carbon and other Biogeochemical Cycles and ... - IPCC) +47%
CH₄ ~722 ppb 1866 ppb (Chapter 5: Global Carbon and other Biogeochemical Cycles and ... - IPCC) +156%
N₂O ~270 ppb 332 ppb (Chapter 5: Global Carbon and other Biogeochemical Cycles and ... - IPCC) +23%

Niivõrd järsku tõusu pole näha üheski looduslikus mõõtmete ajaloos. Jääpuuraukudest saadud andmed näitavad, et 800 000 aasta jooksul enne industriaalajastut kõikus CO₂ tase ligikaudu vahemikus 180–300 ppm, peegeldades jääaegade ja vahejääaegade tsükleid (IPCC — Intergovernmental Panel on Climate Change). Tänapäevane tase, üle 420 ppm, on selgelt sellest vahemikust väljas – atmosfääri CO₂ pole olnud nii kõrge sadu tuhandeid aastaid, tõenäoliselt mitte viimase 2–20 miljoni aasta jooksul (IPCC — Intergovernmental Panel on Climate Change). Samuti on tõusukiirus erakordselt kiire: viimase 170 aasta jooksul on CO₂ lisandunud atmosfääri palju kiiremini kui mistahes teadaoleval ajalooperioodil pärast jääaega (IPCC — Intergovernmental Panel on Climate Change).

(Graphic: The relentless rise of carbon dioxide - NASA Science) Atmosfääri CO₂ kontsentratsioon viimase 800 000 aasta jooksul (jääpuuraukude põhjal) on kõikunud vahemikus ~180–300 ppm, kuid industriaalajastul on see järsult tõusnud üle 400 ppm. Graafik illustreerib praeguse taseme pretsedenditut iseloomu pikaajalises geoloogilises kontekstis (Chapter 5: Global Carbon and other Biogeochemical Cycles and ... - IPCC).

Kuna fossiilkütuste põletamine on peamine lisanduvate kasvuhoonegaaside allikas, saab atmosfääri koostise muutust kaudselt omistada inimtegevusele. Mitmed rahvusvahelised kliimaraportid rõhutavad, et CO₂ kontsentratsiooni kasv on inimeste emissioonide otsene tagajärg. Näiteks IPCC hinnangul moodustavad inimtekkelised CO₂ emissioonid valdav osa (ligikaudu 80%) 1750. aastast saati lisandunud kliimasoojenemist põhjustavast kiirguslikust sundist (Past, current and projected changes of global GHG emissions and ...). NOAA andmetel ületas globaalse atmosfääri CO₂ tase 2022. aastal esmakordselt 50% võrra preindustriaalse taseme (As pollution increases, world falls further behind climate targets) (ESSD - Global Carbon Budget 2022 - Copernicus.org) – midagi sarnast pole Maa lähiajaloos juhtunud.

Isotoopanalüüsi tõendid fossiilse süsiniku kohta

Oluline tõend inimtekkelise CO₂ kasvu kohta tuleb süsiniku isotoopkoostise muutustest atmosfääris. Fossiilkütustest pärinev süsinik on isotoopselt eriomane: kuna see on moodustunud muistsetest taimedest, on ta rikastunud kergemas isotoobis ^12C ning vaesunud raskemas ^13C-isotoobis, lisaks ei sisalda see üldse radioaktiivset ^14C (mis on ammu lagunenud) (Education - Stable Isotopes NOAA GML) (Education - Stable Isotopes NOAA GML). Täpsed mõõtmised näitavad, et atmosfääri CO₂ ^13C/^12C suhe on järk-järgult vähenenud alates industriaalajast – kui enne tööstusrevolutsiooni oli atmosfääri δ^13C väärtus umbes –6,5‰, siis tänaseks on see langenud umbes –8‰-ni (Education - Stable Isotopes NOAA GML). See negatiivsem (kergema süsiniku poolest rikastunum) väärtus tähendab, et lisanduv süsinik pärineb taimse/fossiilse süsinikuvaru arvelt. Samuti on tuvastatud atmosfääri ^14C sisalduse langus (nn Suessi efekt): fossiilkütuste põletamisel vabanev CO₂ ei sisalda ^14C, mistõttu on tänapäeva õhus ^14C osakaal väiksem kui see muidu oleks (Education - Stable Isotopes NOAA GML). Need isotoopsed sõrmejäljed on kooskõlas fossiilkütuste põletamisega – st need eristavad inimese heitmeid looduslikest allikatest. Teisisõnu, atmosfääri süsiniku isotoopanalüüs kinnitab, et üha suurem osa CO₂-st on fossiilset päritolu (2.3 Chemically and Radiatively Important Gases - AR4 WGI Chapter 2: Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing) (2.3 Chemically and Radiatively Important Gases - AR4 WGI Chapter 2: Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing).

Isotoopandmete kõrval toetab inimtekkelise CO₂ jaotumist ka hapnikusisalduse mõõtmine atmosfääris. Põlemisel tarbitakse O₂ ja eraldub CO₂; on täheldatud, et atmosfääri O₂ hulk on vähenemas tempos, mis vastab fossiilkütuste põletamise teel lisanduvale CO₂-le (2.3 Chemically and Radiatively Important Gases - AR4 WGI Chapter 2: Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing) (2.3 Chemically and Radiatively Important Gases - AR4 WGI Chapter 2: Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing). Need sõltumatud mõõtmised (süsiniku isotoopkoostis ja hapnikutase) annavad kooskõlalise pildi: fossiilsete kütuste massiline kasutus on muutnud atmosfääri keemiat viisil, mida looduslikud protsessid ei selgita.

Temperatuurimuutused ja seos CO₂ tasemega

Maailma keskmine pinnatemperatuur on tõusnud käsikäes kasvuhoonegaaside suurenemisega. Aastatel 1850–1900 võrreldes perioodiga 2011–2020 on globaalne keskmine temperatuur tõusnud umbes 1,09 °C (Summary for Policymakers - IPCC). Eriti kiire on soojenemine olnud viimase ~50–70 aasta jooksul, paralleelselt kasvuhoonegaaside järsu kasvuga atmosfääris. Statistiliselt on CO₂ kontsentratsiooni ja globaalse temperatuuri vahel tugev positiivne korrelatsioon tööstusajastu jooksul: kui CO₂ tase kiirenes tõusule ~20. sajandi teisel poolel, kiirenes ka soojenemine. Viimased 8 aastat (2015–2022) on kõik olnud mõõtmisajaloo kõige soojemad, mis langeb kokku rekordkõrgete kasvuhoonegaaside kontsentratsioonidega (Evidence - NASA Science) (Emissions from Fossil Fuels Continue to Rise - NASA Earth Observatory).

Oluline on märkida, et ajaloolisest geoloogilisest andmestikust on teada CO₂ ja temperatuuri kooskäimine ka varasematel aegadel. Jääaja tsüklite jooksul (viimase mitmesaja tuhande aasta vältel) kehtis seaduspära: “Kui CO₂ tase tõuseb, tõuseb ka temperatuur; kui CO₂ langeb, langeb temperatuur” (NOAA National Environmental Satellite, Data, and Information Service: End of the African Humid Period). Jääaja lõppemisel (u 20 000 aastat tagasi) järgis atmosfääri CO₂ kasv esialgset soojenemist, kuid seejärel võimendas lisanduv CO₂ ise edasist kliimasoojenemist (NOAA National Environmental Satellite, Data, and Information Service: End of the African Humid Period). See viitab sellele, et CO₂ pole mitte ainult passiivne “järelkäija”, vaid toimib kliimasüsteemis võimendava tegurina. Praeguses kliimas on situatsioon vastupidine: just CO₂ taseme järsk tõus (inimese poolt) on algatanud kiires tempos soojenemise, mida on instrumentaalselt dokumenteeritud alates 19. sajandi lõpust.

