Vývoj klimatu v holocénu

Holocén (8 300 před naším letopočtem po současnost) je obdoba doby meziledové (interglaciál). Dělí se na 7 různých období podle klimatických výkyvů.

Preboreál (8 300 - 6 800 př. n. l.)

Preboreál je první postglaciální období a v časové chronologii zaujímá období od 8 300 do 6 800 BC (let před naším letopočtem). Vzhledem k předchozímu mladšímu dryasu nastalo oteplení a mírné zvlhčení s průměrnými teplotami až o 5 °C nižšími než dnes. Klima bylo ještě kontinentální. Začaly tát horské i kontinentální ledovce, čímž se uvolnilo značné množství vody. Pro vegetaci, hlavně dřeviny, to znamenalo podstatnou změnu podmínek ve smyslu jejich zlepšení. Dochází k silnému rozvoji nelesních vegetačních pásů a z refugií se šíří z nížin do vyšších poloh vegetační pás Pulsatilla spolu s Pinus sylvestris a prvky vegetačního pásu Larix-Pinus cembra včetně Pinus mugo.

Lesy měly charakter dnešní borobřezové tajgy, byly složeny z Pinus sylvestris, Betula pubescens, Betula alba, Populus tremula, Juniperus, Salix, Sorbus. Ještě značný výskyt měla Betula nana, Vacciniaceae a Ericaceae. V karpatské oblasti se začaly šířit porosty Larix a Pinus cembra, ale byly zastaveny šířícím se smrkem z předpokládaných glaciálních refugií. Vedle klimatických podmínek se jako diferenciační činitelé vegetace uplatňovala různá geologická podloží ještě v podmínkách nevytvořených půd. Na konci tohoto období se už zcela ojediněle objevují Corylus, dále Quercus a Ulmus. přehledná a lehce prostupná.

Boreál (6 800 - 5 500 př. n. l.)

Boreál zaujímá období od 6 800 roků do 5 500 roků BC. Došlo k dalšímu oteplení klimatu. Názory na výši vodních srážek jsou dosud nejednotné, ale léta jsou suchá a podnebí má kontinentální ráz. Průměrné roční teploty jsou až o 2 až 3 °C vyšší než dnes. V nížinách na spraších si upevnila svoje postavení step. Dřeviny posunuly hranici svého vertikálního rozšíření do hor. Do borových lesů se šířila Corylus jako předvoj lesního vegetačního pásu Quercus-Tilia-Acer. Líska je charakteristickou dřevinou boreálu a v horách pronikla daleko za svoji dnešní hranici.

V tomto období začíná být více zastoupen smrk z vegetačního pásu Picea. Smrk se k nám začal šířit ze svých refugií z oblasti Vysokých Tater a z východních předhoří Alp. Od jihu k nám pronikal stále více vegetační pás Quercus-Tilia-Acer se svými prvky Quercus, Ulmus a později Tilia. Lesy tohoto typu dosahovaly do 300 - 400 m n. m. Rovněž se k nám šířila na vlhké ekotopy Alnus. Smíšené listnaté porosty však neměly ještě větší rozšíření.

Čtěte také: Holocén a klima

K původním dřevinám (Pinus sylvestris, stromová Betula a Alnus) přistoupily druhy klimaticky náročnější jako Quercus, Ulmus, Tilia, Acer, v určitých oblastech hlavně Corylus. Otevřené formace tundry, lesotundry a chladné stepi ustupovaly, avšak mnohé elementy přežívaly na extrémních stanovištích jako byly rašeliniště, písečné přesypy, skalní biotopy, stanoviště po polomech apod. Krajina byla lesnatá, mnohde stále dominoval Pinus a hojná byla i Betula. Expanze dřevin klimaticky, hydrologicky a pedologicky náročnějších byla velmi rychlá. Tyto dřeviny tvořily základ budoucích smíšených doubrav.

Starší atlantikum (5 500 - 4 000 př. n. l.)

Starší atlantikum zaujímá období od 5 500 roků do 4 000 roků BC. Proti suchému boreálu došlo ke značnému zvlhčení klimatu, srážky byly bohatší až o 60-70 % a průměrná roční teplota byla vyšší až o +3 °C než dnes. Podnebí mělo oceánický charakter. Pylové analýzy na celém území státu ukazují na vyloženě lesní vegetaci. V dřevinné skladbě se vyskytoval Quercus, Ulmus, Fraxinus, Tilia a Acer z vegetačního pásu Quercus-Tilia-Acer. Tyto smíšené listnaté lesy, jejichž jednotlivé druhy snášejí větší zastínění než Pinus a Corylus, pronikaly kompetičně do jejich světlých porostů, vzniklých v předchozím období.

