Jacek Musiał, Karol Musiał
Gdy obserwacje przeczą uzgodnionym teoriom. Kontynuacja artykułu „Hipoteza Wrocław”
W artykule Hipoteza Wrocław. Metan i gaz ziemny przyczyną największej nowożytnej klęski ekologicznej, opublikowanym w numerze 62 „Kuriera WNET” z sierpnia 2019 roku, została zasygnalizowana szokująca hipoteza, zgodnie z którą to gaz ziemny odpowiada za globalne ocieplenie. Przywołany wykres zmian temperatury w reprezentatywnych europejskich miastach, przypominający „kij hokejowy”, na który tak chętnie powołują się akolici IPCC i interesu giełdy*) spekulującej emisjami CO2, jednak wcale nie pasuje do wykresu historii spalania węgla jako paliwa stałego, lecz wręcz wpisuje się w krzywą wzrostu spalania gazu ziemnego. Artykuł został zakończony pytaniem, czy to w ogóle jest możliwe?
Czy możliwe jest, aby to faktycznie gaz ziemny, zwany niewinnie błękitnym paliwem, a w szczególności zawarty w nim metan, był główną przyczyną klęski ekologicznej obserwowanej w ostatnich 40 latach?
Sam tylko metan ma kilka kluczowych oddziaływań na środowisko. Po pierwsze jest gazem cieplarnianym. Po drugie – wraz z innymi paliwami węglowodorowymi podczas spalania jest źródłem wody – najważniejszego gazu cieplarnianego. Po trzecie, ku zaskoczeniu wielu tych, którym wydaje się, że podczas spalania gazu ziemnego powstaje tylko „zwykła woda”, okazuje się, że gaz ziemny jest niedocenianym, cichym i podstępnym źródłem smogu, o czym będzie w osobnym artykule.
Efekt cieplarniany
O efekcie zwanym cieplarnianym napisano już ponad 10 tysięcy prac naukowych. Odpowiadać mają za niego gazy o cząsteczkach ponaddwuatomowych, co związane jest z możliwością przechwytywania przez nie promieniowania podczerwonego Ziemi i przez to opóźniać ustaloną szybkość oddawania przez Ziemię w Kosmos promieniowania, jakie Ziemia w szerszym spektrum przyjmuje od Słońca w ciągu dnia. Jakieś pół wieku temu przypisano gazom pewne współczynniki, mające charakteryzować ich zdolność do podnoszenia temperatury na Ziemi. Poprawność wyznaczenia tych współczynników budzi współcześnie wiele wątpliwości, przyjmowane są jednak wciąż bezkrytycznie za twarde dane wyjściowe do tworzenia modeli klimatycznych i na tej bazie powstały setki, jeśli nie tysiące lepszych lub gorszych prac uważanych za naukowe. Ta opinia nie dotyczy baz danych HITRAN i podobnych, które służą za dobre i coraz lepsze źródło informacji dla ludzi zajmujących się spektroskopią. Jako gazy cieplarniane wymieniane są tam w kolejności: para wodna z chmurami, dwutlenek węgla, a metan dopiero na trzecim miejscu.
O niedoskonałościach tak powstałych modeli globalnego ocieplenia będzie obszerniej w osobnym artykule.
W drugiej części przywołanego na wstępie artykułu o CO2 zostały podane suche dane statystyczne, uzmysławiające, że spalanie paliw węglowodorowych przyczynia się na świecie do emisji o 40% więcej dwutlenku węgla niż spalanie węgli stałych (w dwóch miejscach we wspomnianym artykule wkradł się błąd podający Gt zamiast Mt, co jednak nie ma wpływu na końcowe wyniki i wnioski).
A może to nie CO2, lecz woda jest winowajcą globalnego ocieplenia?
Czy woda jest niewinna?
