Prema hipotezi srpskog matematičara i geofizičara Milutina Milankovića, koju je formulisao pre sto godina u knjizi „Matematička teorija toplotnog fenomena uzrokovana sunčevim zračenjem“, usled redovnih promena orbitalnih parametara (ekscentriciteta, inklanacije, precesije), Sunce greje zemaljsku površinu na različite načine.
Čas hladno, čas vruće
Kao rezultat toga, javljaju se ledena doba, koja smenjuju topliji periodi — interglacijali. To su takozvani Milankovićevi ciklusi ledenih doba, na osnovu kojih se formiraju dugoročne klimatske prognoze.
Svaki orbitalni parametar ima svoju cikličnost. Na primer, putanja Zemljine rotacije oko Sunca prelazi sa kružne na eliptičnu svakih 95, 125 i četiri stotine hiljada godina. Osa rotacije se odmiče za oko tri stepena od ekliptike (orbitalna ravan Zemlje) otprilike svakih 41 hiljadu godina. A ciklus precesije (rotacija Zemljine ose i opisivanje kupe oko pola ekliptike) u proseku na svakih 26 hiljada godina. Za to vreme, zemaljska osa opisuje puni krug.
Svi ovi faktori daju periodičnost klimatskih epoha od 41 do sto hiljada godina. Pri tome, prema proračunima Milankovića, razlika u količini sunčeve svetlosti u severnoj hemisferi dostiže dvadeset procenata.
„Klimatski štap“
U pleistocenskoj eposi, od 2,6 miliona do pre 11,7 hiljada godina, Zemlja je doživela nekoliko hladnih perioda kada su lednici zauzimali do 30 odsto planete i stizali do 40. paralele u severnoj hemisferi.
Poslednji ledeni maksimum je bio otprilike pre 18 hiljada godina, a sada, prema ciklusima Milankovića, nastavlja se holocenski period interglacijal, koji je počeo pre oko 12 hiljada godina. Upravo na ovo se pozivaju protivnici hipoteze antropogenog uticaja na klimu kada je u pitanju globalno zagrevanje. Međutim, detaljnije modeliranje pokazuje da se ovo što se sada događa nikako ne uklapa u prirodne cikluse — ni po snazi, ni po dinamici.
Prema grafikonu prosečnih godišnjih temperatura na Zemlji, koji je dobio nadimak „klimatski štap“, maksimum holocenskog zagrevanja (srednjovekovna klimatska anomalija) bio je u 10-13. veku. Tada je na planeti bilo čak toplije nego sredinom prošlog veka. Nakon toga je počelo sporo opšte zahlađenje.
Čovek jači od prirode
Prema ciklusima Milankovića, Zemlja bi danas postepeno trebalo da se hladi, ali industrijska revolucija je krajem 19. veka preokrenula prirodnu tendenciju. Sada prosečne godišnje temperature prelaze vrednosti iz 1960-1990-ih godina, koje su uzete kao koordinatni početak, za 0,6-0,8 stepeni Celzijusa. Glavni razlog su antropogene emisije gasova staklene bašte, pre svega ugljen-dioksida.
Naučnici sa Potsdamskog instituta za proučavanje klimatskih promena ističu da je koncentracija ugljendioksida u atmosferi dostigla vrhunac za tri miliona godina. Istraživanja pokazuju da prosečne temperature, koje se tokov ovog perioda nikada nisu popele više od dva stepena Celzijusa iznad predindustrijskog nivoa, mogu da pređu ovu granicu u narednih 50 godina.
O tome svedoče i podaci koji se redovno objavljuju u izveštajima o proceni Međuvladinog panela o klimatskim promena, koji su 1988. godine osnovale Svetska meteorološka organizacija i Program za okolinu Ujedinjenih nacija.
U poslednjem, petom izveštaju o klimatskim promenama navedeno je: „Bez obzira na realnu vrednost osetljivosti temperature planete na balans toplote, uočene promene mogu biti izazvane samo nakupljanjem SO2 u atmosferi“.
Ovaj zaključak potvrđuju rezultati analize globalnih klimatskih modela, koja je sprovela u okviru projekta CMIP (Coupled Model Intercomparison Project) Radna grupa za zajedničko modeliranje (WGCM) Svetskog programa za istraživanje klime. Prema modelnim eksperimentima CMIP3 i CMIP5, temperature značajno prelaze očekivane vrednosti od prirodnih trendova sa kraja 1970-ih godina.
Pauza u globalnom zagrevanju
Međutim, od 1998. do 2013. godine, klimatolozi su primetili neobičnu pojavu: sa neprestanim povećanjem sadržaja SO2 u atmosferi, čini se da je porast temperature zaustavljen. To su zabeležili stručnjaci Međuvladinog panela o klimatskim promenama u Petom izveštaju o proceni, koji je objavljen 2014. godine. Istina je da su se autori izveštaju izrazili veoma oprezno: „Globalna temperatura Zemljine površine pokazuje mnogo manju rastuću linijsku tendenciju za poslednjih 15 godina u odnosu na duže periode od 30 i 60 godina“.
Naučnici nisu mogli da shvate šta se događa: ta zapažanja su bila u suprotnosti sa svim klimatskim modelima. Rasprava između pristalica i protivnika hipoteze antropogene prirode globalnog zagrevanja, izbila je sa novom jačinom. Ali 2013. godine temperatura je ponovo porasla i klimatolozi su počeli da govore o tome da se verovatno takve pauze od 15 godina javljaju u redovnim intervalima, otprilike jednom u 30 godina.
Uloga okeana
Paradoks stabilizacije globalnih temperatura, imajući u vidu povećanje koncentracije SO2 u atmosferi, mora se nekako objasniti. U suprotnom, modeli za prognoziranje koji su zasnovani na običnoj ekstrapolaciji, izgubiće kredibilitet.
Kineski naučnici sa Univerziteta Landžou predložili su određeni klimatski model, uzimajući u obzir preraspodelu energije između atmosfere i okeana. Ispostavilo se da se tokom prividne pauze u zagrevanju Zemlja i dalje zagreva, ali se toplota skuplja u dubinama Svetskog okeana. Nakon što toplotni kapacitet okeana dostigne određeni nivo, temperatura gornjih slojeva vode ponovo raste i to je razlog za cikličnost.
Ranije su naučnici dokazali da je slabljenje cirkulacije vode u okeanu doprinelo produženju ledenog doba u pleistocenskoj epohi i prelasku pre oko milion godina sa 41000-godišnjeg ciklusa Milankovića na 100000-godišnji. U paleoklimatologiji, ovo je poznato kao „problem sto hiljada godina“.
Ciklusi Milankovića nisu važni samo u geologiji i klimatologiji. Tako su nedavno antropolozi sa Univerziteta Viskonsin u Medisonu otkrili da su ti ciklusi stotinama hiljada godina određivali učestalost promena staništa drevnih ljudi, uključujući raseljavanje naših predaka van Afrike, koje je počelo pre 125 hiljada godina, na Bliski Istok i Mediteran gde vlada vlažna suptropska klima.