Pinus spolu s vegetací vegetačních pásů Pulsatilla, Stipa a mediteránní horské stepi vytvářely reliktní ostrovy a enklávy v stupni listnatých lesů na ekotopech, které nemohl tento les osídlit. České a moravské černozemní oblasti. Postupně se tyto plochy lesostepi a stepi zmenšovaly ve prospěch listnatého lesa, ale jeho postup v nížinách byl asi kolem roku 4 500 před n. l. postupně zastaven osídlením těchto nelesních ploch neolitickým lidem zabývajícím se zemědělstvím. Od této doby se datuje v našich územích soustavné působení člověka na les.

V horských polohách se značně rozšířil vegetační pás Picea rovněž na úkor borových a lískových porostů a vytvořil společnou hranici se smíšeným listnatým lesem v nižších polohách vegetačního pásu Quercus-Tilia-Acer. Na této hranici se stýkal Quercus petraea (dub zimní) se Picea. Smrk se vyskytoval v tomto období na mnoha lokalitách ve velmi nízkých nadmořských výškách, a to buď v nesmíšených porostech, nebo spolu s Quercus robur (dub letní), který jako jediná listnatá dřevina (kromě Alnus) v těchto polohách mohl snášet vysoké zamokření půd.

V závěru atlantiku se pak vytvořila tato vegetační stupňovitost: v nižších polohách se vyskytovaly zmenšené plochy stepí a lesostepí přeměňované člověkem na zemědělskou půdu. Výše až do hor se vyskytoval stupeň smíšených doubrav ještě bez habru, a ty v horách přecházely ve smrkový vegetační stupeň, nad jehož horní hranici se formoval klečový vegetační stupeň. V karpatském území se vyskytovali u horní hranice lesa navíc Larix a Pinus cembra. Modřín však často rostl spolu s klečí i níže na skalnatých a suťových místech, která nemohl osídlit smrk. Kleč zaujímala i rašelinné plochy ve stupni lesů. Na styku vegetačního stupně smíšených doubrav se smrkem se vytvořil na paludifikovaných lokalitách smíšený dubovo-smrkový vegetační stupeň s četnými, později reliktními výskyty smrku i v nejnižších polohách.

Čtěte také: Vývoj znečištění moří v Evropě

Mladší atlantikum (4 000 - 2 500 př. n. l.)

Mladší atlantikum je období 4 000 roků až 2 500 roků BC. Horní hranice lesa začínala ustupovat, ale byla v průměru ještě o 200-300 m výše než dnes. Vegetační stupňovitost se uchovává jako v mladším atlantiku. Pinus a Corylus byly výrazně na ústupu. Ve smíšených doubravách ustupoval Ulmus a Tilia a více se objevoval Fraxinus.

Asi uprostřed mladšího atlantika došlo k mohutné imigraci vegetační pásu Fagus-Abies. Tento vegetační pás k nám pronikl od jihozápadu jako klín mezi vegetaci pásu Picea v horských polohách a pásu Quercus-Tilia-Acer v nižších polohách v podmínkách snižující se horní hranice lesa. Imigrací vegetačního pásu Fagus-Abies se vytvořily v našich územích ke konci staršího atlantika v podstatě vegetační stupňovitost tak, jak ji známe dnes. Dubovo-smrkový vegetační stupeň v hercynskosudetském území v polohách, kde se vyskytuje dnešní bukový vegetační stupeň, se přeměnil imigrací jedle snášející zamokření v dubovojehličnatý vegetační stupeň. Na nejchudších ekotopech se pak mohla udržet v tomto vegetačním stupni i reliktní borovice.

Od nížin do hor se vyskytují vegetační stupně dubový, bukovo-dubový, dubovo-bukový, bukový a dubovojehličnatý, jedlovobukový, smrkovo-bukovo-jedlový, smrkový a klečový. Středoevropská krajina dosáhla v atlantiku svého maximálního holocenního zalesnění. Podle Jankovské (1997a) teplé klima umožnilo rozvoj dřevin a bylin citlivých na silné či pozdní mrazy. Dokazují to četné nálezy pylu Viscum (jmelí), Hedera (břečťan), Ilex (cesmína) a Taxus.

Toto období představuje přelom ve vývoji rostlinstva i celé středoevropské přírody, neboť na jeho počátku ke konci subatlantika se objevuje neolitický člověk - zemědělec, který zprvu zakládá své osady v nejúrodnějších lesostepních a stepních oblastech, později však zatlačuje lesy a vytváří odlesněnou obdělávanou oblast.