Empiiriline tõendus inimtekkelise mõju kohta tuleb ka regionaalsetest temperatuurimustritest. On nähtud, et suurim soojenemine on toimunud öösiti ja talviti (mis on kooskõlas kasvuhooneefekti tugevnemisega), samuti troposfääris (Madalam atmosfäär) rohkem kui stratosfääris. Kui päike oleks peamine ajend, soojeneks stratosfäär samuti; tegelikult aga stratosfäär jaheneb, samal ajal kui troposfäär ja maapind soojenevad (Why Milankovitch (Orbital) Cycles Can't Explain Earth's Current Warming - NASA Science). See “väärkombinatsioon” viitab otseselt kasvuhoonegaaside mõjule: kasvuhoonegaasid soojendavad alumisi õhukihtte, kuid põhjustavad ülemistes kihtides (stratosfääris) kiirgusliku tasakaalu muutumise tõttu jahenemist. Selline vertikaalne temperatuurijaotus on kirjanduses tuvastatud ja vastab kasvuhoonegaaside lisandumise teoreetilisele signatuurile (Why Milankovitch (Orbital) Cycles Can't Explain Earth's Current Warming - NASA Science).

Kliimamudelite kontroll ja ennustusvõime

Kliimateadlased on loonud matemaatilised kliimamudelid, mis simuleerivad Maa süsteemi (atmosfääri, ookeane, jääd jne) ning võimaldavad testida eri tegurite mõju. Need mudelid on tõhus vahend eristamaks inimtekkelisi mõjutusi looduslikest. Üks veenvamaid tõendeid inimfaktori olulisusest tuleb mudelkatsest: kui söötame mudelitesse ainult looduslikud kliimajõud (päikesekiirguse muutused ja vulkaanipursked), siis suudavad mudelid taastoota 20. sajandi temperatuurikõikumisi ainult kuni ~mid-20. sajandini; hiljutist kiiret soojenemist “looduslike tegurite” mudel ei tekita (Models Using Natural and Anthropogenic Forcings | EARTH 104: Earth and the Environment (Development)) (Models Using Natural and Anthropogenic Forcings | EARTH 104: Earth and the Environment (Development)). Seevastu, kui mudelisse lisada inimtekkelised faktorid (ennekõike kasvuhoonegaaside kasv ning ka aerosoolemissioonid jmt), taastoodab mudel globaalse temperatuuri tõusu väga täpselt ning vastav simuleeritud soojenemine langeb kokku tegelike mõõtmistega (Models Using Natural and Anthropogenic Forcings | EARTH 104: Earth and the Environment (Development)) (Models Using Natural and Anthropogenic Forcings | EARTH 104: Earth and the Environment (Development)). IPCC raporteerib, et just inimfaktoritega arvestavad mudelid suudavad reproduktseerida nii maailma kui ka üksikute mandrite soojenemistrendi, samas kui ainult looduslike mõjuritega mudelvariant jääb mõõdetud temperatuurikõverast oluliselt maha (näidates 20. saj lõpus hoopis jahtumis- või stabiilset trendi) (Models Using Natural and Anthropogenic Forcings | EARTH 104: Earth and the Environment (Development)) (Models Using Natural and Anthropogenic Forcings | EARTH 104: Earth and the Environment (Development)). Teisisõnu – ainult inimtegevust arvestades saab selgitada vaatlusandmeid tervikuna, mis on tugev põhjus järeldada, et inimtekkeline mõju on määrav.

Lisaks on kliimamudelid tõendanud oma prognoosivõimet. Hiljutine uuring vaatas üle 1970.–2000. aastatel publitseeritud kliimamudelite prognoosid tänaseks hetkeks ja võrdles neid tegeliku soojenemisega (NASA GISS: NASA GISS: Research Features: Study Confirms Climate Models are Getting Future Warming Projections Right) (NASA GISS: NASA GISS: Research Features: Study Confirms Climate Models are Getting Future Warming Projections Right). Tulemus: enamik mudeleid näitas üsna täpselt seda soojenemist, mis hiljem mõõdeti. Ühes analüüsis leiti, et 17 varasema mudelistsenaariumi hulgast 10 ennustasid globaalse temperatuuri tõusu õigesti ning pärast emissioonistsenaariumide erinevuste arvesse võtmist oli 14 mudelit 17-st kooskõlas tegeliku temperatuuritõusuga (NASA GISS: NASA GISS: Research Features: Study Confirms Climate Models are Getting Future Warming Projections Right). Oluline on, et ühtki süstemaatilist kallutatust mudelite puhul ei ilmnenud – nad ei liialdanud ega alahinnanud soojenemist järjekindlalt (NASA GISS: NASA GISS: Research Features: Study Confirms Climate Models are Getting Future Warming Projections Right). See annab kindlust, et tänased (veelgi täiuslikumad) mudelid on kliimasüsteemi põhiliste füüsikaliste protsesside simuleerimisel usaldusväärsed. Kliimamudelite prognoosid, mis hõlmavad kasvuhoonegaaside jätkuva kasvu stsenaariume, hoiatavad märkimisväärse soojenemise eest 21. sajandil, kui emissioone ei piirata – need projektsioonid on aluseks ka rahvusvahelisele kliimapoliitikale.

Inimtegevuse mõju ookeanidele ja jääkattetele

Inimtekkelise kliimamuutuse jälgi leiame lisaks atmosfäärile ka ookeanides ja jäämaailmas. Umbes 25–30% inimkonna emiteeritud CO₂-st on neeldunud ookeanidesse (Ocean acidification | European Environment Agency's home page) (The Intergovernmental Panel on Climate Change ... - Ocean Acidification), põhjustades merevee keemilise koostise nihet happelisuse suunas. Merepinna keskmine pH on langenud ~0,1 ühiku võrra industriaalajastu algusest (Ocean acidification - National Oceanic and Atmospheric Administration). Kuigi 0,1 tundub väike arv, tähendab pH logaritmilisus, et ookean on muutunud ~30% happelisemaks (vesinikioonide kontsentratsioon suurenenud) võrreldes 18. sajandiga (Ocean acidification - National Oceanic and Atmospheric Administration). See ookeanide hapestumine on otseselt seotud atmosfääri liigse CO₂-ga: lahustudes moodustab CO₂ süsihapet, mis alandab vee pH-d (10.4.2 Ocean Acidification Due to Increasing Atmospheric Carbon Dioxide ...). Teadlased on selles nii kindlad, et IPCC sõnastas hiljuti: on praktiliselt kindel, et just inimtekkeline CO₂ on praeguse avamere pinnavee hapestumise peamine põhjus (AR6-WG1-WIM-ExCom14-presentation-Sep2021-Richard-Jones). Selline keemiline nihe on ookeanielustikule (näiteks korallidele ja karpidel) juba mõõdetavalt mõjunud ja on täiesti uus nähtus viimase 50 miljoni aasta kontekstis (Ocean acidification in the IPCC Special Report: Global Warming of 1.5°C).

