Smog co roku zabija ok. 40 tysięcy Polaków, a gazy cieplarniane wpływają na nasz klimat i coraz szybciej go ocieplają. Podczas naszego pobytu w Wysokogórskim Obserwatorium Meteorologicznym na Kasprowym Wierchu udało nam się porozmawiać o tych dwóch problemach z jego kierownikiem, dr inż. Łukaszem Chmurą.
Dr inż. Łukasz Chmura bada na Kasprowym Wierchu stężenie gazów cieplarnianych w atmosferze. Jak mówi, dobrze jest wiedzieć, z czym ludzkość będzie miała do czynienia. Fot. Maciek Stanik / Adam Nowiński naTemat.pl
Reklama.
Fot. Maciek Stanik / naTemat.pl
Chromatograf Fot. Wikimedia.commons.org / Polimerek / CC BY-SA 3.0
Jedna ósma zgonów w UE jest spowodowana zanieczyszczeniami powietrza – takie wnioski płyną z najnowszego raportu Europejskiej Agencji Środowiska (EEA). Według ekspertów nawet 400 tys. przedwczesnych zgonów rocznie może mieć związek ze smogiem.
Zdaniem specjalistów, najwięcej przypadków śmiertelnych spowodowanych negatywnym wpływem zanieczyszczeń zdarza się na terenie Albanii oraz Bośni i Hercegowiny (ok. 27 proc.), najmniej zaś w proekologicznych krajach skandynawskich (w Norwegii i na Islandii – ok. 9 proc.). W Polsce dane te również nie są pocieszające, bo zanieczyszczone powietrze przyczynia się tu do około 40 tys. zgonów rocznie.
Bolączką kraju nad Wisłą - ale nie tylko jego - jest ogromna emisja gazów cieplarnianych, które przyczyniają się do zmian klimatycznych. Na pewno każdy z was zauważył, że z roku na rok mamy do czynienia z większymi upałami i dłuższymi okresami suszy. Dlatego tak ważne jest, aby stężenie szkodliwych gazów systematycznie mierzyć, analizować i na podstawie tych danych skutecznie działać.
Adam Nowiński, naTemat.pl: Mówiłeś, że w Obserwatorium na Kasprowym Wierchu podtrzymujecie rekord w długości pomiarów stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze. Ile on obecnie wynosi?
Dr inż Łukasz Chmura: Zaczęliśmy pomiary w czerwcu 1994 roku w ramach
współpracy IMGW-PIB z Wydziałem Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH w Krakowie. Z
pewnymi przerwami technicznymi prowadzimy je więc od 27 lat.
A jak się dokonuje takich pomiarów? Czego używacie i co robicie?
Metod jest kilka i przez te 27 lat sporo się zmieniło. Na początku robiliśmy zintegrowane próbki miesięczne. Powietrze pompowaliśmy do worków tedlarowych. Było to robione tylko w nocy, ponieważ o tej porze jest większa szansa na to, że powietrze, które badamy, nie będzie skażone emisją dwutlenku węgla z obszarów, które są położone poniżej Kasprowego Wierchu.
Nocą włączała się pompka i napełniała przez miesiąc worki. Nagromadzone powietrze następnie przepompowywaliśmy do specjalnych szklanych pojemników, które później wysyłaliśmy do laboratorium na uniwersytecie w Heidelbergu, gdzie było mierzone stężenie
głównych gazów cieplarnianych, czyli dwutlenku węgla CO2 i metanu CH4. Używano do
tego metody chromatografii gazowej.
To bardzo skomplikowane i czasochłonne!
Tak, to prawda, dlatego później, w 1996 roku w obserwatorium stanął chromatograf gazowy i nie musieliśmy już nic nigdzie wysyłać. Pozwalał nam on mierzyć stężenie gazów w atmosferze, w takim powiedzmy ciągłym trybie raz na dziesięć minut lub raz na pół godziny.
W 2015 roku znowu zmieniła się metoda pomiarowa i od tego mementu do teraz CO2 i CH4 mierzone są metodą optyczną za pomocą spektrometru laserowego.
Szybko sprawdziłem sobie w sieci, to chromatograf wyglądem przypomina kanciaste pudło z wentylatorem, oczywiście w bardzo dużym uproszczeniu. A spektrometr?
Wygląda jak komputer stacjonarny tylko położony na płasko. Nic nadzwyczajnego, chociaż to bardzo zaawansowany sprzęt (śmiech).
A jakie wnioski można wyciągnąć z tak długiego okresu obserwacji? Co się zmieniło na przestrzeni tych lat?