Wielu klimatologów zdaje sobie sprawę ze złożoności zjawisk termodynamicznych globu ziemskiego, a także z ogromu naszej niewiedzy w tej dziedzinie. Dla wygodnickiego uproszczenia, jakim posłużył się kiedyś Arrhenius, przyjmują, że w bilansie energetycznym wyłącznie promieniowanie gruntu z zakresu podczerwieni (a nie przewodnictwo i konwekcja ani promieniowanie atmosfery) miałoby pełnić decydującą rolę w chłodzeniu Ziemi. W swoich pracach często przytaczają teorie dotyczące CO2 pochodzące sprzed 100 lat, bagatelizując problem wpływu pary wodnej na efekt cieplarniany, wykręcając się dyplomatycznie, w stylu „wpływ pary wodnej jest bardzo złożony i trudny do pełnej interpretacji”. Czyż nie jest to ucieczka od odpowiedzialności przed przyszłymi pokoleniami, dla których spekulanci CO2 w swojej chciwości szykują deindustrializację dekarbonizacyjną w krajach, które można wyeliminować z konkurencji, lub wprost „oskubać”? Może to strach przed ostracyzmem ze strony kolegów lub zwykła autocenzura dla zachowania tzw. poprawności naukowej nie pozwala wielu naukowcom sprzeciwić się zawężaniu nauki przez polityków do CO2?
O wodzie
Opisanie właściwości wody na łamach czasopisma jest niewykonalne. O wielu ciekawostkach dotyczących wody można dowiedzieć się z fascynującej, wydanej w 2018 r. popularnonaukowej Książki o wodzie, napisanej przez zawsze uśmiechniętą polską naukowiec, dr n.fiz. Aleksandrę Kardaś. Książka ta powinna zostać przedstawiona w postaci filmowej w stylu „Galileo” lub „National Geografic”. Trudno zgodzić się z jednym tylko jej fragmentem, powołującym się na starą teorię dwutlenkowego efektu cieplarnianego i globalnego ocieplenia, z marginalizacją pary wodnej. Szkoda, bo w ten sposób świetna autorka książki swoim autorytetem poparła celebrytów, sprawiających wrażenie, jakby dostali udziały giełdy handlującej emisjami CO2. Precyzja obserwacji świata i dociekliwość naukowa pozwoliłoby Autorce na własne, lepsze hipotezy, gdyż stara, choć zgrabnie skonstruowana teoria globalnego ocieplenia, wyolbrzymiająca udział CO2, adresowana jest głównie do gimnazjalistów i polityków. W miarę zgłębiania wiedzy stara hipoteza powinna budzić coraz większe wątpliwości. W jednym z przyszłych artykułów spróbujemy wykazać nieścisłości w teorii globalnego ocieplenia od CO2 (prawdopodobnie wywodzące się z ośrodka Kondratiewa, ZSRR) i powołamy się na cytat właśnie z Książki o wodzie.
Amatorzy sensacji (ostrzegamy widzów nieodpornych na pseudonaukowe fake newsy) obejrzeć mogą film Woda – wielka tajemnica. To rosyjska produkcja z 2006 roku, którą można nazwać naukowopodobną, zbudowaną na podstawie sensacyjnych doniesień naukowych przeplatanych z informacjami prawdziwymi, hipotezami i przeinaczeniami, pochodzącymi głównie od rosyjskich uczonych, a dla wzmocnienia wiarygodności podpartą kilkoma zagranicznymi tzw. autorytetami. Film do złudzenia przypomina sensacje o globalnym ociepleniu, jakie kiedyś z radzieckich wojskowych instytutów wyciekły na Zachód.
Czy woda może szkodzić?
Woda –jako podstawowy i niezbędny składnik życia i jego środowiska – na pozór wydaje się być przyjaznym, a przynajmniej obojętnym związkiem chemicznym. Człowiek dorosły w naszym klimacie wypija przeciętnie 2,5 l wody na dobę. Jej niedobór dla organizmu może być tragiczny w skutkach. Okazuje się, że jej nadmiar czasem także.
Szwajcarsko-austriacko-niemiecki przyrodnik i lekarz – Filip Paracelsus (1493–1541) zapisał się w historii między innymi sentencją: „Wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną. Tylko dawka decyduje, czy dana substancja nią jest, czy nie jest”.