Subboreál (2 500 - 800/500 př. n. l.)

Subboreál trvá od roku 2 500 do roku 800/500 BC. Klima bylo v průměru o 1 °C až 2 °C teplejší než dnes, ale bylo suché, spíše subkontinentální. Subboreál je charakteristický prudkou expanzí Abies. Ta pronikla ve středních polohách i do míst, kde se již předtím šířil Fagus, i do nižších poloh, kde do té doby převládaly porosty smíšených doubrav. Začaly se formovat jedlo-bukové a bukojedlové porosty s podstatným podílem smrku.

Čtěte také: Český dluhopisový trh: Přehled

V pylových diagramech je možné pozorovat pokles křivky Ulmus, Quercus, Tilia, Acer, Fraxinus a Corylus. Do některých našich krajů se Abies a Fagus ani nedostaly, protože zde již působil vliv zemědělství lidí doby bronzové. Ti mohli ostatně ovlivnit i výskyt ostatních dřevin.

Subatlantikum (800/500 př. n. l. - současnost)

Subatlantikum zaujímá období od 800/500 let BC do současnosti. Starší subatlantik trvá od roku 800/500 let BC asi do roku 6. až 13.století n. l. Docházelo ke kolísaní vlhčích a sušších fází, celkově však bylo podnebí oceáničtější a poněkud chladnější než v současnosti. Zvlhčení klimatu podporovalo mohutný rozvoj vegetačního pásu Fagus-Abies, který pronikl hluboko do nižších poloh.

Fagus a zejména Abies se objevovali na nejnižších hranicích svého rozšíření, kde se dnes jedle už nevyskytuje. Mohutný rozvoj smíšených bukovo-jedlových a jedlovo-bukových lesů ve vlhčím klimatu souvisel s ústupem tehdejšího osídlení člověka do nižších poloh. Šíří se i Picea a Carpinus. Starší subatlantik spadá do mladší doby železné. Na jeho konci dochází ve střední Evropě ke stěhování národů a naše země jsou osídleny Slovany.

Dřeviny tvořily jen 16,5 % a převažoval pyl dřevin tvořících lemy vodních toků. Patrné byly i zbytky habrové doubravy. Z toho vyplývá, že okolí lokality bylo odlesněné, byly rozšířeny luční porosty v údolních polohách nebo stepi na skalnatých stanovištích.

Mladší subatlantikum trvá od 6. až 13. století našeho letopočtu dodnes. Nastalo zřetelné vysušení krajiny a zvýšila se poněkud kontinentalita. Zvětšil se rozdíl vlhkosti mezi zalesněnými hornatinami a odlesněnými nížinami. Osídlení zpočátku vycházelo ze starého sídelního území v nižších polohách a na ně navazovalo nové osídlení pronikající až vysoko do hor (valašská kolonizace). Člověk snižoval horní hranici lesa pastvou, vypalováním a vysekáváním dřevin.

Spodní hranice mladšího atlantika tedy není dána klimaticky, ale výraznými antropickými zásahy do přirozeného charakteru vegetace. V pylových diagramech z tohoto období je vidět prudký pokles pylových křivek lesních dřevin, hlavně Abies, Quercus a Picea. Na odlesněné plochy a do prosvětlených lesů se opětně šířily světlomilné dřeviny - Pinus, Betula a různé keře, např. Juniperus. O vývoji lesů z nejmladšího úseku tohoto období jsme pak informováni už na základě písemných dokladů v kronikách a archívech. Nelesní plochy byly proměněny v pastviny, louky, pole a sídliště. To je pyloanalyticky dokumentováno vzestupem pylů bylin.

Současná globální klimatická změna

Současná globální klimatická změna má počátek kolem roku 1850. Nemusí být zcela totožná s tímto datem v jednotlivých regionech, je to spíš záležitost konsensu na základě nijak podrobněji nedokumentovaných průměrů. V materiálech IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) se uvádí, že za posledních 100 let se zvýšila globální teplota o 0,74 °C. Přitom nejslabší vzrůst teploty byl v tropickém pásmu, zatímco se vzrůstající zeměpisnou šířkou se hodnota zvýšené teploty také zvyšuje. V našich šířkách je to již o 0,35 až 0,56 °C více než je uváděná globální hodnota 0,74 °C, a za severním polárním kruhem, tedy nad 70. stupněm severní šířky, se teplota zvýšila o 2,1 °C.

