Blog

Kiedy w dyskursie publicznym pojawia się temat zapobieżenia zmianom klimatu, zwykle padają takie rozwiązania, jak zastosowanie na większą skalę odnawialnych źródeł energii, postawienie na elektromobilność albo ograniczanie emisji CO₂. Ale mało kto zastanawia się nad czymś znacznie bardziej podstawowym: skąd właściwie wiemy, że klimat rzeczywiście się zmienia i czy podejmowane działania naprawdę są skuteczne? Odpowiedź jest jasna, ale często pomijana – bez dokładnych i porównywalnych pomiarów nie da się efektywnie chronić klimatu.

Dlaczego to właśnie metrologia jest kluczowa dla polityki klimatycznej?

U podstaw polityki klimatycznej stoi metrologia – nauka o pomiarach. To ona odpowiada za to, żeby jeden stopień, jeden kilogram, jedno stężenie CO₂ oznaczało to samo, niezależnie od miejsca, czasu i użytego urządzenia. Dzięki temu dane klimatyczne z Polski, Francji czy Japonii są porównywalne i na ich podstawie można przygotowywać analizy obejmujące cały świat. Warto pamiętać, że próby przeciwdziałania zmianom klimatu zaczynają się od zaufania do danych. To metrologia zmniejsza niepewność pomiarową, ujawnia rzeczywiste trendy i pozwala odróżniać je od błędów, umożliwia porównywanie danych z różnych źródeł i weryfikuje efekty polityk klimatycznych. To właśnie dzięki porównywalnym pomiarom możemy z pełnym przekonaniem powiedzieć, że średnia globalna temperatura rośnie, że poziom CO₂ w atmosferze przekracza wartości sprzed epoki przemysłowej albo że lodowce topnieją szybciej niż kiedykolwiek w historii pomiarów.

Kto stoi na straży rzetelności pomiarów klimatu?

Istnieją międzynarodowe inicjatywy i sieci naukowe, które koordynują globalne pomiary
i standardy. Jedną z najważniejszych organizacji jest Global Climate Observing System (GCOS), współtworzony przez Światową Organizację Meteorologiczną (WMO), UNESCO, Program Środowiskowy ONZ i Międzynarodową Radę Nauki. GCOS określa tzw. Essential Climate Variables, czyli kluczowe zmienne klimatyczne, takie jak stężenie CO₂, temperatura powierzchni Ziemi, wysokość lodu morskiego czy wilgotność gleby, oraz rekomenduje metody ich pomiaru i monitorowania.

W praktyce oznacza to, że tysiące stacji, sensorów, satelitów i laboratoriów na całym świecie pracują według wspólnych, porównywalnych standardów, aby dostarczać spójne dane klimatyczne. Bez tak zorganizowanej współpracy nie mielibyśmy globalnych raportów o zmianach klimatu.

Metrologia w życiu codziennym – praktyczne przykłady

W rzeczywistości przeciwdziałanie zmianą klimatu opiera się na całym szeregu narzędzi pomiarowych, dostarczających wiarygodnych danych, są to:  

• Satelity obserwujące gazy cieplarniane: Nowoczesne satelity wyposażone są w spektroskopy, które potrafią zmierzyć stężenia CO₂ i metanu nad całym globem, ale tylko w takim przypadku, gdy ich instrumenty zostały skalibrowane względem międzynarodowych standardów metrologicznych.
• Czujniki wilgotności gleby oparte na neutronach: Zaawansowane instrumenty, wykorzystujące neutrony pochodzące z promieniowania kosmicznego, pozwalają mierzyć wilgotność gleby na dużych obszarach, co ma znaczenie dla cyklu wody i magazynowania węgla organicznego.
• Stacje pomiarowe radonu jako znaczniki transportu gazów: Radon, gaz naturalnie uwalniany z gleby, może służyć jako tracer w modelach transportu gazów cieplarnianych – pod warunkiem, że jego stężenie jest mierzone z niską niepewnością i powiązane z systemem jednostek SI.
• Przyrządy do pomiaru smogu i jakości powietrza: W wielu miastach Polski mieszkańcy są najbardziej zainteresowani, w kontekście troski o klimat, pomiarem poziomu smogu. W większości miejscowości działają certyfikowane stacje pomiarowe, które mierzą pył zawieszony PM10 i PM2.5 oraz gazy takie jak NO₂, SO₂ czy O₃. Te urządzenia są okresowo kalibrowane i walidowane metrologicznie, dzięki czemu wyniki są wiarygodne i mogą służyć do podejmowania decyzji przeciwdziałających zanieczyszczeniu powietrza. Walidacja metrologiczna gwarantuje, że powyżej wspomniane urządzenia, mierzą poprawnie i zgodnie z obowiązującymi standardami, a wyniki można porównywać między miastami i krajami, minimalizując błąd systematyczny.

