Změna klimatu: Komplexní pohled na problematiku

Globální klimatická změna je termín, kterým se rozumí změny vyvolané vnějšími faktory, ať už jde o vlivy přirozené nebo antropogenní. Globální změny v současnosti úzce souvisí se skleníkovým jevem v atmosféře, který je způsoben zvyšováním obsahu skleníkových plynů, například narušením přirozeného koloběhu uhlíku v atmosféře. To se děje převážně v důsledku lidské činnosti, např. při spalování fosilních paliv.

Lidský vliv na klima

Lidská činnost v čele se spalováním fosilních paliv (uhlí, ropy a zemního plynu) vede ke zvyšování koncentrace oxidu uhličitého (CO2) v atmosféře. Ročně se ho v energetice, dopravě a průmyslu vyprodukuje asi 35 miliard tun, odlesňování přidá dalších 5 miliard tun. Na průměrného obyvatele planety tedy připadá asi 5 tun CO2 ročně. Lidská činnost tak vede k nárůstu koncentrací CO2 v atmosféře.

Vyšší koncentrace CO2 a dalších skleníkových plynů v atmosféře vedou k silnějšímu skleníkovému efektu. Tepelné záření, které by jinak planeta Země vyzářila do vesmíru, je skleníkovými plyny pohlceno a vráceno zpět k povrchu. Zesílený skleníkový efekt vede k oteplování vzduchu i vody v oceánech. Od průmyslové revoluce narostly teploty vzduchu v průměru o 1,2 °C, ale většinu tepla pohltila voda v oceánech, jejíž teplota také dlouhodobě narůstá.

Atmosférický CO2 se částečně rozpouští v oceánu, kde vytváří kyselinu uhličitou. To vede k poklesu pH, neboli okyselování oceánů.

Častým argumentem zpochybňujícím lidský vliv na klima je, že nejsilnější skleníkový plyn je obyčejná vodní pára. To je pravda. Množství vodní páry v atmosféře je ale také ovlivňováno lidskou činností, byť nepřímo. Cyklus vodní páry je řízen teplotou, která je ovlivňována ostatními skleníkovými plyny vypouštěnými člověkem.

Čtěte také: Přečtěte si o ochraně přírody

Důkazy o probíhající změně klimatu

Než se pustíme do dalšího pátraní, je třeba si položit otázku, jestli je vůbec co zkoumat. Klima Země se tedy dynamicky mění. Doposud jsme totiž jasně neprokázali, co je příčinou klimatické změny. Pracujeme pouze s teorií, že je za ni zodpovědný člověk vypouštěním skleníkových plynů. To, že se zvyšuje teplota na Zemi i koncentrace skleníkových plynů nutně neznamená, že tyto děje spolu souvisejí. To je zapotřebí dokázat.

Na tomto grafu od amerického úřadu pro atmosféru a oceány vidíme nárůst průměrné světové teploty nad světovou pevninou. Tomu ovšem realita neodpovídá, protože stejný rostoucí trend mají i teploty svrchních vrstev oceánů. Můžete namítnout, že je to je následek toho jak rozšiřujeme města a v nich je díky betonu prostě tepleji. Tam je nárůst pomalejší, protože voda lépe akumuluje teplo, ale i zde je nárůst je kolem 1 °C.Tento teplotní nárůst z dlouhodobých měření je patrný na dalších 4 na sobě nezávislých měřeních celkové světové průměrné teploty (NASA GISS, Cowtan&Way, Berkley Earth, Met Office Hadley Center)[3].

Růst mořské hladiny vidíme na tomto grafu od NASA. Začátkem 20. století bylo tempo růstu mezi 1,2-1,7 mm za rok[5], posledních 30 let pozorujeme nárůst 3,3 mm za rok[6]. Tento nárůst je dán jednak skutečností, že teplejší voda zabírá díky teplotní roztažnosti větší objem a dále také díky tání ledovců, které do oceánů dodává další vodu. Zvyšující se hladinu moří a oceánů potvrzují jak místní měření na Zemi, tak satelitní data.