V období posledních 150 let stoupl obsah CO2 v atmosféře z 280 ppm (parts per milion neboli tisícin z promile) až na současných téměř 390 ppm. CO2 způsobuje skleníkový efekt (odtud název skleníkový plyn). Byla proto přijata hypotéza o dominantním vlivu CO2 na vzrůst teploty. Obvykle se nazývá zkráceně skleníková hypotéza. Vliv na změny klimatu má však kromě skleníkových plynů ještě dalších nejméně sedm faktorů. Některé působí až v delším geologickém měřítku času, jiné v kratším časovém období a některé se podílejí na současné změně klimatu.

Základními faktory klimatických změn jsou:

1. Milankovičovy cykly a další krátkodobější cykly ovlivněné především vzájemnou polohou Slunce a Země.
2. Sluneční aktivita, často popisovaná také v cyklech probíhajících od 11 až po 2400 let.
3. Kontinentální drift (posun kontinentů), desková tektonika podle A. Wegenera a tím způsobené změny tvaru kontinentů a jejich pozice na Zemi.
4. Skleníkový efekt.
5. Termohalinová cirkulace (globálně propojené hlavní mořské proudy).
6. Aerosoly, způsobené hlavně vulkanickou činností a dopadem asteroidů a velkých meteoritů.
7. Vegetační kryt.
8. Magnetické pole Země.

Souhrnně platí, že jednotlivé faktory nepůsobí izolovaně, vzájemně se ovlivňují, takže jednotlivé procesy vyvolané změnou některého faktoru jsou navíc doplňovány sdruženými procesy, což bylo teoreticky formulované v ireverzibilní termodynamice. Koeficienty charakterizující jednotlivé sdružené procesy nebyly dosud stanoveny a odhadují se v jednotlivých modelech s velkou mírou nepřesnosti. Jde o velmi komplikovaný systém, ve kterém se vztah mezi určitým faktorem a očekávanou změnou teploty projevuje jako nelineární a obtížně matematicky popsatelný.

Protože není v lidských silách provést experiment obsahující celou Zemi, jsme odkázáni na studia experimentů, které provedla sama příroda v minulosti. Je tomu podobně jako při verifikaci modelů. Z analýz vzorků ledu získaných z vrtů v ledovcích Antarktidy (Vostok a EPICA) a Grónska byly stanoveny teploty podle vzájemných poměrů stabilních izotopů buď vodíku, nebo kyslíku. Z „jádrových vrtů”, tedy odebraných neporušených vzorků ledu, se určil obsah CO2 v pórech ledu pro jednotlivé hloubky. Těm odpovídal časový údaj, čím hlouběji byl neporušený váleček ledu odebrán, tím starší byla vrstva.

Údaje o teplotách odvozené z analýz ledu jsou doplňovány přibližnými metodami, jako jsou stanovení stabilních izotopů v sedimentech a karbonátových horninách, měření letokruhů stromů, pylové analýzy a z nich odvozované závěry o klimatických změnách, na nichž závisel typ vegetace, stanovení druhů fosilních měkkýšů, zjišťování zbytků starých a pohřbených půd pod nánosem spraší atd. Protože se jedná o přibližné metody, ujal se název proxy data, odvozený od latinského přídavného jména prope, propior, proximus, tedy blízký, bližší, nejbližší.

Koncentrace CO2 se měnila v období pleistocénu (zhruba posledních dva a půl milionu let) v mezích 180 až 290 ppm s časovým zpožděním za změnou teploty. V posledních 500 000 let byla maxima a minima křivek CO2 opožděná za extrémy teplot v rozmezí 300 až 600 let. Změna koncentrace CO2 byla vždy důsledkem změny teploty v jednotlivých cyklech. To znamená, že nejdřív stoupla teplota a pak teprve koncentrace CO2 v atmosféře. Navíc však změny koncentrace CO2 a teploty neprobíhaly vždy podle schématu zvýšení teploty a po něm zvýšení atmosférické koncentrace CO2 nebo snížení teploty a po něm snížení koncentrace CO2.

Podle záznamů z ledovcového vrtu Vostok v Antarktidě došlo za posledních 400 000 let ve dvou případech ke snížení CO2, zatímco teplota T zůstala konstantní. Podobně tomu bylo ve dvou případech vzrůstu CO2, kdy T = konstantní. V jednom případě byla koncentrace CO2 konstantní a T klesla, zatímco v jiném případě T zřetelně stoupla, ale koncentrace CO2 zůstávala několik tisíc let konstantní. Z toho vyplývá, že klimatické oscilace byly nejen ovlivněny jinými faktory než změnou CO2, ale ony jiné faktory zcela zastínily jednoduchou závislost teplot a koncentrace CO2. V uvedených případech je velice pravděpodobný především vliv změn solární aktivity.

