Vlivy Změn Klimatu na Oceánské Proudění

Dnešní den je nejen dnem, kdy slaví svátek Medard spojený s jednou z nejznámějších pranostik o počasí, ale rovněž světovým dnem oceánů. Má upozornit na význam oceánů pro život na Zemi. Nedílná a podstatná část tohoto významu přitom spočívá i ve vlivu moří na počasí a na klima.

Ostatně koloběh vody je téma, kterému se věnuje pozornost už na základní škole. Oceány jsou totiž hlavním zdrojem vlhkosti pro atmosféru, která se do ní dostává výparem z mořské hladiny. Kondenzací této vlhkosti se tvoří oblaky a životně důležité srážky, které pak vypadávají i na pevninách, odkud se pak řekami vrací voda do moří.

Velmi důležité pro utváření počasí je ale i funkce oceánů jako obrovských zdrojů tepla (v zimním období), resp. propadů tepla (v letním období). Kvůli vysoké tepelné kapacitě vody se totiž teplota oceánů mění v průběhu roku podstatně pomaleji než teplota vzduchu. Proto oceány podstatným způsobem modifikují podmínky počasí ve vzduchových hmotách, které nad oceány proudí - tím taky stabilizují klima na naší planetě.

Největší význam mají moře pro charakter počasí na pobřežích, ale i pro nás ve střední Evropě je vliv Atlantiku a ostatních moří kolem Evropy mimořádný. V zimní polovině roku znamená proudění z nezamrzlých moří pro nás v Česku relativně vysoké teploty (a to i při proudění od severozápadu), případně výrazných oblev (proudí-li k nám vzduch od jihozápadu). V letní polovině roku se poměry obracejí, západní oceánské proudění tak bývá příčinou teplotně podprůměrných dní (letošní květen budiž názorným příkladem), zatímco při východním proudění z pevniny bývá i o 10 stupňů tepleji (alespoň přes den).

Oceány jsou tedy zdrojem vlhkosti a tepla. Dvou zásadních přísad pro rozvoj tlakových níží v atmosféře - proto jsme právě nad oceány svědky vývoje těch nejhlubších cyklón, čemuž často napomáhá i příliv studeného vzduch od severu nad teplou vodu, kdy se ještě zvýší teplotní kontrast. Ostatně nejsilnější větrné bouře přinesly do Česka tlakové níže, které postupovaly z Atlantského oceánu - například Kyrill nebo Emma. A bez teplé mořské vody by nevznikly ani cyklony v tropických oblastech.

Čtěte také: Zemědělství a životní prostředí

Tyto přirozené vlivy se v posledních desetiletích začínají kombinovat s dopady změny klimatu. Ty se projevují především na zvyšující se teplotě vody v oceánech a mořích. Ostatně oceány pohltí většinu tepla z atmosféry vzniklého kvůli sílícímu skleníkovému efektu (asi 90 procent za posledních 50 let!). Pro představu, o jak velká množství energie jde, uveďme, že svrchní 700metrová vrstva vody za posledních 30 let absorbovala téměř 20 miliard terrajoulů. To odpovídá asi 340násobku celosvětové roční spotřeby elektřiny!

Toto teplo se ale projevuje zvýšením hladiny moří, která roste v průměru o 3,3 mm za rok, přičemž tento nárůst za v posledních 40 letech zrychluje. Z hlediska počasí znamená teplejší vodní hladina moří více energie pro dění v atmosféře - například silnější tropické cyklóny (viz například loňský rok se silnými hurikány Eta a Jóta, které vznikly nad mimořádně teplým Karibikem), ale i hlubší cyklóny se silnějším větrem a intenzivnějšími srážkami v našich zeměpisných šířkách.

