Terra. Căminul a 7,4 miliarde de oameni și 1,7 milioane de specii. Între noi și spațiul cosmic, nicio barieră. Doar ATMOSFERA. Nu este prea mult aer. Comparativ cu dimensiunile globului, atmosfera este foarte subțire. De aceea, tot ceea ce se întâmplă pe Pământ o afectează în mod dramatic.
O furtună de nisip se produce în Sahara, dar particulele de praf sunt transportate la mii de metri altitudine și ajung până în România. Un vulcan mic erupe in Islanda și cenușa traversează Europa, bulversând traficul aerian. Erupția vulcanului Pinatubo din Filipine in iunie 1991 a determinat scăderea temperaturii globale cu 0,4 până la 0,5 grade Celsius în următorii doi ani, ploi acide, inundații de-a lungul râului Mississippi și secetă în regiunea africană Sahel.
Peste fenomenele naturale, pe care omenirea încă nu le controlează, se suprapun efectele activităților umane. Conducem mașini, aruncăm dioxid de carbon și alte gaze pe țevile de eșapament. Folosim frigidere, chimicale, aparate electronice. Centralele electrice dispersează tot felul de poluanți.
Toate acestea ajung în atmosferă. Nu dispar, ci se amestecă în aer. Uneori sunt transportate până la distanțe de mii de kilometri. Efectele pe care le au nu sunt doar imediate și directe, de exemplu calitatea aerului pe care îl respirăm, ci și indirecte, pe termen lung, prin modificarea energiei primite de la soare. Cantitatea și calitatea radiației solare care ajunge la Pământ depind direct de tipul și concentrația acestor constituenți care absorb și împrăștie diferit lumina.
Deși nu par semnificative la prima vedere, tocmai aceste contribuții pot aduce atmosfera Ia un dezechilibru definitiv, pentru că sunt în continuă creștere, pentru că se acumulează și depășesc puterea de regenerare naturală. Oamenii de știință privesc aceste lucruri și studiază schimbările și corelațiile dintre ele.
Am început să înțelegem unde se modifică atmosfera, cum se modifică și care sunt cauzele. Factorii de decizie și mass-media afirmă deseori că știința climatului este foarte incertă. Ei sugerează că ar exista încă dezbateri pro și contra în lumea științifică privind influența pe care factorul uman o are asupra schimbărilor climatice. Dar nu este cazul.
Consensul științific este exprimat clar în rapoartele Panelului Interguvernamental pentru Schimbări Climatice (IPCC). Creat în 1998 de Organizația Meteorologică Mondială și de Programul pentru Mediu al Națiunilor Unite, IPCC elaborează scenarii pe baza datelor publicate de zeci de mii de cercetători din lume. Potrivit acestor scenarii, creșterea cea mai probabilă a mediei temperaturii globale va fi de 3 grade Celsius în următorii 100 de ani, cu condiția ca emisiile de gaze cu efect de seră să rămână la niveIul celor din anul 2000.
Trei grade nu par mult și, totuși, vor schimba lumea în mod dramatic: ghețarii vor dispărea aproape în totalitate; nivelul mărilor va fi cu 0,5 m mai ridicat, de exemplu coasta de est a SUA va fi înghițită complet de ape; pe glob, 100 de milioane de oameni se vor strămuta; un sfert din speciile de plante și animale vor dispărea; Asia și Africa vor fi expuse la secete prelungite, incendii și foamete; inundații grave vor răvăși Europa; uragane și tornade devastatoare vor spulbera zonele costiere.
Pentru a stabili cu precizie care este scenariul cel mai probabil, oamenii de știință trebuie mai întâi să înțeleagă în profunzime procesele care produc aceste schimbări, să culeagă date, să le analizeze, să încerce să imite în modele fizice procesele reale și apoi să le proiecteze în viitor. Structura extrem de complexă și dinamică a atmosferei nu poate fi, însă, cuprinsă în ecuații atât de ușor.
Rămân întotdeauna necunoscute care introduc erori. Pentru că nu discutăm doar de aerul din apropierea solului. Chiar dacă la prima vedere contează cel mai mult, fiindcă aici trăim și respirăm, multe dintre fenomenele care indirect ne afectează viața (ca de exemplu fenomenele meteorologice) se produc mult mai sus, la kilometri altitudine. Atmosfera este un sistem tridimensional în continuă schimbare.
De aceea, observarea intensă și pe termen lung a unei multitudini de parametri precum temperatura, umiditatea, concentrația de dioxid de carbon și metan, ozonul, vaporii de apă, particulele, câmpurile de vânt reprezintă în ziua de azi o preocupare importantă a agențiilor spatiale (NASA, ESA și JAXA), care colaborează în scopul lansării de noi misiuni spațiale pentru explorarea atmosferei, în aceeași măsură în care au în vedere misiuni pentru explorarea spațiului cosmic.