Kliimasoojenemine avaldub eredalt ka kriosfääris (jää ja lume keskkonnas). Liustikud taanduvad globaalselt – 20. sajandi lõpust alates on enamus maailma liustikke kiirenevas tempos massi kaotanud. IPCC järeldab kõrge kindlusega, et inimene on väga tõenäoliselt peamine ajend nii mägiliustike sulamisele alates 1990. aastatest kui ka Arktika merijää vähenemisele (IPCC AR6 Working Group 1: Summary for Policymakers). Satelliitmõõtmised näitavad, et Arktika suve (septembri) merejää pindala on kahanenud ~40% võrreldes 1979–1988. a keskmisega (IPCC AR6 Working Group 1: Summary for Policymakers). Nii suurt ja kiiret langust ei selgita ükski looduslik tsükkel – kliimamudelid näitavad, et ilma kasvuhoonegaaside suurenemiseta poleks Arktika jääkate nii drastiliselt kahanenud. Samuti on Gröönimaa ja Antarktika jääkilpide massikadu viimastel kümnenditel kiirenenud, andes panuse merepinna tõusu. Uuringud (GRACE gravimeetriaandmed) näitavad, et Gröönimaa jääkilp kaotas 2000.–2010. aastatel ~270 gigatonni jääd aastas ning Antarktika ~130 gigatonni aastas, mis on oluliselt rohkem kui 1990. aastatel (IPCC AR6 Working Group 1: Summary for Policymakers) (AR6-WG1-WIM-ExCom14-presentation-Sep2021-Richard-Jones). Need muutused ühtivad soojeneva atmosfääri ja ookeanidega ning on kooskõlas inimtekkelise kliimasoojenemisega.

Kombineerides: globaalselt sünkroonne liustike taganemine, merejää sulamine, lumekatte lühenenud kestus ja ikkjää (igikeltsa) sulamise tunnused viitavad kõik soojenevale kliimale. Otsesed vaatlusandmed on sedavõrd veenvad, et IPCC on sõnastanud: "Inimese mõju on väga tõenäoliselt peamine tegur alates 20. sajandi lõpust täheldatud liustike taandumises ja Arktika merejää vähenemises" (IPCC AR6 Working Group 1: Summary for Policymakers). Teisisõnu – loomulikest teguritest üksi ei piisa nende muutuste seletamiseks; inimtekkelise soojenemise signatuur on jäädvustunud nii maailmamere keemiasse kui ka Maa jäävarudesse.

Teadusorganisatsioonide seisukohad ja konsensus

Maailma juhtivad teadusorganisatsioonid on inimtekkelise kliimamuutuse osas ühemõtteliselt seisukohal, et inimtegevus on käimasoleva soojenemise peamine põhjustaja. Valitsustevahelise Kliimamuutuste Paneeli (IPCC) värskeim hinnang ütleb selgesõnaliselt: "Inimtegevus, eelkõige kasvuhoonegaaside emissioonide kaudu, on ühemõtteliselt põhjustanud globaalset soojenemist" (AR6 Synthesis Report: Summary for Policymakers Headline Statements - IPCC). IPCC järelduste kohaselt pole vähimatki kahtlust, et inimtekkeline mõju on soojendanud atmosfääri, ookeane ja maismaad alates 19. sajandi keskpaigast. Samalaadsed seisukohad on avaldanud ka USA Rahvuslik Ookeani ja Atmosfääri Administratsioon (NOAA), NASA, Suurbritannia Met Office ja teised suured teadusasutused. Näiteks NOAA toob esile, et looduslikud kliimakõikumised ei seleta viimase aja kiiret soojenemist ning "kõigi tõendite põhjal saab järeldada, et inimtekkelised mõjutused mängivad üha kasvavat rolli" (4 f Evidence is that human impacts are playing an ... - NOAA Climate.gov). NASA rõhutab oma avalikes materjalides, et enam kui 95% aktiivselt publitseerivatest kliimateadlastest nõustub inimtekkelise soojenemise faktiga, mis teeb sellest ühe tugevaima konsensusega teadusliku väite üldse (Scientific consensus on climate change - Wikipedia) (The 97 percent: Three key papers quantifying scientific concensus on ...).

Tõepoolest, mitu sõltumatut uuringut on püüdnud kvantifitseerida teaduslikku konsensust. Näiteks Cook jt (2013) analüüsisid ~12 000 eelretsenseeritud kliimateaduslikku artiklit ning leidsid, et neist, mis avaldasid seisukoha kliimamuutuse põhjuste kohta, 97% nõustus väitega, et soojenemine on peamiselt inimtekkeline (Scientific consensus on climate change - Wikipedia). Teises lähenemises küsitleti valdkonna juhtivaid eksperte – tulemus sarnane: ~97–98% kliimateadlasi (eriti neid, kellel on rohkelt erialaseid publikatsioone) on veendunud inimtekkelise globaalse soojenemise kehtivuses (The 97 percent: Three key papers quantifying scientific concensus on ...). Rahvusakadeemiad üle maailma (sh USA, Suurbritannia, Saksamaa, Venemaa, Hiina jt) on ühisavaldustes kinnitanud, et praegune kliimasoojenemine on inimese tegevuse tagajärg. Selline laiapõhjaline nõustumine tuleneb just eelkirjeldatud tõendusmaterjali koosmõjust: paljud sõltumatud andmeread (temperatuur, jää, ookeanid, atmosfääri koostis) ja meetodid (satelliitmõõtmised, laborianalüüsid, mudelid) viitavad kõik samas suunas.

On oluline märkida, et teaduslik konsensus ei tähenda ainuüksi arvamuste loendamist, vaid peegeldab ka seda, et vastuargumendid on andmete poolt kummutatud. Järgmises osas vaatleme mõningaid levinud alternatiivseid seletusi (looduslikke tegureid) ning miks tänased andmed nende rolli praeguses soojenemises väheseks hindavad.

Looduslik kliimamuutus ja alternatiivsed seletused

Teatud grupp teadlasi ja skeptikuid on väitnud, et praegusi kliimamuutusi võivad seletada looduslikud tegurid – näiteks Maa orbiidi perioodilised kõikumised, Päikese aktiivsuse muutused, ookeanitsüklid või geoloogiline tegevus (vulkaanipursked, Maa siseprotsessid). Looduslikku kliimadünaamikat kinnitab ju Maa ajalugu: kliima on varemgi soojenenud ja jahenenud ilma inimtegevuseta. Alljärgnevalt käsitleme peamisi looduslikke seletusi ning hindame, kuivõrd need sobituvad 20.–21. sajandi kliimamuutuse mustriga.

Milankoviči tsüklid: Maa orbiidi muutused

Serbia teadlase Milutin Milankovići järgi nime saanud orbitaaltsüklid on Maa liikumise perioodilised muutused: Maa orbiidi eksentrilisuse (elliptilisuse) ~100 000-aastane tsükkel, Maa telje kalde (~41 000 a) muutus ning pöörlemistelje eellibratsioon ehk pööripäevade pretsessioon (~19 000–23 000 a tsüklid). Need tsüklid muudavad päikeseenergia jaotust Maa pindalal aastaaegade lõikes ning on pikaajaliste jääaegade peamised ajendid. Näiteks jääaegade vaheldumine viimase paari miljoni aasta vältel on tihedalt seotud orbitaalparameetrite aeglaste muutustega, mis muutsid polaarset päikesekiiritust selliselt, et kord soodustasid liustike kasvu (jääajad), kord sulamist (soojemad vahejääajad) (Milankovitch (Orbital) Cycles and Their Role in Earth’s Climate).