V neposlední řadě je důležitá i schopnost oceánů absorbovat oxid uhličitý z atmosféry. Od nástupu průmyslové revoluce se v oceánech rozpustilo na 140 miliard tun oxidu uhličitého (většina lidmi do atmosféry uvolněného CO2), což způsobilo snížení pH mořské vody, tedy nárůst její kyselosti. V kombinaci s rostoucí teplotou to už vedlo ke zničení zhruba 50 procent všech korálových útesů (kyselejší voda totiž narušuje schránky korálů). Se současným tempem produkce skleníkových plynů a míry oteplování přežije polovinu století nejvýše 20 až 30 procent útesů.

Oceánské proudy ovlivňují teplotu oblastí, kterými procházejí. Můžeme říci, že teplé proudy cestující podél mírnějších pobřeží zvyšují teplotu oblasti zahříváním mořského vánku, který nad nimi fouká. Jedním z takových proudů je například nejznámější Golfský proud, díky němuž je severozápadní Evropa mnohem mírnější než kterýkoli jiný region se stejnou šířkou. Oceánské proudy jsou primárně poháněny větry a hustotou mořské vody, i když je ovlivňuje mnoho dalších faktorů, jako jsou tvar a konfigurace oceánské pánve, kterou protékají.

Dva základní typy proudů - povrchové a hlubinné - pomáhají definovat charakter a tok oceánských vod po celé planetě. Pozemské klima a každodenní počasí vytváří a ovlivňuje několik klíčových faktorů, přičemž jedním z nich je zemská rotace a z ní plynoucí efekt Coriolisovy síly. Právě působením této síly se nám na severní a jižní polokouli opačné stáčejí cyklóny a anticyklóny a také mořské proudy.

Čtěte také: Příklady antropogenních vlivů

Oceánský proud je kontinuální, směřuje pohyb mořské vody vytvořené řadou sil působících na vodu, včetně větru, do Coriolisova efektu, způsobuje lámání vln i teplotní a slanostní rozdíly vody. Hloubkové obrysy, konfigurace a reliéf pobřeží a interakce s jinými proudy ovlivňují zase směr a sílu proudění.

Oceánské proudy jsou především horizontální pohyby vody; proudí na velké vzdálenosti a společně vytvářejí globální dopravní pás, který hraje dominantní roli při určování klimatu mnoha oblastí Země.

Pokud vím, tak průběh zimy v našich zeměpisných šířkách určují vpády ARKTICKÉHO vzduchu, resp. kontinentální (sibiřská) tlaková výše. Nikdo asi nebude popírat význam hlubokomořských (chladných) proudů, ale El Nińo způsobuje oteplování, nikoliv ochlazování. A výměna tepla mezi (nahřátým) vzduchem z obnažené pevniny a ochlazovací efekt moře jsou elementární fyzikální jev.

Vliv Změn Klimatu na Oceánské Proudy

Pod pojmem oceánské klima si můžeme představit přesuny velkých mas vody o různých teplotách - oceánské proudy. Odklon či narušení některého důležitého proudu by znamenalo extrémní dopady na klima nejen v jedné oblasti, kterou například daný proud prochází, ale na klima celé planety. Oceánské klima má silný vliv na klima kontinentální.

Oceány jsou velkými zásobárnami vody, v nich končí veškerá voda svedená vodními toky, podzemím a nebo voda srážková padající přímo do nich. Odtud dochází dle daných podmínek k vypařování vody, zajisté při teplejší vodě se vypařuje více vody a vzniká více oblaků. Proto při teplotách vody v oceánech na 26°C a vyšších vznikají mohutné oblačné systémy, které mohou způsobit i značné škody a jedná se o hurikány a tropické bouře. Zde začíná tzv. koloběh vody na Zemi.

Čtěte také: CO₂: Nejen hrozba, ale i benefit

Oceány hodně intenzivně ovlivňují počasí nejen v blízkosti nich, ale i nad dosti vzdálenými pevninami, kam dopraví pomocí proudění v atmosféře vypařenou vodu. Oceány udržují teplo, což je velmi důležité pro podnebí a díky tomu existují dvě rozdílné podnebné typy a to oceánské a kontinentální klima. Přímořské oblasti mají vlhčí s menšími rozdíly v teplotách a naopak, o tom budou hovořit další články seznamující čtenáře podrobně s klimatem v jednotlivých částech Země.