Gdy organizm jest zdrowy, sam reguluje ilość przyjmowanych i wydalanych płynów. Przewodnienie wiąże się z konkretnymi stanami chorobowymi, jako skutek, ale i jako przyczyna. Powiązane tematy to: nadmierne, patologiczne przyjmowanie płynów – polidypsja, zaburzenia elektrolitowe, nieprawidłowe przesunięcie płynów ustrojowych pomiędzy tkankami i narządami, zaburzenia wydalania płynów, zatrucie wodne. Do przewodnienia może doprowadzić ktoś z zewnątrz, jeśli ingeruje w organizm człowieka, np. podając nieadekwatną do potrzeb ilość płynów w kroplówce. W skrajnych przypadkach zaburzenia płynowe mogą być śmiertelne.
Potraktujmy naszą planetę jako organizm. Przez kilka miliardów lat ustalał się w biosferze poziom równowagi wieloczynnikowej, dotyczący składu chemicznego, parametrów fizycznych, otoczenia biologicznego, a ten znany nam – ludzkości – kształtował się w ostatnich kilkudziesięciu tysiącach lat. Skład i funkcjonowanie istot żywych odzwierciedla ziemskie środowiska, w tym np. ewolucyjne (świetne dostosowanie ras człowieka do klimatów, w jakich się rozwinęły). Biorąc pod uwagę różnorodność środowisk życia człowieka, ten optymalny stan mieści się we względnie szerokich granicach. Liczne mechanizmy stabilizujące, zwane ogólnie buforami (nie tylko o te chemiczne tu chodzi), zapewniają niewielkie tylko odchylenia od stanów średnich. Do najważniejszych czynników należy woda ze swoimi szczególnymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Co się jednak może stać, jeśli w jakimś przedziale ziemskich zbiorników nastąpi przesunięcie istotnych mas wody? Nie przypadkiem wcześniej została wymieniona podobna sytuacja w organizmie człowieka.
Ile wody może dostarczać spalanie paliw węglowodorowych?
W artykule Dwutlenek węgla po ludzku cz.I („Kurier WNET” nr 64, październik 2019) zostało wykazane, ile podczas spalania paliw węglowodorowych zużywa się tlenu, ile powstaje CO2, i zostało to porównane do spalania węgli stałych, z wnioskiem, że w skali globalnej za większą część emisji dwutlenku węgla odpowiada spalanie paliw węglowodorowych.
W numerze 62 „Kuriera WNET” (Hipoteza Wrocław) została przedstawiona zależność czasowa i ilościowa tendencji wzrostowej temperatury przygruntowej warstwy troposfery i wielkości wydobycia gazu ziemnego. Pytanie: jak to jest możliwe? Wiarygodnym wytłumaczeniem takiego stanu rzeczy wydaje się przypisanie decydującej roli pary wodnej powstającej podczas spalania paliw węglowodorowych. To nie jedyny spośród kilku negatywnych skutków uwalniania gazu ziemnego. W tym miejscu zwolennicy zwiększenia obciążeń społeczeństw spekulacjami emisjami CO2 mogliby odtańczyć taniec zwycięstwa pod hasłem np. „wreszcie złapaliśmy autorów tej serii artykułów na niekompetencji, bo nie wiedzą, że zwiększanie ilości gazów cieplarnianych wpływa na efekt cieplarniany w sposób logarytmiczny; nie znają równania Clapeyrona”. Podobne, mało dociekliwe są np. argumenty na poziomie bloga Skeptical.
Skoro jednak obserwacje przeczą starej, „CO2-centrycznej” teorii, to nie można tego faktu zbywać odpowiedziami ludzi zanadto pewnych siebie, lecz trzeba pilnie znaleźć wyjaśnienie!
Może zjawisk znanych ze spektroskopii nie można wprost transponować na atmosferę, jak spekulował swojego czasu Arrhenius? Może to wszystko działa jeszcze inaczej? Szerzej na ten temat postaramy się napisać w przyszłości.
Globalne ocieplenie – water impact
Poniżej przedstawione są wyliczenia, które mogą się wydać spekulacjami, jednak zapewniamy, że luki zawarte w tym ciągu rozumowania nie są większe od luk, jakie można wykazać w popularnej wciąż jeszcze w Starym Świecie teorii globalnego ocieplenia od CO2.