Podstawowy wniosek z pomiarów jest taki, że stężenie gazów cieplarnianych w atmosferze wzrosło: dwutlenku węgla o 54 ppm w ciągu naszych pomiarów, a metanu o 50 ppb tylko w ostatnim dziesięcioleciu. Stężenie CO2 rośnie w tempie ok 2 ppm/rok co stanowi wzrost 0,5 proc rocznie!
Mierzony przez nas wzrost stężenia tego gazu jest większy niż najbardziej niekorzystne przewidywania z końca XX wieku. Uzyskane przez nas dane służą później do tego, żeby badać inne zagadnienia, na przykład na ile biosfera w zmieniającym się środowisku jest wydajna w usuwaniu dwutlenku węgla z powietrza.
I jak to wpłynęło na przyrodę, na ludzi? Przeprowadzaliście jakieś badania w tym kierunku?
To bardzo szeroki temat. Kasprowy jest jedynie jednym z wielu punktów na Ziemii, którego odczyty pokazują część całego obrazu, jakim są zmiany w atmosferze, a te przekładają się na zmiany klimatu.
Ostatnio próbowaliśmy badać w kontekście kontynentalnym kwestię występowania suszy. Jak możemy ostatnio zaobserwować, okresy suszy i wysokich fal upałów w Europie – i nie tylko – występują coraz częściej i trwają coraz dłużej. Pierwszą na tyle poważną, że odnotowano ją w artykułach naukowych, była fala upałów, która przeszła przez nasz kontynent w 2003 roku. Spowodowała ona nawet śmierć wielu osób na południu Europy.
Naukowcy pisali wtedy, że z taką falą upałów związana jest redukcja aktywności biosfery. To znaczy, że rośliny w takich okresach mniej efektywnie pochłaniają dwutlenek węgla, który jest im potrzebny do przeprowadzania procesu fotosyntezy. Dlaczego? Ponieważ drugim składnikiem tego procesu jest woda, której otrzymują wtedy o wiele mniej.
Jak to się ma do gazów cieplarnianych?
Dwutlenek węgla ma swój stały cykl roczny. Latem jest go mniej w atmosferze, ponieważ jest pobierany przez rośliny do procesu fotosyntezy. Z kolei zimą przyroda odpoczywa, więc go tyle nie pobiera, ale rośnie jego emisja powodowana przez człowieka.
Jeśli w lecie przejdzie przez kontynent taka fala upałów, to rośliny są mniej aktywne, stężenie CO2 nie maleje tak, jak zazwyczaj i utrzymuje się dłużej, co tylko pogarsza sytuację naszej atmosfery.
Co jakiś czas pojawiają się w mediach informacje na temat naszego polskiego podwórka, które w zestawieniu mogą poniekąd wskazywać te zmiany, o których mówisz. Niedawno temperatura odczuwalna na Kasprowym Wierchu wynosiła - 50 stopni, a kilka dni później termometry pokazywały 10 stopni na plusie. Mówi się też, że z roku na rok na Kasprowym jest coraz mniej śniegu i pojawia się on coraz później. Czy można to powiązać z waszymi badaniami i pomiarami z Kasprowego?
Po części tak, ale nie do końca. Wiadomo, że odnotowanie rekordu ciepła to tylko jeden pomiar i nie można tylko na jego podstawie powiedzieć, że ociepla nam się klimat. Tak jak na podstawie kilku naprawdę zimnych dni w lutym nie można powiedzieć, że globalne
ocieplenia to mit i spisek naukowców. Anomalie zdarzały się zawsze, klimat to uśredniona pogoda na przestrzeni kilkudziesięciu lat. A globalne zmiany klimatyczną dotyczą całego globu. Tak więc badając ten problem trzeba patrzyć w bardzo szerokim kontekście.
Ale jeśli spojrzymy na ostatnio odnotowywane rekordy, to rzeczywiście jest coś na rzeczy. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy opublikował niedawno raport o stanie atmosfery w Polsce w 2020 roku. Wynika z niego, że za nami kolejny rok, który pojawił się na podium najcieplejszych lat w naszym kraju. Zajął nawet drugą lokatę jeśli bierzemy pod uwagę okres regularnych pomiarów instrumentalnych w Polsce. Cieplejszy był tylko rok 2019!
Najbardziej jednak martwi to, że aż pięć najcieplejszych lat wystąpiło w XXI wieku. Niepokojące jest to, że nie dość, że temperatura nam rośnie, to jeszcze zaczyna ona rosnąć coraz szybciej. Trwają badania, czy to efekt anomalii, czy może wieloletniego trendu. Absolutnie wszystko wskazuje na to, że tego drugiego. Ostatnie 20 lat jest najcieplejsze od 1950 roku.