Siiski on Milankovići tsüklite ajaskaala tuhandeid kordi pikem kui praegune kiire soojenemine. Orbitaaltsüklid põhjustavad kliimamuutusi aeglaselt ja järk-järgult – temperatuurimuutused laotuvad sajandite ja aastatuhandete peale. Praegune soojenemine (≥1 °C ~150 aastaga) toimub umbes 50–100 korda kiiremini kui looduslikud soojenemised minevikus, mis orbitaalsundide mõjul aset leidsid (The influence of Milankovitch cycles on climate - greenly.earth). Peale selle peaks tänase orbitaalse konfiguratsiooni järgi Maa kliima liikuma hoopis jahtumise suunas: arvutuste järgi algas umbes 6000 aastat tagasi pikk õrn jahenemistrend (Holotseeni kliimaperioodi maksimumist alates), kuna suvised päikesekiired põhjapoolkeral on aegamööda vähenenud orbitaalkalde muutumise tõttu (Why Milankovitch (Orbital) Cycles Can't Explain Earth's Current Warming - NASA Science). Ilma inimtegevuseta jätkuks see aeglane jahenemine veel tuhandete aastate jooksul – meie vahel jääaegade tsüklis oli Maa teel järgmise jäätumise poole. Tegelikult näeme aga 20. sajandist alates järsku vastupidist liikumist: Maa kliima soojeneb kiiresti ajal, mil puht-looduslikult peaks ta pigem tasapisi jahtuma (Why Milankovitch (Orbital) Cycles Can't Explain Earth's Current Warming - NASA Science). See vastuolu osutab, et orbitaaltsüklid ei saa olla praeguse soojenemise põhjus; pigem on inimtekkeline mõju üle kirjutanud looduspärase jahenemistrendi. NASA on selle kohta märkinud: “Kui orbitaalsed tsüklid oleksid ainsad toimijad, peaks praegune kliima jahenema, mitte soojenema” – seega Milankovići tsüklid ei seleta viimase ~100 aasta teravat soojenemist (Why Milankovitch (Orbital) Cycles Can't Explain Earth's Current Warming - NASA Science).

Päikese kiirgusaktiivsuse muutused

Päike on Maa peamine energiallika ning päikesekiirguse muutused mõjutavad kindlasti kliimat. On teada, et Päikesel on 11-aastane tsükkel (sunähtuste arv ja kiirgus pisut kõigub), samuti suuremad muutused sajandite skaalal (näiteks Maunderi miinimum 17. sajandil seostub “Väikese jääajaga” Euroopas). Küsimus on: kas Päikese aktiivsuse trend võib selgitada viimase sajandi soojenemist?

Mõõtmised ja analüüs viitavad, et ei. Alates 1978. aastast on saadaval täpsed satelliitmõõtmised Totaalsest Päikesekiirgusest (TSI) Maa atmosfääri piiril. Need näitavad, et päikese kiirgusvõimsus ei ole trendina kasvanud viimastel aastakümnetel. Vastupidi, kui võrrelda globaalse temperatuuri tõusu ja päikese aktiivsust, ilmneb huvitav vastuolu: viimase ~50 aasta jooksul on Maa pinnatemperatuur (punane joon alloleval joonisel) tõusnud järsult, samal ajal kui Päikese kiirgus (kollane joon) on veidi langenud või jäänud konstantseks (Graphic: Temperature vs Solar Activity - NASA Science).

(Graphic: Temperature vs Solar Activity - NASA Science) Globaalne pinnatemperatuur (punane; kõrvalskaalal °C) võrrelduna Päikese kiirgusvõimsusega (kollane; vasak skaalal W/m²) alates 1880. aastast. On näha, et ~1960. aastatest alates lähevad trendid lahku: temperatuur tõuseb kiiresti, kuid Päikese kogukiirgus on isegi veidi vähenenud (Graphic: Temperature vs Solar Activity - NASA Science). See viitab sellele, et päikeseaktiivsus ei põhjusta täheldatud soojenemist.

Mitmed uurimused on hinnanud päikesevarieeruvuse mõju suurust: tulemused näitavad, et kogu 20. sajandi soojenemisest võis Päikese aktiivsuse tugevnemine anda ainult väikese osa (umbes 0,1–0,2 °C), peamiselt sajandi algupoolel (Cycles and trends in solar irradiance and climate - studylib.net) (Cycles and trends in solar irradiance and climate - studylib.net). Pärast ~1950. a pole Päike märkimisväärselt “heledamaks” läinud, pigem on olnud pisike langus 2000. a paiku. NOAA andmetel on Päikese kiirguse muutus industriaalajastul olnud nii väike, et selle panus globaalsesse kiirgusbilanssi on olnud tühine võrreldes kasvuhoonegaaside põhjustatud muutusega (Graph-Dashboard: Suns Energy (Total Solar Irradiance)). Numbriliselt: inimtekkelised kasvuhoonegaasid on lisanud ~+2,3 W/m² sundi alates 1750. a, samal ajal kui Päikese sund muutus on hinnanguliselt vaid ~+0,05–0,1 W/m² (Chapter 7: The Earth’s Energy Budget, Climate Feedbacks, and Climate ...) (Graph-Dashboard: Suns Energy (Total Solar Irradiance)). Seega on Päikese osa hinnanguliselt <5% kogu soojenemissundist – liiga väike, et selgitada 1 °C globaalset soojenemist.

Kosmilised kiired ja pilved: Ühe alternatiivse hüpoteesina on pakutud, et Päikese magnetilise aktiivsuse kaudu (mis mõjutab Maale jõudvate galaktiliste kosmiliste kiirte hulka) võib kliima muutuda: rohkem kosmilisi kiiri → rohkem pilvi → jahedam, ja vastupidi. See idee (Svensmark jt) püüab seostada Päikese tsükleid ja pilvisust. Teaduslikud katsed ja vaatlused pole aga leidnud veenvaid tõendeid, et kosmilistel kiirtel oleks viimastel kümnenditel suur mõju pilvede moodustumisele või temperatuuri trendile. Näiteks 22 tugevama päikesepurske (Forbushi sündmuse) analüüs aastail 2000–2005 leidis ei mingeid statistiliselt usaldusväärseid muutusi pilvede hulgas või omadustes pärast kosmiliste kiirte voo järsku vähenemist (Cosmic Rays Do Not Explain Global Warming, Study Finds | ScienceDaily). Samuti pole tuvastatud pikaajalist kosmiliste kiirte langustrendi, mis langeks kokku soojenemisega – tegelikult ei ole kosmiliste kiirte hulk viimastel aastakümnetel monotoonselt vähenenud (Cosmic Rays Do Not Explain Global Warming, Study Finds | ScienceDaily). Norra teadlaste uuring järeldas: "väga ebatõenäoline, et kosmiliste kiirte muutused on panustanud globaalsesse soojenemisse", sest puudub nii füüsikaline korrelatsioon pilvede muutustega kui ka vajalik ajatrend (Cosmic Rays Do Not Explain Global Warming, Study Finds | ScienceDaily) (Cosmic Rays Do Not Explain Global Warming, Study Finds | ScienceDaily). Kokkuvõttes loetakse tänapäeval kosmiliste kiirte teooriat vähemalt praeguse soojenemise kontekstis kõrvaliseks – valdav osa uuringuid lükkab selle tagasi ning ka CERNi labori “CLOUD” katse on näidanud, et kosmiliste osakeste mõju pilvetekkele on väga väike tavalistes atmosfääritingimustes.

