Dolna atmosfera się ogrzewa, a stratosfera ochładza. To jeden z najmocniejszych dowodów na wpływ człowieka na globalne ocieplenie.
Ziemia coraz bardziej się nagrzewa, ale skąd wiadomo, iż odpowiada za to człowiek, a nie Słońce albo naturalne wahania klimatu? Naukowcy potrafią to rozpoznać po charakterystycznych zmianach zachodzących jednocześnie w atmosferze i oceanach. Nazywają je klimatycznymi odciskami palców.
Międzynarodowy zespół przeanalizował ponad 30 lat badań wykorzystujących tę metodę. Wnioski są jednoznaczne: sygnał działalności człowieka stał się tak wyraźny, iż naturalne procesy nie mogą samodzielnie wyjaśnić obserwowanych zmian. Szczególnie wymowny dowód znajduje się kilkanaście kilometrów nad naszymi głowami.
Atmosfera zachowuje się dokładnie tak, jak przewidziano to kilkadziesiąt lat temu
Najbardziej interesujący dowód na wpływ człowieka nie pochodzi wcale z termometrów ustawionych przy powierzchni Ziemi. Znajduje się znacznie wyżej, w warstwach atmosfery, których temperaturę od dziesięcioleci mierzą satelity i balony meteorologiczne.
Okazuje się, iż dolna część atmosfery, czyli troposfera, systematycznie się ogrzewa. Tymczasem położona nad nią stratosfera wykazuje długoterminowy trend ochładzania. To pozornie sprzeczne zachowanie jest jednym z najważniejszych śladów rosnącego stężenia gazów cieplarnianych.
Mechanizm przewidzieli już w 1967 r. Syukuro Manabe i Richard Wetherald. W swoich modelach zwiększali ilość dwutlenku węgla w atmosferze i sprawdzali, jak zmienia się rozkład temperatur. Wynik wskazywał na ocieplanie troposfery i jednoczesne ochładzanie stratosfery.
Dzieje się tak dlatego, iż dodatkowy dwutlenek węgla utrudnia oddawanie energii z niższych warstw atmosfery w kosmos, a w stratosferze zwiększa skuteczność wypromieniowywania energii. Na temperaturę tej drugiej warstwy wpływa również stan ozonu, którego ubytek także przyczyniał się do ochładzania. Późniejsze obserwacje potwierdziły przewidywany układ zmian. Co ważne, samo zwiększenie ilości energii docierającej ze Słońca nie pozwala wyjaśnić takiego wzorca w całej atmosferze.
Naukowcy potrafią odróżnić wpływ człowieka od natury
Metoda wykorzystywana przez klimatologów nosi nazwę climate fingerprinting, czyli identyfikowania klimatycznych odcisków palców. Jej podstawą jest założenie, iż różne czynniki wpływające na klimat pozostawiają odmienne wzorce zmian.
Rosnące stężenie gazów cieplarnianych, zmienność aktywności słonecznej, erupcje wulkaniczne czy naturalna cyrkulacja oceaniczna nie oddziałują na Ziemię w identyczny sposób.
Naukowcy wykorzystują modele klimatyczne do przewidywania, jak powinien wyglądać świat pod wpływem poszczególnych czynników. Następnie porównują takie symulacje z rzeczywistymi pomiarami temperatury, wilgotności, opadów i innych adekwatności atmosfery oraz oceanów. W opublikowanym badaniu zespół kierowany przez Benjamina Santera z Uniwersytetu Wschodniej Anglii podsumował rozwój tych metod na przestrzeni ponad 3 dekad.
Wyniki pokazują, iż sygnały przypisywane działalności człowieka występują w wielu niezależnie mierzonych elementach systemu klimatycznego. Ich podobieństwo do przewidywań modeli jest zbyt duże, aby można było wyjaśnić je wyłącznie przypadkowymi wahaniami.
Słońce wpływa na klimat, ale nie wyjaśnia tego ocieplenia
Aktywność naszej gwiazdy rzeczywiście oddziałuje na Ziemię. Zmiany ilości docierającego promieniowania oraz zjawiska zachodzące w otoczeniu planety mogą wpływać na atmosferę i niektóre procesy pogodowe.
Na Spider’s Web opisywaliśmy wcześniej badania sugerujące związek między silnymi burzami geomagnetycznymi a zmianami opadów w Ameryce Północnej. Badacze szukali tam mechanizmu, poprzez który zaburzenia z górnych warstw atmosfery mogłyby wpływać na pogodę bliżej powierzchni Ziemi. Nie należy jednak mylić takich oddziaływań z przyczyną współczesnego globalnego ocieplenia.
Najnowszy przegląd pokazuje, iż naukowcy od dawna uwzględniają zmiany aktywności Słońca w swoich modelach. Podobnie traktują wpływ wulkanów oraz naturalne cykle występujące w oceanach. Żaden z tych czynników, rozpatrywany bez wpływu człowieka, nie potrafi odtworzyć pełnego obrazu zmian obserwowanych przez ostatnie dziesięciolecia. Szczególnie istotna jest ich skala i trwałość. Naturalne zjawiska mogą przejściowo ochładzać lub ogrzewać określone regiony, podczas gdy sygnał związany z emisjami gazów cieplarnianych utrzymuje się przez dekady i występuje na całym świecie.
Oceany również zdradzają działalność człowieka
Atmosfera to tak naprawdę tylko część całości. Kolejne dowody znajdują się w oceanach, które pochłaniają ogromną część dodatkowej energii gromadzonej w ziemskim systemie klimatycznym.