Oceán má i přes rovnoměrný příjem energie ze Slunce podél rovnoběžek různou teplotu. Oceány jsou neobyčejně živé, soustřeďuje se zde totiž 90% vodních živočichů a obojživelníků. Některá fauna potřebuje ke svému životu vodu teplejší, jiná je přizpůsobena pro změnu vodě studené a žije pouze v těchto oblastech se studenými proudy či přímo s věčnými ledovci.

Podobně jako pevninské klima, můžeme rozdělit oceánské klima do různých pásů. Na Zemi existují 3 takové pásy a jedná se o polární pás = severní a jižní polární kruh s nejnižšími teplotami, dále o střední mírný a tropický pás s teplotami vody nad 20°C, zajisté v tropickém pásu s nejvyššími teplotami a to kolem 25-26°C, při nichž dochází k významnému výparu vody z oceánu. Vlivem globálního oteplování bude docházet k dalšími zvyšování teploty oceánských vod a tím pádem k intenzivnění tohoto jevu a v případě dosažení vhodných teplot pro vznik hurikánů v oblastech, kde tomu tak dosud nebylo, dojde v těchto oblastech též i k výskytu těchto bouří.

Oceánské proudy mají obrovský vliv na klima v různých částech Světa. Jedná se o obrovské masy vody o různých teplotách, které jsou prostřednictvím proudů přesouvány na obrovské vzdálenosti a ovlivňují značně klima v oblastech, jimiž postupují a do nichž postupují a přinášejí vodu o určitých teplotních vlastnostech. Proudy pohání cirkulace vzduchu s vlivem teploty vzduchu a slanosti vody (salinity). Jsou to obrovské dopravníky, neboť přenášejí teplo v podobě obrovských mas vody po celé Zemi. Tím dochází k obrovské výměně energie v různých oblastech a v udržování rovnováhy klimatického systému.

Proudy mají zásadní roli v zemském klimatu, neboť přepravují obrovské masy vod různých fyzikálních vlastností. Jedná se o třetí nejvýznamnější cirkulační prvek na Zemi. Prvním je tryskové proudění ve výškách 8-16km nad zemským povrchem, druhý jsou vodní proud ať už povrchové nebo ty, které se vyskytují ve velkých hloubkách a mezi nimi v blízkosti povrchu země se vyskytuje dílčí proudění, které přepravuje menší části vzduchových hmot různých vlastností a to mezi pevninou a oceány nebo různými pevninami.

Nejmohutnější proud severní polokoule Země je velmi důležitým teplým proudem. Tento proud přenese až 135 miliard litrů vody za vteřinu. Tento a další teplé proudy (viz dále) zvyšují teplotu a vlhkost v oblastech, kde by běžně vládlo polární klima. I Evropa vděčí golfskému proudu za teplejší klima zejména v teplé části roku a za pravidelné srážky rozložené po celý rok.

Studený Západoaustralský proud se u západní Austrálie mění na severní a otepluje se v situaci, kdy se stáčí naproti teplému Monzunovému proudu zpět k západu směrem k východní části jižního Afriky, kde se stáčí zpět k východu a ochlazuje. Studený Humboldtův proud se vyskytuje u západního pobřeží Jižní Ameriky a směřuje k severu, kde se stáčí k západu a otepluje se, čímž se mění na Jižní rovníkový proud. Proud Benguelský je tzv. Jeho odbočkou je u východního pobřeží Jižní Ameriky teplý Brazilský proud. Odbočka Kalifornského proudu do proudu Severního rovníkového, což jsou teplé proudy, je studeným proudem. Podobně proud odbočující u Evropy na východě Atlantiku směrem k J/JZ je studený, ohřívá se až napojením na teplý kanárský proud, který teče dále až do mexického zálivu.