Varasemad looduslikud soojenemised: Holotseeni optimum ja Väike jääaeg

Kliimateadlased uurivad paleokliima andmeid, et mõista, kuidas Maa kliima loomulikult kõigub. Sageli viidatakse keskaegsele soojaperioodile ja väikesele jääajale Euroopas kui tõendile, et ka ilma fossiilkütusteta võib kliima märgatavalt kõikuda. Mis on nende sündmuste taust?

  • Umbes Holotseeni kliimaoptimum (u 9000–5000 aastat tagasi) – periood pärast viimast jääaega, mil Maa kliima oli mõnes piirkonnas (näiteks polaaraladel) soojem kui 20. saj keskel. Selle põhjuseks olid orbitaaltsüklid (Maa telje kalle oli soodsam Põhjapoolkera suviseks soojenemiseks) ning sellest tulenevad muutused ookean-atmosfääri ringluses. Siiski oli Holotseeni soojus regionaalne ja aeglane muutus, mitte globaalne sünkroonne tõus. Praegune soojenemine on juba globaalses keskmises temperatuuris Holotseeni optimaalist mööda läinud – 2010ndate keskmine temperatuur on tõenäoliselt kõrgeim viimase ~12 000 aasta jooksul (st kogu Holotseeni vältel), kuigi mõnes regioonis võis Holotseeni optimumis olla suved soojemad.

  • Keskaegne soe periood (umbes 10.–13. sajand pKr), mida nimetatakse ka keskajastu kliimaanomaaliaks, oli aeg, mil Euroopas, Gröönimaal ja Põhja-Atlandil valitsesid suhteliselt soojad tingimused (viikingid asustasid Gröönimaad jm). Samal ajal olid aga näiteks Vaikse ookeani troopikas olud pigem jahedamad ja kuivad. Uuemad globaalpaleokliima rekonstruktsioonid (nt PAGES 2k konsortsium) näitavad, et keskaegne soojus ei olnud sünkroonne üle kogu Maa – eri piirkondade soojaperioodid ei langenud täpselt ühte ajajärku (Today’s Climate Change Is Worse Than Anything Earth Has Experienced in ...). Mõned tippsajandid olid soojemad Euroopas, teised Aasias jne, kuid globaalse keskmisena ei ületanud keskaja temperatuurid hilise 20. sajandi omi. Praegune soojenemine on juba märgatavalt ulatuslikum: peaaegu kogu planeedil on viimased aastakümned olnud soojemad kui mis tahes ajaperiood keskajal (Climate is warming faster than it has in the last 2,000 years) (Today’s Climate Change Is Worse Than Anything Earth Has Experienced in ...). See tähendab, et keskaegset sooja ei saa pidada analoogiks tänasele – see oli pigem regionaalne muster osaliselt suuremast päikeseaktiivsusest ja vähesest vulkaanilisest aktiivsusest ajendatuna.

  • Väike jääaeg (umbes 14.–19. sajand) oli ajastu, mil temperatuurid langesid mõnel pool (eriti põhjapoolkeral) alla varasemate sajandite taseme. Põhjused: kombinatsioon suurenenud vulkaanilisest aktiivsusest (mitu suurt purse, mis jahutasid kliimat aerosoolidega) ja Päikese aktiivsuse miinimumist (Maunderi miinimum 17. saj lõpul). Väike jääaeg lõppes 19. sajandil looduslikult, kui päikeseaktiivsus taastus ja suuremate pursete mõju möödus. See selgitab osa 19. saj lõpu ja 20. saj alguse soojenemisest (loomulik taastumine külmast perioodist). Kuid 20. sajandi teise poole soojenemine ületab tublisti selle, mida pelgalt väikese jääaja järgne “tagasipõrge” annaks.

Paleokliima andmed on olulised, sest need kinnitavad: kliima on varemgi muutunud ja tundlik erinevatele mõjuritele. Samas annavad need ka konteksti: viimane kord, kui Maa oli globaalselt umbes 1–2 °C soojem kui praegu, oli 130 000 aastat tagasi (Eem-interglatsiaal), mil meretase oli ~6–9 m kõrgem. Veel kaugem minevikus, ~3 miljonit aastat tagasi (Pliotseeni soojaperiood), oli CO₂ tase ~400 ppm ja temperatuur 2–3 °C kõrgem, merepind ~15 m kõrgem. Need viited näitavad, et tänane olukord – CO₂ tase 400+ ppm ja kiire temperatuuritõus – on viimasel miljoneil aastail äärmuslik erand, mis looduslikult pole tavapärane. Teisisõnu, kuigi loodus suudab kliimat muuta, viitavad kõik tõendid, et praegune muutus ületab tavapärased looduslikud svingid nii suuruselt kui kiiruselt (Climate is warming faster than it has in the last 2,000 years) (Today’s Climate Change Is Worse Than Anything Earth Has Experienced in ...).

Ookeanide ja geoloogiliste protsesside roll süsinikutsüklis

Maa süsinikutsükkel on kompleksne: süsinik liigub atmosfääri, ookeanide, biosfääri ja kivimite vahel. Looduslikult on toimunud juhtumeid, kus CO₂ on atmosfääris suurenenud geoloogilistel põhjustel, mõjutades kliimat. Näiteks 56 miljonit aastat tagasi toimunud Paleotseeni-Eotseeni termo-maximum (PETM) oli episood, kus tohutu kogus süsinikku vabanes (võib-olla vulkaaniliselt või metaaniklatraatidest), tõstes globaalse temperatuuri ~5–8 °C võrra. Ent ka see sündmus toimus tuhandeid aastaid kEstvate impulsidena, mitte sajandiga. See näitab, et geoloogilised protsessid suudavad kliimat soojendada, kuid tavaliselt palju aeglasemas tempos.

Tänapäeval on oluline mõista, kas näiteks ookeanid võivad ise CO₂ vabastada ja seega soojendamist põhjustada (nagu juhtus jääaegade lõpul). On teada: kui maailmameri soojeneb, väheneb CO₂ lahustuvus vees ning osa CO₂ eraldub atmosfääri. See on positiivne tagasiside, mis ilmnes jääaegade tsüklis – esialgne soojenemine (orbitaaltsüklist) soojendas ookeani, mis siis eraldas CO₂, mis omakorda soojendas veelgi. Kuid praegusel juhul on põhjus-tagajärg vastupidine: algul tõusis atmosfääri CO₂ (inimene lisas), nüüd alles ookean vastab soojenemisega. Ookean ei saanud olla algpõhjus, kuna ookean ise neelab praegu suure hulga süsinikku (ligikaudu 9–10 miljardist tonnist süsinikust, mida inimkond igal aastal emissioonina lisab, umbes 2–3 miljardit tonni läheb maailmamerre) (Ocean acidification | European Environment Agency's home page) (The Intergovernmental Panel on Climate Change ... - Ocean Acidification). Ookean on seega pigem summutav tegur (neeldur), mitte lisav CO₂ allikas. Nii pH langus kui ka atmosfääri ^13C/^12C ratio muutus kinnitavad, et CO₂ neto-flow on atmosfääri suunas praegu pigem ookeanist sisse, mitte sealt välja. Kindlasti on ookeanitsüklid (näiteks El Niño/La Niña) lühiajaliselt globaalseid temperatuure kõigutanud (nt tugev El Niño teeb mõne aasta soojemaks), aga need on sisemised kõikumised, mis nullivad end paari aasta jooksul.