Seria de sateliți Sentinel, misiunile spațiale ADM-Aeolus sau EarthCARE sunt doar câteva dintre planurile Agenției Spatiale Europene de a „arunca o privire” asupra concentrațiilor de gaze emise în atmosferă de către industrie, precum și asupra aerosolilor și norilor care, deși par inofensivi la prima vedere, joacă un rol crucial în modificarea precipitațiilor.
Generație după generație, sateliții poartă la bord instrumente din ce în ce mai sofisticate, cu rezoluție din ce în ce mai mare, care să permită pe de o parte identificarea obiectivă a surselor de poluare (și deci respectarea principiului „poluatorul plătește”), iar pe de altă parte cuantificarea proprietăților fizice și optice ale compușilor atmosferici ce ponderează încălzirea mai lentă sau mai rapidă a climatului în viitor.
Orice tehnologie ajunsă în spațiu a fost mai întâi dezvoltată în laboratoarele de la sol. Mai mult, niciun instrument de observare de la bordul unui satelit nu poate avea puterea, stabilitatea și complexitatea unuia de la sol. Sateliții dispun de resurse limitate în ceea ce privește alimentarea cu energie, greutatea și spațiul disponibil. În plus, nu este nimeni acolo sus pentru a repara un instrument care nu mai funcționează cum trebuie. Așadar, orice misiune spațială de acest tip se bazează pe observațiile de la sol pentru verificare și validare, acestea fiind considerate de referință.
În acest capitol un rol important îl joacă observatoarele atmosferice, sau altfel spus stații de măsurare distribuite geografic și care operează de la sol echipamente de mare precizie, precum sisteme lidar și radar, fotometre, spectrometre sau radiometre de diverse tipuri. În Europa, un astfel de mare observator este ACTRIS (Aerosol, Clouds and Trace gases Research Infrastructure).
ACTRIS este organizată ca o federație de rețele naționale ce reunesc diverse facilități de top în domeniul cercetării atmosferei, precum și facilități centrale – Centrul de Date și cinci Centre de Calibrare – care coordonează și integrează activitățile infrastructurii. Valoarea infrastructurii ACTRlS în stadiul operațional este estimată la 450 de milioane de euro, cu o cifră de afaceri anuală de aproximativ 50 de milioane de euro.
România contribuie la ACTRIS prin:
- trei stații de observare multi-instrument în Măgurele (Institutul Național de Optoelectronică – INOE), Cluj-Napoca (Universitatea Babes Bolyai) și lași (Universitatea Alexandru loan Cuza), parte a Observatorului Atmosferic Român – RADO;
- două laboratoare specializate în cadrul Centrului de Calibrare Lidar (operate de INOE);
- platforma aeropurtată ATMOSLAB echipată cu instrumente specifice pentru studii atmosferice (operată de Institutul Național de Cercetări Aerospațiale Elie Carafoli);
- o cameră de simulare a proceselor fizico-chimice din atmosferă, parte a EUROCHAMP (operată de Universitatea Alexandru loan Cuza).
Mai mult, România deține, prin instituțiile implicate, o poziție de lider în cadrul infrastructurii ACTRIS: coordonează centrele de calibrare și centrul de date; operează un super-site unic în estul Europei (Măgurele Atmosphere and Radiation Site); operează singura platformă aeropurtată din ACTRIS.
Echipe de oameni tineri și entuziaști au făcut posibil ca, în numai zece ani, cercetarea românească din domeniu să ajungă de nivel mondial. Aceste echipe sunt implicate în proiecte de dezvoltare de tehnologie pentru observarea variabilelor climatice esențiale (Essential Climate Variables), campanii intensive sau pe termen lung de calibrare și validare a instrumentelor și produselor de date satelitare, dezvoltare de algoritmi și software pentru determinarea din date optice a unor parametri fizici și chimici privind compușii atmosferei, studii privind impactul acestor compuși asupra climatului, optimizarea modelelor de transport a poluanților și de prognoza prin asimilarea datelor observaționale, studii de evaluare a riscului și impactului. Cele mai multe dintre aceste activități sunt derulate în cadrul unor proiecte europene Horizon 2020 și contracte cu Agenția Spațială Europeană.
În cursul acestei călătorii fantastice către succes, noi, cei de la RADO, am învățat că pasiunea poate contrazice regulile probabilității. Astfel încât, celor care sunt încă sceptici, trebuie să le amintim că Terra este deocamdată singura noastră opțiune și că, drept urmare, nu ne permitem să nu facem nimic pentru a o păstra locuibilă.