Przyjmujemy, że ze spalania trzech grup paliw powstaje (na podst. KOBIZE: Wartości Opałowe i Wskaźniki Emisji CO2 do raportowania w ramach Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji za rok 2018) odpowiednio: z ropy naftowej 72kg/GJ, z gazu ziemnego 56 kg/GJ i z węgla (około) 100 kg/GJ. Na podstawie danych BP z 2019 roku za rok 2018, ropa naftowa dostarczyła 1,95x1020J energii, gaz ziemny 1,39x1020J i węgiel 1,58x1020J. Przyjmując, że ze spalania wymienionych grup paliw, wody H2O dostarczają odpowiednio: ropa naftowa 0,03 kg/MJ, gaz ziemny 0,038kg/MJ i węgiel 0,003 kg/MJ (pomijamy w tym miejscu, na razie, uwalnianie pary wodnej w chłodniach kominowych). Wyliczone ilości CO2 wynoszą odpowiednio: z ropy naftowej 1,4x1010t, z gazu ziemnego 0,8x1010t i z węgla 1,6x1010t, oraz H2O: z ropy naftowej 6x109t, z gazu ziemnego 6x109t i z węgla 0,6x109t. Nie wchodzimy w szczegóły nowoczesnych instalacji kondensacyjnych. Okazuje się, że spalanie tych trzech grup paliw dostarcza odpowiednio (za 2018 rok) 54% objętościowych CO2 i 46% objętościowych pary wodnej, co zostało przedstawione na diagramie kołowym „Objętości gazów cieplarnianych: CO2 i H2O powstających podczas spalania 3 głównych paliw (gaz ziemny, ropa naftowa, węgiel)”.
Ten wykres nie robi wielkiego wrażenia, bo i tak nieco więcej powstaje CO2 niż H2O. Ale po raz pierwszy uzmysławia to, że „nie tylko CO2”. Wyliczenia dostarczają też informacji, że spalanie paliw węglowodorowych odpowiada za emisję 95% wody powstającej ze spalania wszystkich paliw kopalnych. Już obecnie ilość powstających cząsteczek H2O ze spalania wszystkich trzech grup paliw jest zbliżona do CO2, a ze względu na rosnące zużycie gazu ziemnego te proporcje wkrótce mogą się okazać jeszcze mniej korzystne dla klimatu. Jak to się przekłada na efekt cieplarniany?
Na próżno szukać jednoznacznej odpowiedzi na pytanie „o ile silniejszy jest efekt cieplarniany H2O niż CO2?”. Można tylko szacować, w zależności od przyjętych kryteriów.
Można powoływać się na wartości podawane przez różnych autorów i oprzeć się na „eminence based science”. Tak jest z porównaniami efektu cieplarnianego powodowanego przez metan wobec dwutlenku węgla, gdzie w literaturze można znaleźć wartości od 20x do ponad 120x. Nie znajdzie się też takiej odpowiedzi w bazach typu HITRAN. Można bardzo zgrubnie próbować szacować, biorąc z tych baz dane pomocne w technice spektroskopowej lub w projektowaniu laserów gazowych, warto wszakże zauważyć, że np. dopiero od niedawna można znaleźć tam informacje o wpływie na pasma pochłaniania innych, „towarzyszących” gazów (i to zaledwie kilku). A gilotyna podatkowa już dawno, na podstawie fałszywych oskarżeń, skazała dwutlenek węgla na karę śmierci. Może tylko zasygnalizujemy, że na tzw. poszerzenie pasm absorpcyjnych mają wpływ masa optyczna (w uproszczeniu – ilość badanego gazu), ciśnienie gazu, obecność pól wektorowych, np. elektrycznego i magnetycznego, obecność innych gazów (towarzystwo), jonizacja, pH, obecność izotopów. Wpływ wymienionych czynników próbuje się opisywać równaniami półempirycznymi (prekursorem był genialny fizyk holenderski Henryk Lorentz, 1853–1928) z odpowiednimi współczynnikami, które same obowiązują tylko w określonych, ograniczonych, zwykle dość wąskich warunkach, lecz są bardzo pomocne w zastosowaniach laboratoryjnych i technicznych. Nie są to jednak wystarczające dane pozwalające na wiarygodne porównanie head-to-head tzw. wymuszenia radiacyjnego różnych gazów cieplarnianych w jakże złożonej atmosferze ziemskiej (vide wymieniony powyżej metan i 500% niepewności współczynnika od 20 do 120). Nie jest to jedyny powód, dla którego nie można doświadczeń spektroskopowch wprost, bezrefleksyjnie ekstrapolować na atmosferę, chociażby z uwagi na przemiany fazowe wody i obecność chmur.