Vulkaaniline CO₂: Vulkaanid eraldavad süsihappegaasi nii pursete ajal kui pidevalt läbi avade. Kas vulkaanid võiksid paisata piisavalt CO₂-d, et põhjustada pikaajalist soojenemist? Uuringud ütlevad kindlalt, et ei – vulkaanide CO₂ emissioon on mitu suurusjärku väiksem kui inimtekkeline. USGS andmeil oli inimkonna CO₂ heide 2010. a umbes 35 gigatonni, samal ajal kõigi vulkaanide (nii maismaa kui veealused) hinnatud koguprodukt <0,3–0,4 gigatonni – s.t. vähem kui 1% inimeste omast (Volcanoes Can Affect Climate | U.S. Geological Survey - USGS.gov). Isegi suured purseted (näiteks 1991. a Pinatubo) emiteerivad korraga CO₂, mis võrreldav inimkonna mõne päeva emissiooniga (Humans emit more CO2 than volcanoes | AP News - Associated Press News). NASA on illustratiivselt öelnud, et inimtegevus paiskab õhku “Mount St. Helens’i suuruse purske jagu CO₂-te iga 2,5 tunni järel” ja “Mount Pinatubo jagu CO₂-te kaks korda päevas” (Humans emit more CO2 than volcanoes | AP News - Associated Press News). Seega ei ole vulkaanide pikaajaline CO₂ lisandmärkimisväärne tegur viimase sajandi kasvu juures – pigem vastupidi, vulkaanid on põhjustanud jahenemisi (vt allpool).

Geoloogiline süsiniku neeldumine: Pikemas plaanis (sadades tuhandetes aastates) reguleerib atmosfääri CO₂ taset ka kivimite murendumine (mis seob CO₂ karbonaatmineraalideks) ning setete ladestumine ookeani põhja. Need protsessid on aga väga aeglased ega saa jällegi seletada järsku muutust paari sajandiga. Kokkuvõttes on geoloogilise süsinikuringe komponendid tänasele ajaskaalale vaadates praktiliselt konstantseks taustaks – inimene on viinud süsteemi tasakaalust välja, lisades fossiilset süsinikku kiiremini, kui looduslik ringe seda kõrvaldada jõuab (mille tõestuseks CO₂ pidev akumuleerumine atmosfääri ja ookeani).

Vulkaaniline aktiivsus ja aerosoolid

Paradoksaalsel kombel on suured vulkaanipursked lühiajalises plaanis pigem Maa kliimat jahutanud. Kui tippvulkaan paiskab stratosfääri miljoneid tonne väävliaerosooli, moodustub päikesekiirgust peegeldav kihistus, mis kestab 1–3 aastat. Nii põhjustas Pinatubo vulkaani purse (1991) globaalse temperatuuri languse ~0,5–0,6 °C järgmise ~2 aasta jooksul (Global Effects of Mount Pinatubo - NASA Earth Observatory) (Volcano Watch — The Pinatubo Effect: Can geoengineering mimic volcanic ...). Samamoodi, 1815. a Tambora purse ja 1883 Krakatau purse järel täheldati “suve-ta aastaid” ja üldist jahenemist. Seega vulkaanid ei saa olla süüdi pikas soojenemistrendis – neid esineb küll episoodiliselt, kuid nende mõjud on jahutavad ning ajaliselt piiratud. Vulkaanipursete arvele võib pigem kirjutada seda, et 20. saj lõpus oli väga vähe suuri purskeid (Pinatubo on erand) ning seegi soodustas soojenemise “puhast” väljendumist (vähem vulkaanilisi jahutusi). Kui kujutaksime hüpoteetiliselt, et praegu algaks vulkaanipursete "sajand" (väga aktiivne periood), siis näitavad simulatsioonid, et see suudaks ajutiselt mõne kümnendi jooksul soojenemist aeglustada, kuid ei peataks seda – kuna kasvuhoonegaaside mõjusuund on vastupidine ja püsivam (Climate Change: Incoming Sunlight - NOAA Climate.gov).

Võib esitada küsimuse: mis siis, kui looduslikud tegurid ja inimtekkelised tegurid koos mõjutavad? Tõepoolest, kliima on alati mitme asja kombinatsioon. Teadlased kasutavad atribuutsioonianalüüse selleks, et eraldada eri põhjuste panust. Nende analüüside järeldus on, et alates ~mid-20. sajandist on domineeriv panustaja inimtekkeline komponent, samas kui looduslikud faktorid (päike, vulkaanid, looduslik muutlikkus) on pigem väikesed võnkumised üleüldise tõusutrendi taustal (4 f Evidence is that human impacts are playing an ... - NOAA Climate.gov). Näiteks 1960.–1970. aastate kergelt jahedamal perioodil mängis rolli inimtekkeline aerosoolsaaste (õhureostuse osakesed, mis peegeldavad päikesevalgust) ning mõned järjestikused vulkaanipursked; alates 1980ndatest, mil õhusaastet vähendati (happelise vihma probleemiga tegeledes) ja vulkaane oli vähe, avaldus kasvuhoonegaaside soojendav mõju palju selgemalt.

Kriitika kliimamudelite aadressil ja andmete usaldusväärsus

Alternatiivseid seletusi otsides on kliimateaduse kriitikud tihti tõstatanud ka küsimusi andmete usaldusväärsuse kohta – kas temperatuurimõõtmisi on “manipuleeritud” või mudelid on “ülehinnatud”? Need väited on saanud laia kõlapinda poliitilises sfääris, kuid teaduslikud uuringud ja auditid ei toeta neid süüdistusi.

Üks kuulsamaid episoode on nn “Climategate” (2009), mil häkkimise teel varastati kliimateadlaste e-kirju ja kontekstist väljarebitud lausete põhjal süüdistati teadlasi andmete võltsimises. Juhtunut uurisid mitu sõltumatut komisjoni (Ühendkuningriigis, USA-s, Ülikoolide tasemel). Kõik kuus ametlikku juurdlust jõudsid järeldusele, et mingeid andmepettusi või väärkäitumist ei toimunud – kliimateadlased puhastati süüdistustest täielikult (Debunking Misinformation About Stolen Climate Emails | Union of ...) (Nothing False About Temperature Data - FactCheck.org). Küll tõdeti, et teadlaste toon kirjavahetuses oli kohati ebasünnis, ent uuritud temperatuurirekonstruktsioonid ja analüüsimeetodid osutusid kehtivateks. Samuti kontrolliti põhjalikult globaalse temperatuuri andmeridu (NASA, NOAA ja Briti HadCRUT andmestik) – mingeid vigu ega sihilikke “näpukaid” ei leitud. Lühidalt: “Climategate” ei paljastanud vandenõud, vaid tõi esile, kuidas teadusprotsess sisemiselt käib. Pärast skandaali on globaalsete temperatuuriseeriatega liitunud ka täiesti sõltumatu grupp Berkeley Earth (mida algatasid algul skeptiliselt meelestatud teadlased). Berkeley Earth taasanalüüsis üle 1,6 miljardi temperatuurimõõtmise vanu toorandmeid, korrigeeris võimalikke mõõtepuudusi ja linnasaartefekte, ning jõudis samale tulemusele: Maa on ~1 °C soojenenud ja ametlikud andmeread on õiged (Berkeley team confirms reality of global warming). Projekti juht dr Richard Muller – kes varem oli kriitiline – märkis avalikult, et teda “kõige enam üllatas, kui hea NASA ja NOAA töö juba oli; meie ootused leida vigu ei täitunud” (Berkeley team confirms reality of global warming) (Cooling the warming debate: Major new analysis confirms that global ...). Seega on mõõdetud temperatuuritrend väga robustne leid, mida kinnitavad mitmed sõltumatud allikad (sh satelliitmõõtmised troposfääri soojenemise kohta, merepinna temperatuurid, öölähedaste minimaaltempide tõus jne).