Zpomalení Golfského proudu a Atlantická Meridionální Cirkulace (AMOC)

Systém Golfského proudu, který dalekosáhle ovlivňuje klima na planetě, zpomalil na nejnižší rychlost za poslední tisíciletí. Ve dvou nových studiích k tomuto závěru dospěli vědci, podle jejichž měření oceánský proud, který přináší teplou vodu k Evropě, zeslábl vinou globálního oteplování více než se předpokládalo.

V odborném magazínu Nature Geoscience odborníci zveřejnili studii založenou na měření teplot a pohybu sedimentů, z níž vyplývá, že takzvaná Atlantická jižní cirkulace (AMOC) výrazně zpomalila. "Velmi pravděpodobně je to způsobeno emisemi skleníkových plynů, protože pro zpomalení jiné přesvědčivé vysvětlení neexistuje," tvrdí Stefan Rahmstorf, jeden z autorů studie z Institutu pro zkoumání změn klimatu v německé Postupimi.

Golfský proud je oceánské proudění, které unáší teplou vodu z tropů podél východního pobřeží severoamerického kontinentu. Za poslední století proud zpomalil o 15 procent a podle Rahmstorfa už tím citelně ovlivňuje vzorce počasí, například v jižní Evropě jsou kvůli tomu častější vlny extrémních veder. Právě proto považuje Rahmstorf zjištění za znepokojivá.

Jedním z důvodů, proč atlantický systém proudění zpomaluje, je tání ledu v Grónsku, kde se do oceánu dostává obrovské množství chladné sladké vody, která ovlivňuje proces zanořování proudu ke dnu. Britský oceánograf Andrew Meijers, který se na výzkumu nepodílel, má za to, že studie "odhaluje, že před érou změn klimatu způsobených lidskou činností bylo atlantické proudění relativně stabilní a silnější než je nyní".

Jiní vědci ale dál zdůrazňují, že ohledně toho, jak Golfský proud ovlivňuje počasí v Evropě, stále panuje velká nejistota. Jiný výzkum zveřejněný v časopise PLAS tvrdí, že tempo globálního oteplování se zvyšuje, což může Golfský proud zcela zastavit. "Stále se vede široká debata o tom, zda bod zvratu v atlantickém proudění už je na spadnutí," řekl Lohmann.

Zatímco se Arktida údajně otepluje čtyřikrát rychleji než zbytek planety, vědci objevili nečekaný přírodní mechanismus, který by mohl toto extrémní oteplování částečně brzdit. Klíčovou roli v něm hraje ochabující systém mořských proudů v Atlantském oceánu. Systém mořských proudů v Atlantském oceánu - Atlantická meridionální cirkulace (AMOC) -, jehož nejvýraznější součástí je Golfský proud, představuje obrovský výměník, který přenáší teplo z tropů směrem k severnímu pólu. V posledních desetiletích však vědci pozorují postupné zpomalování této cirkulace.

"Očekáváme, že AMOC se bude v průběhu 21. století dále zpomalovat," uvádí studie publikovaná v prestižním časopise PNAS. Výzkumný tým využil počítačové klimatické modely ke srovnání dvou scénářů - jeden počítal se zpomalenou cirkulací, druhý předpokládal její zachování na současné úrovni. Výsledky ukázaly, že zpomalení oceánských proudů by mohlo do konce století snížit oteplování Arktidy až o 2 °C.

Hlavním důvodem tohoto ochlazujícího efektu je vliv na mořský led. Když se oceánské proudy zpomalí, přenášejí méně teplé vody do arktické oblasti. To pomáhá zachovat větší množství mořského ledu, který díky své bílé barvě odráží sluneční záření zpět do vesmíru. "Zjistili jsme, že oslabený AMOC může zmírnit roční průměrné oteplování Arktidy o 2 °C do konce století," shrnují autoři studie.

Tento efekt je zvláště výrazný v oblasti jižně od Grónska, kde může být ochlazení až o 5 °C. Je to způsobeno tím, že zde dochází k největšímu poklesu přenosu tepla oceánskými proudy. Ochlazující efekt se navíc v průběhu roku mění. Největší vliv má během chladných měsíců od prosince do března. V létě je efekt menší, protože tehdy hraje největší roli přímé sluneční záření a jeho odraz od ledových ploch.

