Κλιματική Αλλαγή: Φυσικός Κύκλος ή Ανθρωπογενής Παρέμβαση; Μια Μαθηματική Προσέγγιση

Μια Μαθηματική Προσέγγιση

Η μέση παγκόσμια θερμοκρασία μπορεί να προσεγγιστεί ως συνάρτηση του χρόνου:

$$T(t) = T_0 + \Delta T_{\text{φυσικό}}(t) + \Delta T_{\text{ανθρωπογενές}}(t) + \epsilon(t)$$

Όπου:

• $T_0$: Η βασική θερμοκρασία πριν από τη Βιομηχανική Επανάσταση (~14°C).
• $\Delta T_{\text{φυσικό}}(t)$: Μεταβολές λόγω φυσικών κύκλων (Milankovitch, ηλιακή δραστηριότητα, ηφαίστεια).
• $\Delta T_{\text{ανθρωπογενές}}(t)$: Μεταβολές λόγω ανθρώπινων δραστηριοτήτων (εκπομπές CO₂, CH₄).
• $\epsilon(t)$: Τυχαίος στοχαστικός θόρυβος.

🔁 Φυσικές Κλιματικές Διακυμάνσεις

Οι φυσικοί κύκλοι προσεγγίζονται μέσω ημιτονοειδών συναρτήσεων:

$$\Delta T_{\text{φυσικό}}(t) = A_1 \cos\left(\frac{2\pi}{P_1} t\right) + A_2 \cos\left(\frac{2\pi}{P_2} t\right) + A_3 \cos\left(\frac{2\pi}{P_3} t\right)$$

Με:

• $P_1 \approx 100{,}000$ έτη (εκκεντρότητα τροχιάς — κύκλοι Milankovitch),
• $P_2 \approx 41{,}000$ έτη (μεταβολή της κλίσης του άξονα),
• $P_3 \approx 11$ έτη (ηλιακός κύκλος).

Οι τιμές των $A_1$, $A_2$, $A_3$ είναι μικρές (0.1–1°C) και εξελίσσονται σε χιλιετίες.

🏭 Ανθρωπογενής Επίδραση

Η επίδραση από τα αέρια του θερμοκηπίου (κυρίως CO₂) μοντελοποιείται ως:

$$\Delta T_{\text{ανθρωπογενές}}(t) = \alpha \ln\left(\frac{C(t)}{C_0}\right)$$

Όπου:

• $C(t)$ είναι η συγκέντρωση CO₂ τη χρονική στιγμή $t$,
• $C_0 = 280$ ppm είναι η συγκέντρωση CO₂ πριν από τη Βιομηχανική Επανάσταση,
• $\alpha \approx 5.35$ είναι εμπειρική παράμετρος (σε W/m²).

Για το 2023, με $C(t) \approx 420$ ppm:

$$\Delta T_{\text{ανθρωπογενές}}(2023) \approx 5.35 \ln\left(\frac{420}{280}\right) \approx 1.2^\circ C$$

🧠 Συμπέρασμα

Οι φυσικοί κλιματικοί κύκλοι προκαλούν διακυμάνσεις της τάξης 0.1–1°C ανά χιλιετία. Αντίθετα, η ανθρωπογενής αύξηση της θερμοκρασίας αγγίζει τα 1.2°C μέσα σε 150 χρόνια.

Η ταχύτητα και η ένταση της θέρμανσης δεν μπορούν να εξηγηθούν μόνο από φυσικές αιτίες. Η μαθηματική ανάλυση ενισχύει την άποψη ότι η ανθρωπογενής παρέμβαση αποτελεί τον κυρίαρχο παράγοντα της σύγχρονης κλιματικής αλλαγής.