Kliimamudelite kriitika on keskendunud sageli nende ebakindlustele – tõepoolest, mudelid pole ideaalsed ja erinevad mudelid annavad pisut erinevaid prognoose. Kuid nagu eelnevates osades mainitud, on mudelid ajaloolist soojenemist üsna hästi tabanud (NASA GISS: NASA GISS: Research Features: Study Confirms Climate Models are Getting Future Warming Projections Right). Ka pole märke, et mudelid süstemaatiliselt ülehindaksid kliimatundlikkust – pigem jääb tegelik soojenemine mudelprognooside vahemikku. Näiteks Hansen jt 1988. a prognoos, mis tihti kriitikute hambus, osutus üsna täpseks, kui arvestada reaalseid kasvuhoonegaaside emissioone (mida Hansen tollal pidi oletama). Hiljutises teadustöös, mis võrdles 1970–2000. aastate mudelprognoose hilisema tegelikkusega, leiti, et ei esine kalduvust ennustada rohkem või vähem, kui hiljem mõõdeti – vigu esines mõlemas suunas ning need tulenesid enamasti valedest eeldustest inimkonna emissioonide kohta, mitte mudelite füüsikast (NASA GISS: NASA GISS: Research Features: Study Confirms Climate Models are Getting Future Warming Projections Right).

Samuti on oluline andmete korrigeerimine – ilmavaatluste toorandmeid kohandatakse teadaolevate ebatäpsusallikate suhtes (näiteks mõõtmiskoha nihkumine, linna ümbruse kasvamine, mõõteseadme vahetus). Skeptikud on väitnud, et “kohandades tehakse minevik külmemaks ja praegus aeg soojemaks”. Tegelikult on korrigeerimised standardne praktika kõigis geofüüsikalistes mõõtmistes. Näiteks ookeanitemperatuure mõõdeti varem laevade veevõtukaevudest (soojem) ja hiljem poi-boide poolt (külmem) – selle meetodivahetuse korrigeerimine vähendab soojatrendi, mitte ei suurenda seda. Sarnaselt linnasaarte efekti eemaldamine ja jaamade homogeniseerimine tasandab regionaalseid hüppeid. Mitu uuringut (sh Berkeley Earth) on näidanud, et pärast kõikide metodoloogiliste paranduste tegemist on soojenemistrend jäänud sisuliselt samaks või muutunud lausa natuke väiksemaks kui toorandmetel (About Berkeley Earth – Old) (Climate skeptics perform independent analysis, finally convinced Earth ...). See annab kindlust, et temperatuurirekord on usaldusväärne.

Kokkuvõttes puudub teaduskirjanduses tõsiseltvõetav tõendus, et andmeid on sihilikult “võltsitud” või et kliimamudelid oleks fundamentaalselt eksiteel. Pigem on vastuolu teadusliku ja skeptilise narratiivi vahel tingitud erinevast arusaamast tõendusmaterjalile: teaduslik meetod on aastakümneid lihvinud andmeid ja mudeleid ning jõudnud tugevate järeldusteni, samas kui skeptilises meedias tõstetakse esile mõni viga või ebaselgus ja üldistatakse see alusetult kogu teaduse peale. Teaduslik konsensus (ülal kirjeldatud ~97%) peegeldab, et valdav osa asjatundjaist leiab olemasolevad tõendid inimtekkelisest kliimamuutusest veenvad olevat ning alternatiivsed seletused (olgu need siis looduslik päike, orbitaaltsükkel või andmete kahtlus) ei suuda kogu vaatluspilti rahuldavalt lahti mõtestada.

Teaduslik konsensus ja järeldused

Kokkuvõtteks võib öelda, et kliimateaduse valdkonnas valitseb tugev konsensus: praegune globaalne soojenemine on valdavalt tingitud inimtegevusest, eriti kasvuhoonegaaside (CO₂, CH₄, N₂O) kontsentratsiooni kiirest kasvust atmosfääris. Selle seisukoha toetuseks on mitmekülgsed tõendid:

Teisalt on looduslike seletuste roll praeguses kliimamuutuses hinnatud väikeseks. Orbitaaltsüklid toimetavad vales ajaskaalas (tuhandeid kordi aeglasemalt) ega seleta 20. sajandi suunda (Maa peaks looduslikult hoopis veidi jahtuma) (Why Milankovitch (Orbital) Cycles Can't Explain Earth's Current Warming - NASA Science). Päikese aktiivsus ei ole viimastel kümnenditel kasvanud ning pigem on Päikese trend vastupidine soojenemisele (Graphic: Temperature vs Solar Activity - NASA Science). Vulkaanid on andnud ajutisi jahutusi, mitte soojenemist, ja nende CO₂ panus on tühine võrreldes inimomaga (Volcanoes Can Affect Climate | U.S. Geological Survey - USGS.gov). Ookeani enda tsükliline mõju avaldub lühiajalistes kõikumistes (nt El Niño), kuid ei tekita pikaajalist globaalset trendi. Varasemad looduslikud soojaperioodid (nt keskaegne) polnud globaalsed ja jäävad temperatuurilt alla tänapäevale (Climate is warming faster than it has in the last 2,000 years) (Today’s Climate Change Is Worse Than Anything Earth Has Experienced in ...).

Loomulikult eksisteerib teaduslikus arutelus nüansse – näiteks ebakindlus täpses kliimatundlikkuse suuruses (kui palju kraade tõuseb temperatuur CO₂ kahekordistumisel), samuti regionaalsete muutuste detailid. Need on aktiivse uurimise all. Kuid põhilises küsimuses “kas inimene põhjustab kliima soojenemist?” on teaduslik vaidlus sisuliselt lahendatud: jah, põhjustab. Olulisi erimeelsusi selles tuumas pole; viimaste kümnendite uuringud on üksteisest sõltumatult jõudnud samale järeldusele. Väike hulk eriarvamusega teadlasi on jäänud, kuid nende töid on laiem kogukond läbi kaalunud ning seni pole nende alternatiivhüpoteesid suutnud tõendusmaterjali koormust kanda.