Przyjmujemy hipotetyczne współczynniki dla pary wodnej – scenariusze: a. para wodna tylko 2,5x silniejsza od CO2; b. para wodna tylko 5x silniejsza od CO2 i c. para wodna 20x silniejsza od CO2. Przez skromność powstrzymamy się od zastosowania wyższych współczynników.
Obliczony w ten sposób wpływ spalania 3 głównych paliw został przedstawiony na trzech kolejnych diagramach kołowych, gdzie tym razem uderzający jest nieporównanie większy efekt cieplarniany powodowany przez spalanie paliw węglowodorowych.
Bardzo ważne jest jeszcze kolejne, bezpośrednie porównanie gazu ziemnego i węgla. Gaz ziemny obecnie dostarcza już tylko 12% mniej energii niż węgiel. Wkrótce te wielkości się odwrócą. Tabela przedstawia wyliczenia zsumowanego efektu cieplarnianego dla gazu ziemnego i węgla w przypadku trzech scenariuszy (współczynników).
Kolejne diagramy słupkowe przedstawiają, o ile mniejszy jest efekt cieplarniany powodowany przez spalanie węgla w porównaniu do spalania gazu ziemnego w tychże scenariuszach. Czy to wystarczająco wyjaśnia przedstawioną w hipotezie Wrocław niezgodność dotychczas obowiązującej, „CO2-centrycznej” teorii z obserwacjami?
Jeśli emisja gazów cieplarnianych, a teraz, jak się okazuje – głównie pary wodnej, ma faktycznie istotny wpływ na zmianę klimatu i jeśli ta zmiana miałaby być tak straszna, jak to w swoim czarnowidztwie przedstawiają animatorzy IPCC oraz spekulanci świadectwami emisyjnymi (i przy okazji gazem ziemnym), to jaka jest perspektywa dla świata? W nr. 60 „Kuriera WNET” z czerwca 2019, w artykule Dobrobyt a energia przedstawiliśmy implikacje i powiązania. Na świecie nie ma chętnych do cofnięcia się z poziomem życia do najbiedniejszych krajów z konsumpcją energii sprzed 2000 lat.
Co więcej, obserwowane ocieplenie klimatu powoduje, że gaz ziemny z rejonów podbiegunowych zaczyna się ulatniać i albo ulegnie on bezpowrotnej, samoistnej stracie do atmosfery, albo państwa, dla których ten gaz ziemny jest potencjalnym źródłem dochodu, zdążą go jeszcze dobrze sprzedać, zanim się ulotni lub zanim jego ceny krytycznie spadną (Gaz ziemny gorący towar, „Kurier WNET” nr 61, lipiec 2019 ). Długo nie da się ukrywać, jak poważnym gazem cieplarnianym jest para wodna i jakie zagrożenia dla klimatu (w istniejącej narracji, że globalne ocieplenie miałoby być katastrofą) niesie wydobycie i spalanie gazu ziemnego.
Cykl hydrologiczny
W tym miejscu trzeba przytoczyć pewne liczby, aby Czytelnik miał wyobrażenie o problemie. Masa atmosfery to 5×1015 ton. Ilość wody na Ziemi to 1,4×1018 ton. Z tego w atmosferze jest 1,4×1013 ton, czyli 10-5, czyli 0,0001% całkowitej wody. Ten niewielki odsetek wody pełni kluczową rolę w cyklu hydrologicznym i w kształtowaniu klimatu. Tylko spalanie paliw kopalnych dostarcza do atmosfery rocznie 1,3×1010 ton wody, czyli 0,1% wody zawartej w atmosferze. Na pozór – mało. Czy mało? – będzie opisane w jednym z kolejnych artykułów poświęconym właśnie cyklowi hydrologicznemu.