"Zpomalený AMOC a jeho související změny v přenosu tepla oceánem vedou ke zvýšenému pohlcování tepla oceánem a ochlazování povrchu," vysvětlují vědci v publikaci. Oceán v podstatě funguje jako obrovský zásobník tepla, který může teplo buď přijímat, nebo vydávat do atmosféry.

Oceány však hrají stejně důležitou, ne-li důležitější roli. Fungují jako obrovský termostat naší planety - dokáží pohltit ohromné množství tepla a postupně ho uvolňovat. Zpomalení oceánských proudů proto může mít dalekosáhlé důsledky. "Arktické zesílení, tedy neproporcionální oteplování Arktidy ve srovnání s globálním průměrem, má dalekosáhlé účinky na povětrnostní vzorce, ekosystémy a uhlíkový cyklus," zdůrazňují autoří význam svého zjištění.

Každý mechanismus, který může toto zesílené oteplování zmírnit, je proto důležitý pro pochopení budoucích klimatických změn. Když se zpomalí oceánské proudy, změní se nejen přenos tepla, ale i vlhkosti a další charakteristiky atmosféry. Zpomalení AMOC ovlivňuje i tvorbu oblačnosti nad severním Atlantikem.

V oblasti takzvané "severoatlantické díry" - regionu jižně od Grónska - se při zpomalení proudění zvyšuje množství nízké oblačnosti. Ta následně funguje jako další faktor ovlivňující místní teploty. Oblaky totiž mohou buď odrážet sluneční záření zpět do vesmíru (ochlazující efekt), nebo zadržovat teplo vyzařované ze zemského povrchu (oteplující efekt).

Prostřednictvím atmosférické a oceánské cirkulace se změny přenášejí do nižších zeměpisných šířek. Mohou ovlivnit jet stream (tryskové proudění) - silné větry ve výšce několika kilometrů, které významně ovlivňují počasí v mírném pásmu. Zpomalení Golfského proudu a celého systému AMOC bude mít pravděpodobně významný vliv na evropské počasí, ale přesný rozsah a charakter těchto změn zůstává předmětem výzkumu.

Studie naznačuje, že nejvýraznější ochlazení (až o 5 °C) lze očekávat v oblasti jižně od Grónska. To by mohlo ovlivnit atmosférickou cirkulaci nad severním Atlantikem včetně drah tlakových níží, které přinášejí počasí do Evropy. Změny v přenosu tepla a vlhkosti by mohly ovlivnit také srážkové vzorce nad evropským kontinentem.

Vědce už dlouho zneklidňuje záhadná oblast Atlantiku jižně od Grónska, která po celou tu dobu, na rozdíl od okolních vod, odolává postupujícímu oteplování. Teplota mořské vody se tam za poslední století nezvýšila, spíše naopak. Vysvětlení této záhady nedávno nabídl vědecký tým Kalifornské univerzity v Riverside, jejichž výzkum zveřejnil odborný časopis Communications Earth & Environment.

Wei Liu a Kai-Yuan Li jsou přesvědčeni, že nejlepším vysvětlením, které zahrnuje pozorované vlastnosti mořské vody v této části Atlantiku, je zpomalování zmíněné Atlantické meridionální cirkulace. Když tento ohromný výměník, který přepravuje teplou a slanou vodu z tropů na sever Atlantiku zpomalí, znamená to, že se na sever dostává méně tepla. V oblasti jižně od Grónska se pokles množství tepla projevuje v největší míře.

Liu a Li své závěry stavějí na analýze klimatických dat sesbíraných během posledního století, spolu s přímým pozorováním proudění AMOC, které je k dispozici zhruba za posledních 20 let. Badatelé rekonstruovali změny v systému mořské proudění a pak je porovnali s téměř 100 různými klimatickými modely.