Další zvláštností byly dlouhodobé hodnoty teplot v posledních čtyřech interglaciálech. Byly o 2 až 5 °C vyšší než náš současný průměr. V období nejvýraznějšího rozšíření Homo sapiens a vzniku mnoha kultur a civilizací, v holocénu (posledních 11 500 let), jsou prokázané variace teplých a chladných period podle mnoha proxy metod. Výhodná je analýza hodnot teplot, stanovená ze vzorků ledu odebraného po vrstvičkách z ledovce v Grónsku. Výhoda spočívá v nepřerušeném časovém sledu během celého holocénu.

Z dvacetiletých průměrů vychází 9 výrazných teplých period s teplotami vyššími, než je teplota podle dvoutisíciletých průměrů. Teplotní vrcholy dosahují ve dvou případech až hodnot o 2,9 °C vyšších, než je současný průměr. Jde o vyhodnocení teplot v oblasti grónského ledovce, teplé periody tedy jen přibližně odpovídají teplým periodám střední Evropy a Středomoří. Navíc se v nich objevují krátké oscilace, které mohou mít jen lokální platnost.

Dvoutisícileté průměry ukazují základní průběh klimatu, kdy jsou zahlazeny výše uvedené teplé periody, vlastně oscilace. Výsledná křivka je hladší a má pouze dvě teplé periody. V první třetině holocénu jsou nejvyšší teploty s maximem 1,4 °C nad současnou teplotou, pak se teplota snižuje a dosahuje minima, které je pouhých 0,8 °C nad současnou teplotou; je to kolem roku 4600 před současností. Poté nastává vzestup s vrcholem kolem roku 2900 před současností a s teplotami o 1,3 °C vyššími než dnes.

V posledních třech a půl tisíciletích byly 3 významné teplé periody s teplotami o 1 °C až 2,9 °C vyššími, než je současná průměrná teplota. Nejprve to byla velmi teplá minojská perioda, pak od 3. století před naším letopočtem do zhruba 2. století našeho letopočtu bylo římské klimatické optimum a následovala středověká teplá perioda v rozmezí let cca 850-1350 našeho letopočtu. Všechny měly jedno společné: nebývalý rozkvět kultur.

Po středověké teplé periodě přišlo výraznější ochlazování v malé době ledové. Výrazných chladných period však bylo také 9, z toho 2 měly teploty nižší než naše nedávná malá doba ledová. Ani v relativně krátkodobých teplotních oscilacích do poloviny 19. století nenacházíme jediný případ, kdy by byla teplá perioda způsobená vzrůstem obsahu CO2 v atmosféře. Naopak jsou dokumentované klimatické změny probíhající proti působení skleníkového efektu. Byly zjištěny teplotní výkyvy trvající stovky let s teplotami výrazně vyššími, než je současná globální teplota a koncentrace CO2 tehdy nestoupla nad 300 ppm.

Když analyzujeme průběh teplotních změn, jejich periodicitu a odchylky od průměrné teploty holocénu, je zřejmé, že současným oteplením se vyrovnává nedávný pokles teplot v malé době ledové a teploty se vracejí k průměru holocénu. V obdobích pleistocénu ani holocénu nenacházíme jediný případ, kdy by byla teplá perioda způsobená vzrůstem obsahu CO2 v atmosféře. Naopak jsou dokumentované klimatické změny probíhající proti působení skleníkového efektu.

Na současné oteplení tedy zřejmě také spolupůsobí ony ostatní faktory, a to mnohem výrazněji než skleníkový efekt. Pokud by jim byl přisouzen podřadný vliv, musel by být nejprve kvantitativně popsán alespoň pro všechny holocenní oscilace a potom by muselo být vysvětleno, proč tyto faktory v současnosti působí zanedbatelně. Uvedenou hypotézu podle rozsáhlých materiálů minulosti vyvracím.

Skleníkový efekt se na současném oteplení sice spolupodílí, ale není hlavním faktorem. Z čehož usuzuji, že současné snahy o zastavení růstu obsahu CO2 nebudou podstatně zpomalovat ani nezastaví vzrůst teploty.

tags: #vývoj #klimatu #v #holocénu

Oblíbené příspěvky:

• Udržitelnost ve stavebnictví
• 35 let od katastrofy
• Odpad z rostlých topenišť: podrobný průvodce
• Třídění odpadu v Karlových Varech
• Závěsný koš BEMETA – Test