Drugą kwestią, która spędza sen z powiek nie tylko specjalistom od ochrony środowiska, ale także lekarzom chorób płuc, jest zanieczyszczenie powietrza, które w wielu miastach w Polsce widać w postaci smogu. My podczas wizyty w obserwatorium trafiliśmy akurat na "bezsmogową" pogodę, ale ty z pewnością miałeś takie dyżury, podczas których nie widziałeś Zakopanego i pobliskich miejscowości, bo zostały przesłonięte przez smog...
Tak, to prawda. Dzieje się tak głównie w okresie jesiennym, przy stałych okresach wyżowych, kiedy planetarna warstwa graniczna, czyli ta najniższa warstwa atmosfery, zatrzymuje wszystkie wyemitowane zanieczyszczenia na przykład w wyniku ogrzewania domów czy transportu drogowego – niskiej emisji oraz wysokiej emisji – przez fabryki czy kopalnie.
Jeżeli mamy pogodę inwersyjną, o której mówiłem na początku, czyli zatamowany jest ruch atmosfery, to wszystko, co zostało wytworzone na dole, nie przedostaje się do wyższych partii atmosfery i gromadzi się. Wtedy wszystkie zanieczyszczenia bardzo wyraźnie widać, bo Zakopane oraz inne miasta w Polsce pokryte są brunatną mgłą potocznie nazywaną smogiem.
Słyszałem, że twoja uczelnia też bada kwestie związane z zanieczyszczeniem powietrza i emisją gazów cieplarnianych.
Pracuję w Zespole Fizyki Środowiska na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.
Zajmujemy się kilkoma obszarami, dwa główne badania dotyczą pomiarów gazów
cieplarnianych. Z jednej strony są to pomiary na Kasprowym, o których rozmawialiśmy, a z drugiej jest też ekipa moich kolegów z zespołu, którzy badają emisje metanu z obszaru
Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego.
Śląsk jest potężnym źródłem CH4. Gdyby spojrzeć na mapę jego emisji, to ten obszar świeci się na czerwono na terenie naszego kontynentu głównie ze względu na przemysł wydobywczy, a więc kopalnie.
Drugim aspektem, którym się zajmujemy, są pomiary zanieczyszczenia atmosfery, których dokonujemy na przykład przy użyciu samochodu wyposażonego w specjalistyczny sprzęt taki jak pyłomierze oraz przy użyciu drona.
Samochodem jeździliśmy głównie nocami i sprawdzaliśmy poziom zanieczyszczeń - pyłów zawieszonych - które powstały w wyniku niskiej emisji, czyli w tym przypadku głównie przez ogrzewanie domów tak zwanymi kopciuchami i kiepskiej jakości paliwem.
U nas, na południu Polski, dużo małych miejscowości jest położonych w dolinach i kotlinach górskich. Miejscowości takie zazwyczaj ogrzewane są piecami na paliwo stałe, ponieważ centralne ogrzewanie miejskie nie jest tam dostępne, a grzanie gazem nie jest popularne. A nawet jeśli się go używa, to i tak dogrzewa się kominkami albo piecami kaflowymi. No i w takich miejscowościach stężenia są bardzo wysokie.
Nocny brak konwekcji, do tego duża różnica wzniesień - orografia - więc to, co zostało wyemitowane, w tym miejscu pozostaje. Dobrym przykładem jest tu Rabka albo Zakopane. Im niżej w kotlinie, tym gorzej.
No i zależy w czym i czym się pali. Jakiś czas temu zapytałem strażników miejskich z całej Polski, żeby powiedzieli mi, czym palą w piecach mieszkańcy ich miast. W Warszawie zdarzyło się, że okiennicami, w Płocku meblami, we Wrocławiu miałem, a w Olsztynie deskami parkietowymi. Ale to też nie jest tak, że my jako pojedynczy obywatele nie możemy nic zrobić, żeby przeciwdziałać nadmiernej emisji gazów cieplarnianych. Wystarczy chcieć!
Przede wszystkim potrzeba nam porządnej edukacji ekologicznej. Programy naukowe badają zjawiska, pokazują pewne trendy i zmiany zachodzące w atmosferze, ale to w rękach zwykłych ludzi oraz wielkich biznesów leżą losy przyszłych pokoleń i decyzja, jak te dane naukowe wykorzystać.
Z jednej strony potrzeba transformacji energetycznej państwa, które obecnie opiera się na energii węglowej, z drugiej trzeba zlikwidować te nieszczęsne "kopciuchy".