To nie ostateczny argument
Być może przedstawiona hipoteza zawiera pewne luki. Niektóre są pozorne i mogą od Czytelnika wymagać głębszych przemyśleń. Dokładniejsze wyjaśnienia nie mieszczą się w ramach tego miesięcznika. Nieścisłości te jednak są mniejszego kalibru aniżeli te, które można wykazać w wyolbrzymionej kondratiewowskiej teorii globalnego ocieplenia od dwutlenku węgla. Przedstawiona hipoteza Wrocław wydaje się o wiele lepiej odzwierciedlać rzeczywistość.
Czy faktycznie to gazy cieplarniane z wodą na czele odpowiadają za obserwowany wzrost temperatury na podobieństwo „kija hokejowego”, tak jak to zostało przedstawione w Hipotezie Wrocław, czy to tylko koincydencja innych przyczyn – zamierzamy opisać w kolejnych, może mocniejszych nawet hipotezach, konkurencyjnych dla hipotezy „CO2-centrycznej”.
W międzyczasie jeszcze będą poruszone nieopisane dotychczas, negatywne oddziaływania gazu ziemnego na środowisko i nasze zdrowie oraz uzupełnione informacje o CO2 i groźnych pomysłach animatorów IPCC zatapiania tego gazu w oceanach.
Czy w świetle przedstawionych faktów uczciwe są działania polityków (lobbystów?), którzy próbują narzucić niesprawiedliwe ciężary społeczne w postaci horrendalnych podatków za prawo emisji CO2? Należy przypomnieć, że koszty obciążające fabryki i elektrownie w rozrachunku i tak są przerzucane na ostatecznych konsumentów („Kurier WNET” nr 56 i 57, luty, marzec 2019). To może być i śmieszne, i tragiczne.
Czy to jest element nowoczesnej, hybrydowej wojny gospodarczej na wyniszczenie przeciwnika, z włączeniem machiny propagandowej i paranauki? Czy chciwi macherzy od handlu emisjami doraźny, potężny zysk, budowany na półprawdach ekologicznych cenią ponad dobro i zrównoważony rozwój miliardów tych, których powinni traktować jako swoich bliźnich?
*) W Unii Europejskiej, po sprowokowaniu Wielkiej Brytanii do Brexitu i praktycznej marginalizacji londyńskiej giełdy ICE, dominującą giełdą handlującą uprawnieniami do emisji CO2 staje się Giełda EEX w Lipsku (dawne NRD) – European Energy Exchange AG. Giełda ta, poza dotychczasowym, bardzo pożytecznym i niezbędnym zakresem handlu energią elektryczną i gazem ziemnym, przejmuje właśnie handel emisjami CO2, co w perspektywie kilku lat daje możliwość astronomicznego wzrostu obrotów świadectwami z kilkunastu miliardów € do rzędu bilionów € oraz potencjalnej możliwości eliminacji z rynku tych rodzajów energii lub surowców energetycznych, którymi sama aktualnie nie handluje, np. węgla lub ropy naftowej.
Artykuł Jacka Musiała i Karola Musiała pt. „Gdy obserwacje przeczą uzgodnionym teoriom” znajduje się na s. 9 i 11 grudniowego „Śląskiego Kuriera WNET” nr 66/2019, gumroad.com.
„Kurier WNET”, „Śląski Kurier WNET” i „Wielkopolski Kurier WNET” są dostępne w jednym wydaniu w całej Polsce w kioskach sieci RUCH, Kolporter i Garmond Press oraz w Empikach.
Wersja elektroniczna aktualnego numeru „Kuriera WNET” jest do nabycia pod adresem gumroad.com. W cenie 4,5 zł otrzymujemy ogólnopolskie wydanie „Kuriera WNET” wraz z wydaniami regionalnymi, czyli 40 stron dobrego czytania dużego (pod każdym względem) formatu. Tyle samo stron w prenumeracie na www.kurierwnet.pl.
Następny numer naszej Gazety Niecodziennej znajdzie się w sprzedaży 16 stycznia 2020 roku!
Janusz Grudziński – polski muzyk rockowy, klawiszowiec i gitarzysta zespołu Kult
