Użyteczność Noblistów

10 grudnia, czyli w najbliższy piątek, w Sztokholmie odbędzie się wręczenie nagród Nobla. Dziś porozmawiamy o tym, jakie znaczenie dla współczesnego świata badań i nauki mają wyróżnione odkrycia. My się łączymy z dr Aleksandrą Kardasie z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, która opowie nam więcej o tych osiągnięciach. Dzień dobry pani doktor. Dzień dobry. Nagrody Nobla przyznawane są w wielu dziedzinach, natomiast my dzisiaj chcemy skupić się na fizyce. Pani doktor, jacy naukowcy zostali wyróżnieni w tym roku? W tym roku w dziedzinie fizyki wyróżnieni zostali Shukuro Manabe i Klaus Hasselmann za swoje dokonania w dziedzinie badań klimatu, badań związanych z modelowaniem klimatu oraz Giorgio Parisi, który prowadził badania w bardzo wielu dziedzinach, ale ich wspólną cechą było to, że starał się opisać bardzo skomplikowane systemy i rozwikłać jakoś działające w nich zależności, spróbować je opisać jakoś w uporządkowany sposób.

To może powiedzmy trochę głębiej, na czym te badania się skupiały, co udało się tym osobom udowodnić, może coś polepszyć? Te badania w większości były prowadzone już bardzo dawno temu, w związku z tym one stanowią często podstawę całych działów obecnie nauki, działalności takiej badawczej. Shukuro Manabe w latach 60. współtworzył z kolegami pierwsze modele klimatu. Jeżeli chcemy wymodelować, opisać sobie za pomocą równań matematycznych coś tak skomplikowanego jak cały ziemski klimat, łącznie ze wszystkimi zjawiskami, które tam zachodzą we wszystkich częściach świata, to jest bardzo duże wyzwanie. Ale żeby to zrobić, trzeba zacząć od takich małych klocków, z których później ten wielki obraz zbudujemy.

I właśnie pierwsze, czym zajął się Shukuro Manabe, to było stworzenie takiego małego modelu, który opisywał to, co dzieje się w kolumnie powietrza. Czyli jakbyśmy sobie stanęli na ziemi, spojrzeli w górę, to widzielibyśmy jakąś kolumnę powietrza, w której zachodzi już wiele zjawisk, mimo że to taki mały wycinek przestrzeni. W takiej kolumnie powietrza zachodzi wymiana energii pomiędzy różnymi piętrami powietrza. Ta wymiana energii może zachodzić na drodze promieniowania, czyli mamy światło słoneczne, które przechodzi przez powietrze do powierzchni Ziemi, rozgrzewa ją, później powierzchnia Ziemi, jak ma cały czas dostawy energii, to samo również promieniuje, tylko w podczerwieni. I później to promieniowanie podczerwone ziemskie jest pochłaniane w atmosferze przez gazy cieplarniane, one się nagrzewają i one również promieniują i zachodzi cały czas taka wymiana energii we wszystkie strony na drodze promieniowania.

Więc mamy takie trzy procesy bardzo ważne, jak wymiana promieniowania, jak ruchy powietrza i kondensacja pary wodnej i one wszystkie razem decydują o tym, jak wygląda profil temperatury w atmosferze i co się w ogóle w takiej klumnie powietrza może wydarzyć. I ten model taki matematyczny zapisany później jako kod komputerowy, jako metoda jakiegoś rozwiązywania tego, co się dzieje w takiej kolumnie powietrza, to jest podstawa do dzisiaj modelowania klimatu, bo cała nasza atmosfera składa się po prostu z bardzo dużej liczby takich pojedynczych kolumn powietrza. I to wszystko, co Shikure Manabe wtedy sformułował i metody, które ustalił dla opisu zjawisk w tłumie powietrza, dzisiaj stosujemy również w modelowaniu klimatu.

On wyjaśnił również, co by się stało, gdyby w atmosferze przybyło lub ubyło dwutlenku węgla, właśnie w oparciu również o ten model. A mianowicie, że gdyby dwutlenku węgla przebywało w atmosferze, to temperatura w dolnych partiach atmosfery powinna rosnąć, a w górnych spadać, dlatego że im więcej gazów cieplarnianych, tym one bardziej przytrzymują energię przy powierzchni Ziemi, nie pozwalają jej dotrzeć do wyższych partii atmosfery. Gdyby były jakieś inne powody ocieplenia, na przykład zmiany aktywności słonecznej, to wtedy byśmy mieli ocieplenie w całej kolumnie. Więc dzisiaj obserwujemy właśnie to, co Shukura Manabe przewidział, czyli że dolna część atmosfery się ogrzewa, a górna ochładza i to nam mówi, że za globalne ocieplenie odpowiada działalność człowieka.

A czy wiadomo już w jaki sposób te odkrycia tegoroczne, to znaczy te efekty pracy tegoroczne zostaną wykorzystane w przyszłości albo być może czy już są wykorzystywane w jakimś stopniu? No właśnie, z nagroganem Nobla jest tak, że w większości przypadków, jak i również w tym, one przyznawane są za osiągnięcia sprzed kilkudziesięciu lat. I w związku z tym my już dobrze wiemy, że prace Shukuro Manabe i Klausa Hasselmana znalazły swoje zastosowanie. One są już w tej chwili wielokrotnie Sprawdzone na lewo i prawo. One stanowią podstawę współczesnego modelowania klimatu, więc po prostu ich jakby zaleta tego podejścia, w którym nagryzamy kogoś za pracę sprzed kilkudziesięciu lat jest taka, że no już nikt raczej nie podważy ich wagi tych dokonań.

Wiemy, że po prostu z tych rozwiązań korzystamy. Modelowanie Kiedy mamy modele klimatu, to one opierają się po prostu na tym, co przygotowali dla nas Shukuro Manabe i Klaus Hasselmann. Wszystkie nasze projekcje, także metody pozwalające na odróżnienie Od wpływu człowieka na klimat, od wpływu czynników naturalnych rozmaitych, które znamy, takich jak erupcje wulkaniczne czy aktywność słoneczna, to wszystko jest po kłosie prac właśnie Manabe i Hasselmanna i ich licznych, licznych kolegów. Myśli pani, że skoro prowadzimy tyle badań nad klimatem, to czy te zmiany klimatyczne da się jeszcze naprawić?