W Polsce GUM jest instytucją odgrywającą kluczową rolę dla takiej walidacji, natomiast GIOŚ wykorzystuje urządzenia, które muszą być wcześniej metrologicznie sprawdzone i skalibrowane.

Podobnie działa sieć stacji meteorologicznych i klimatycznych, które dostarczają dane do obliczania tzw. normalnych klimatycznych, czyli uśrednionych warunków z ostatnich 30 lat – podstawy do oceny odchyleń i zmian klimatu.

Starania o czyste powietrze na świecie to standard

Dzięki precyzyjnym pomiarom jakości powietrza miasta na całym świecie mogą wprowadzać skuteczne polityki klimatyczne. Kiedy wiadomo, co, gdzie oraz z jakiego powodu zanieczyszcza powietrze, łatwiej jest działać mądrze, celnie i skutecznie, przy aprobacie mieszkańców.

Spójrzmy na Londyn. Wprowadzenie strefy ULEZ, ograniczającej wjazd najbardziej trujących pojazdów do centrum, nie pojawiło się nagle, ale zostało poprzedzone analizą danych z rozbudowanej sieci czujników, które pokazały skalę problemu. Efekty? Spadek stężenia dwutlenku azotu i wyraźnie czystsze powietrze.

Z kolei władze Pekinu, postanowiły na przeniesienie najbardziej trujących fabryk, poza duże skupiska ludzkie, wprowadzenie ostrzejszych normy dla aut oraz posadzenie zieleni. Wszystko to nie byłoby możliwe bez dokładnego monitoringu powietrza. Bo bez wiarygodnych baz danych trudno podejmować skuteczne decyzje. A dzięki nim udało się znacznie obniżyć poziom pyłu PM2.5 i poprawić jakość powietrza w stolicy Chin.

Również Indie pochyliły się nad problemem smogu. Ich Narodowy Program Czystego Powietrza (NCAP) zakłada redukcję zanieczyszczenia pyłami o 20–30% do 2024 roku. Klucz? Rozbudowa sieci pomiarowej, dzięki której każde miasto może opracować własny, dopasowany plan działania. Pierwsze efekty już widać.

Te przykłady pokazują jedno: zmiana zaczyna się od wiedzy. A wiedzę dają dobre pomiary.

Metrologia rzadko trafia na pierwsze strony gazet. Nie buduje farm wiatrowych ani nie sadzi drzew. Ale bez niej nie wiedzielibyśmy, czy klimat rzeczywiście się zmienia, jak szybko to następuje i czy podejmowane działania przynoszą realne efekty. To dzięki niej wiemy, gdzie posadzić drzewa, a gdzie należy wybudować wiatraki. W świecie, w którym przyszłość planujemy na podstawie danych, dokładny pomiar staje się jednym z najpotężniejszych narzędzi ochrony klimatu. A troska o sprzyjające warunki do życia to przejaw dbałości o zdrowie nasze i naszych najbliższych.

Tekst opracowany na podstawie:

Measurement approaches in climate action research - ScienceDirect

Metrology for Climate Action 2022

Metrology for climate action - ScienceDirect