Badacze zwracają uwagę na jednoczesne ogrzewanie się górnych warstw wody we wszystkich głównych basenach oceanicznych od około 1960 r. Naturalne zmiany cyrkulacji mogą sprawić, iż jeden ocean przez pewien czas będzie się nagrzewał, podczas gdy inny pozostanie chłodniejszy. Znacznie trudniej wyjaśnić nimi długotrwały wzrost ilości ciepła w skali całego świata. Nie oznacza to, iż temperatura rośnie równomiernie w każdym miejscu.
W lutym analizowaliśmy zagadkę ochładzających się obszarów Pacyfiku i Oceanu Południowego. Nowsze modele pokazały, jak lokalne wiry oceaniczne i zachmurzenie mogą prowadzić do powstawania chłodniejszych regionów pomimo globalnego wzrostu temperatur.
Takie zjawiska nie podważają ocieplenia, ale pokazują, jak złożona jest odpowiedź poszczególnych części planety. Podobnie niedawne badania relacji między Pacyfikiem a Oceanem Indyjskim wykazały, iż antropogeniczne ocieplenie zaczyna zmieniać zależności utrzymujące się przez setki lat. Dla klimatologów właśnie połączenie tak różnych obserwacji stanowi jeden z najmocniejszych argumentów. Ten sam czynnik pozostawia rozpoznawalne ślady zarówno wysoko nad Ziemią, jak i pod powierzchnią oceanów.
Dlaczego dowody są dziś mocniejsze niż kilkanaście lat temu?
Autorzy najnowszego opracowania poświęcili szczególną uwagę postępom nauki od 2009 r. Wtedy to amerykańska Agencja Ochrony Środowiska, czyli EPA, uznała, iż emisje gazów cieplarnianych zagrażają zdrowiu i dobrostanowi mieszkańców Stanów Zjednoczonych.
Od tego czasu klimatolodzy uzyskali 17 dodatkowych lat obserwacji. Dysponują dokładniejszymi danymi satelitarnymi, lepszymi pomiarami oceanów oraz znacznie większymi możliwościami prowadzenia symulacji komputerowych.
Ważna jest także możliwość wielokrotnego uruchamiania modeli z nieznacznie zmienionymi warunkami początkowymi. Dzięki temu można oszacować, jak bardzo klimat mógłby się zmieniać w sposób naturalny, choćby gdyby nie zwiększano stężenia gazów cieplarnianych. Tymczasem 10 najcieplejszych lat w historii współczesnych pomiarów globalnej temperatury przypadło na okres po 2009 r. Wraz z postępującym ociepleniem sygnał działalności człowieka stawał się coraz wyraźniejszy na tle naturalnych wahań.
Nie jest to zatem pojedyncze nowe odkrycie, które nagle zmieniło naszą dotychczasową wiedzę. To podsumowanie wielu niezależnych badań, które przez kolejne dekady konsekwentnie prowadziły do podobnych wniosków.
Badanie jest również odpowiedzią na spór w Stanach Zjednoczonych
W lipcu 2025 r. amerykański Departament Energii opublikował raport podważający część ustaleń dotyczących wpływu człowieka na klimat, w tym wiarygodność metod identyfikowania jego odcisków palców. Santer i współautorzy wskazują, iż dokument pomijał liczne osiągnięcia naukowe i przedstawiał nieprawidłowe interpretacje danych. W osobnych analizach wykazywali m.in. błędy dotyczące zmian temperatury stratosfery.
12 lutego 2026 r. EPA oficjalnie wycofała ustalenie z 2009 r., stanowiące podstawę regulowania emisji gazów cieplarnianych przez pojazdy silnikowe w Stanach Zjednoczonych. Agencja uzasadniała swoją decyzję przede wszystkim interpretacją zakresu uprawnień wynikających z amerykańskiego prawa.
Nie oznacza to jednak, iż wraz ze zmianą przepisów zmieniły się wyniki pomiarów atmosfery i oceanów. Badacze podkreślają, iż ich wnioski opierają się na fizyce, obserwacjach i porównaniach modeli. Zmiana decyzji administracyjnej nie usuwa dowodów na wpływ gazów cieplarnianych.
Człowiek zmienia już nie tylko temperaturę, ale też ryzyko katastrof
Postęp nauki pozwala dzisiaj odpowiedzieć na pytanie, jak bardzo działalność człowieka zwiększyła prawdopodobieństwo konkretnego zjawiska ekstremalnego. Klimatolodzy wykorzystują metody atrybucji, porównując dzisiejszy świat z symulacjami warunków, w których nie doszło do antropogenicznego ocieplenia. Pozwala to oszacować wpływ emisji na częstotliwość i intensywność określonych zdarzeń.
Najlepiej udokumentowane są wyniki dotyczące fal upałów. W przypadku intensywnych opadów zależności bywają bardziej złożone i różnią się między regionami. Nie można więc automatycznie przypisywać człowiekowi każdej powodzi, suszy czy burzy.
Zobacz także:
Nowe opracowanie pokazuje jednak, iż nauka potrafi coraz dokładniej określać, jak zmiana klimatu wpływa na prawdopodobieństwo wystąpienia niebezpiecznych warunków. Najważniejszy wniosek z ponad 30 lat badań jest jednoznaczny. Nie chodzi wyłącznie o to, iż średnia temperatura Ziemi rośnie, ale o sposób, w jaki zmienia się cały system klimatyczny.
Troposfera się ogrzewa, stratosfera ochładza, oceany magazynują coraz więcej ciepła, a rozkład temperatur na świecie układa się w charakterystyczny wzór. Wszystkie te ślady prowadzą do wspólnej przyczyny: rosnącej koncentracji gazów cieplarnianych związanej przede wszystkim z działalnością człowieka.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