Vědci dospěli k jednoznačnému závěru, že pozorované ochlazení na jihu Grónska může vysvětlit jedině oslabení mořského proudění AMOC, které v této oblasti způsobuje ochlazování oceánu. Tento proces může mít dalekosáhlé důsledky.

Klimatická změna ale oceánské proudy zpomaluje. Zmíněná „brzda“ je silnější, než ukazovala většina dřívějších klimatických modelů. Přímé údaje o síle AMOC jsou zaznamenávány teprve od roku 2004. Zavedením těchto dat do statistického modelu vědci změřili klesající sílu a odolnost oceánského proudu.

Pokud by ke kolapsu opravdu došlo, mělo by to velké důsledky. Ne ale na celou Evropu, nýbrž jen na některé její části. „Mělo by to hluboké dopady na Grónsko a Norské moře. Pravděpodobně by došlo k ochlazení v oblasti, která by se jinak nyní oteplovala. Pokud by se AMOC zhroutila - ale neexistují pro to žádné přímé důkazy - byl by to pro tuto oblast vážný problém. Golfský proud dosud přenášel teplo, uhlík a živiny z tropických oblastí směrem k polárnímu kruhu. Pokud se zastaví, dopady ponese nejen evropské pobřeží, ale celý svět.

Vliv Zpomalení Antarktického Cirkumpolárního Proudu

Antarktický cirkumpolární proud kvůli tání ledu na Antarktidě zpomaluje. Dopady mohou být poměrně zásadní - na zvyšování hladiny moří, oteplování oceánů a životaschopnost mořských ekosystémů.

Antarktické proudění navíc funguje jako bariéra, která brání pronikání invazních druhů z jiných kontinentů do Antarktidy. Je, respektive až doposud bylo, tak silné, že ho mořské druhy nedokázaly překonat. Ale s tím, jak se ACC zpomaluje a slábne, roste pravděpodobnost, že se takové druhy dostanou na antarktický kontinent, což může mít vážný dopad na potravní řetězec, který může například změnit dostupnou stravu antarktických tučňáků.

ACC, který je více než čtyřikrát silnější než Golfský proud, je klíčovou součástí světového „oceánského dopravního pásu“, který přemisťuje vodu po celé zeměkouli a spojuje Atlantický, Tichý a Indický oceán. Je hlavním mechanismem výměny tepla, oxidu uhličitého, chemických látek, ale také obrovského množství biomasy, která tímto mocným proudem putuje jako obří dálnicí.

Toto zpomalení bude podobné i v případě, kdy by se emise podařilo snížit, ale tání ledu bude v důsledku setrvačnosti pokračovat, což řada jiných studií předpokládá.

„Výzkumy ukázaly, že tato cirkulace zpomalila na nejnižší tempo za více než tisíc let,“ upozorňuje Stefan Rahmstorf z postupimského Institutu pro výzkum změny klimatu.

Golfský proud zpomaluje, ale dopad na počasí může být paradoxní. „Pokud ale jen zpomaluje - a podle našich odhadů už oslabil o 15 procent -, tak se ochlazení omezí pouze na oceán a nedostane se na pevninu. Ale už teď ovlivňuje pohyb systémů nízkého a vysokého atmosférického tlaku i tryskové proudění,“ říká Rahmstorf.

Nad zmíněnou chladnou oblasti častěji sedí nízký tlak. „To znamená, že tryskové proudění se stáčí kolem jižního okraje této chladné plochy vzhledem k tomu, že nízký tlak se na severní polokouli pohybuje proti směru hodin. A to přivádí do Evropy větry z jihozápadu.

Mezivládní panel OSN pro změnu klimatu (IPCC) ve svých zprávách upozorňuje, že cirkulace mořských proudů s velkou pravděpodobností bude zpomalovat až do roku 2100.

tags: #vlivy #zmen #klimatu #na #oceanicke #proudeni

Oblíbené příspěvky:

• Odkaz na článek o Greenpeace
• Skrytý obyvatel českých lesů
• Jak se připravit na přijímací zkoušky
• Stavební odpad Rybitví a okolí
• Ohrožení Obyvatelstva: Prevence