Seega võib järeldada, et tänase kliimamuutuse põhjuste seletamisel on kõige tugevamad tõendid inimtekkelise teooria kasuks. Looduslikud kliimategurid on küll olulised Maa kliimasüsteemi komponendid, ent käesoleval perioodil toimuvat muutust nad üksi selgitada ei suuda. Teaduslik konsensus on välja kujunenud just seetõttu, et sõltuvad andmed ja meetodid osutavad ühes suunas. Inimtekkelise kliimamuutuse mõistmine ei tähenda, et looduslikud protsessid lakkaksid olemast; hoopis tähendab see, et inimene on saanud niivõrd võimsaks jõuks, et konkureerib või ületab oma mõjuga loodusjõude. See teadmine on kriitilise tähtsusega, sest vihjab, et inimkonnal on ka võimalus – läbi oma tegevuse muutmise – kliimamuutuse kulgu mõjutada.

Viited:

  1. (Chapter 5: Global Carbon and other Biogeochemical Cycles and ... - IPCC) IPCC AR6 WGI: GHG kontsentratsioonide tõus (CO₂ +47%, CH₄ +156%, N₂O +23%).

  2. (Past, current and projected changes of global GHG emissions and ...) (ESSD - Global Carbon Budget 2022 - Copernicus.org) NOAA ja ESSD: CO₂ tase >50% üle preindustriaalset (421 ppm vs 278 ppm).

  3. (Education - Stable Isotopes NOAA GML) (Education - Stable Isotopes NOAA GML) NOAA GML: δ^13C langus atmosfääris (-6,5‰ → -8‰) fossiilkütuste tõttu; Suessi efekt (^14C kahanemine).

  4. (2.3 Chemically and Radiatively Important Gases - AR4 WGI Chapter 2: Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing) (2.3 Chemically and Radiatively Important Gases - AR4 WGI Chapter 2: Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing) IPCC AR4 WG1: ^13C/^12C suhe langeb ootuspäraselt fossiil-CO₂ lisandumisel (Mauna Loa mõõtmised).

  5. (NOAA National Environmental Satellite, Data, and Information Service: End of the African Humid Period) (NOAA National Environmental Satellite, Data, and Information Service: End of the African Humid Period) NOAA NCEI Paleo Perspective: paleokliima CO₂ ja temperatuuri tihe korrelatsioon jääaegade tsüklites, viidates CO₂ kui võimendaja rollile.

  6. (Summary for Policymakers - IPCC) IPCC AR6 SPM: 1,09°C soojenemine 1850–1900 vs 2011–2020.

  7. (Why Milankovitch (Orbital) Cycles Can't Explain Earth's Current Warming - NASA Science) NASA Science (Milankovitch FAQ): stratosfääri jahenemine vs troposfääri soojenemine – kasvuhoonegaaside signatuur.

  8. (Models Using Natural and Anthropogenic Forcings | EARTH 104: Earth and the Environment (Development)) (Models Using Natural and Anthropogenic Forcings | EARTH 104: Earth and the Environment (Development)) IPCC AR4 Fig SPM.4 (via PSU): Mudelid looduslike forcings’itega ei seleta hiljutist soojenemist, antrop+loodus forcings’iga kattub mõõdetuga.

  9. (NASA GISS: NASA GISS: Research Features: Study Confirms Climate Models are Getting Future Warming Projections Right) NASA GISS (Hausfather 2020 pressiteade): 14/17 vanemat mudelit ennustasid soojenemist õigesti; mudeleid ei leitud süsteemselt eksivat.

  10. (Ocean acidification - National Oceanic and Atmospheric Administration) NOAA: 0,1 pH ühiku langus ookeanides = ~30% happesuse kasv viimase ~200 a jooksul.

  11. (AR6-WG1-WIM-ExCom14-presentation-Sep2021-Richard-Jones) IPCC AR6 (väljavõte): “virtually certain” – inimtekkelised emissioonid on peamine avamere happestumise ajend.

  12. (IPCC AR6 Working Group 1: Summary for Policymakers) IPCC AR6 SPM A.1.5: “Human influence very likely main driver” liustike taandumisel ja Arktika merejää 40% vähenemisel 1979–2019.

  13. (4 f Evidence is that human impacts are playing an ... - NOAA Climate.gov) NOAA Climate.gov: “Natural drivers do not explain recent rapid change; only human impacts are consistent with all evidence.”

  14. (Scientific consensus on climate change - Wikipedia) Cook et al 2013 kokkuvõte: 97% uuritud artiklitest nõustuvad inimtekkelise soojenemisega.

  15. (The 97 percent: Three key papers quantifying scientific concensus on ...) Sturgeon et al: ~97% tippeksperte veendunud inimtekkelises kliimamuutuses, skeptikuid vaid ~3% väheste publikatsioonidega seas.

  16. (The influence of Milankovitch cycles on climate - greenly.earth) GreenlyEarth (Milankovitch context): Tänapäeva soojenemine ~100x kiirem kui looduslikud tsüklid.

  17. (Why Milankovitch (Orbital) Cycles Can't Explain Earth's Current Warming - NASA Science) NASA: Ilma inimmõjuta peaks Maa praegu orbitaaltsükli järgi jahenema (6000 a trend), mitte soojenema.

  18. (Graphic: Temperature vs Solar Activity - NASA Science) NASA: Päikese kiirguse ja globaalse temperatuuri võrdlus – ~1960 järgselt temperatuur üles, päikesevõimsus all.

  19. (Graph-Dashboard: Suns Energy (Total Solar Irradiance)) NOAA Climate.gov: Päikese heledusmuutused preindustriaalajast on minimaalsed, panus gl soojenemisse väga väike.

  20. (Cosmic Rays Do Not Explain Global Warming, Study Finds | ScienceDaily) (Cosmic Rays Do Not Explain Global Warming, Study Finds | ScienceDaily) CICERO (ScienceDaily): Uuring – kosmilised kiired tõenäoliselt ei panusta kliimamuutusse; kosmiliste kiirte trendi langust pole täheldatud.

  21. (Today’s Climate Change Is Worse Than Anything Earth Has Experienced in ...) LiveScience (PAGES 2k): Praktiliselt kogu planeedil on viimased aastakümned soojemad kui mis tahes aeg viimase 2000 aasta jooksul – sünkroonne soojenemine vs keskaegne regionaalsus.

  22. (Volcanoes Can Affect Climate | U.S. Geological Survey - USGS.gov) USGS: Vulkaanide CO₂ <1% inimeste CO₂ emissioonist (35 Gt vs <0,3 Gt).

  23. (Humans emit more CO2 than volcanoes | AP News - Associated Press News) AP/NASA: Inimene emiteerib St. Helensi vulkaanipurske jagu CO₂ iga ~2,5 tunniga; Pinatubo jagu 2x päevas (vulkaanid seega tühine osa).

  24. (Volcano Watch — The Pinatubo Effect: Can geoengineering mimic volcanic ...) USGS (Volcano Watch): Pinatubo 1991 aerosoolid jahutasid maailma ~0,5 °C võrra ~1–2 aastaks.

  25. (Debunking Misinformation About Stolen Climate Emails | Union of ...) (Nothing False About Temperature Data - FactCheck.org) Union of Concerned Scientists / FactCheck: 6 ametlikku uurimist “Climategate” osas – ükski ei leidnud pettust; teadlased eksimusest prii.

  26. (Berkeley team confirms reality of global warming) Berkeley Earth press: 250 a temperatuurirekonstruktsioon kinnitab ~1,5 °C tõusu; kinnitab NASA/NOAA tulemusi – globaalne soojenemine on reaalne fakt.

Võta ühendust