Na tomto grafu lze vidět pokles pH oceánů, což značí rostoucí kyselost vody. Ve videu o uhlíkovém cyklu jsme si vysvětlili, že tato kyselost je dána kyselinou uhličitou, která vzniká při pohlcování atmosferického oxidu uhličitého ve vodě.

Na tomto obrázku vidíme úbytek ledu Arktidy. Hodnoty v grafu reprezentují rozlohu zaledněné plochy v září, kdy je přirozeně rozloha zalednění nejmenší. Poslední data ukazují pokles rozlohy zalednění Arktidy o 13 % za dekádu. Toto tání se týká také pevninských ledovců, např. Nepříliš známým projevem klimatických změn je prodloužení délky vegetačního období. Vegetační období je doba, ve které jsou rostliny aktivní - raší květy, rostou listy a plody.

Čtěte také: Země vycházejícího slunce: Kontrasty a pestrost

Historický kontext

Podívejme se tedy na historii vývoje teplot na zemi. Logicky se můžete zeptat, jak můžeme mít záznamy teplot z tak dávných dob. Pro lepší kontext, zhruba v této době se Homo erectus naučil používat oheň k vaření. Odpověď zní, že nemáme. Teploty ze vzdálené minulosti se neurčují z přímých měření, ale nepřímo, např. Vidíme, že teploty se pohybovaly nahoru a dolů tak, jak se střídaly doby ledové a meziledové. Hodnoty na grafu jsou odchylky od průměrné teploty za posledních 1 000 let.

To první se vztahuje k cyklům dob ledových a meziledových. Má to ale dvě velká ALE. Takže ano, i v geologicky nedávné historii bylo na Zemi tepleji. Vrchol poslední doby meziledové nastal před 6 000 lety[14] a vlivem Milankovičových cyklů by se klima mělo lehce ochlazovat místo současného rychlého ohřívání. Podle dat z NASA se rychlost teplotních nárůstů během posledního milionu let pohybovala v řádu 4-7 °C za 5 000 let[15]. Navíc, pokud se podíváme na teplotní projekce klimatických modelů IPCC, tak se nezdá, že by tento rostoucí trend hodlal polevit.

Na grafu vidíme různé prognózy vývoje teploty atmosféry podle toho, jak moc se odkloníme od spotřeby fosilních paliv. Víme, že teplota na Zemi zažívá bezprecedentní nárůst. A také jsme si jisti tím, co za něj nemůže. Za změnu teploty nemůže poloha Země vůči Slunci, kterou ovlivňují Milankovičovy cykly - tento parametr by sám o sobě vedl Zemi k lehkému ochlazování[19].

Další faktory ovlivňující klima

Vulkanická činnost způsobuje určité emise CO2 (cca 1 % oproti lidským emisím), zároveň však při velkých erupcích dochází ke značnému odrazu sluněčního záření na sopečném prachu v atmosféře. Dále můžeme mezi podezřelé zařadit odlesňování. Je pravda, že kácením stromů snižujeme množství CO2, které stromy mohou z atmosféry pohlit. Na druhou stranu po vykácení lesa mají vzniklé holiny větší schopnost odrážet sluneční záření než původní lesy.

Přízemní ozón je další z možných příčin změn klimatu. Tento plyn již podle názvu není ozónem, který známe z ozónové vrstvy. Přízemní ozón vzniká složitými reakcemi UV záření a lidských emisí, např. oxidů dusíku. Tento ozón je pro lidské plíce dráždivý a stejně jako jeho stratosferický protějšek pohlcuje tepelné záření[22].

Čtěte také: Více o obnovitelných zdrojích

Často zmiňovaným faktorem ovlivňujícím klima jsou aerosoly. Jedná se o pevné nebo kapalné částice rozptýlené ve vzduchu. Za aerosoly můžeme považovat prach vzniklý např. ze spalování uhlí, dopravy, sopečných erupcí nebo pouští. Většina aerosolů rozptýlených v atmosféře odrážejí sluneční záření zpět do vesmíru, např. ale saze jej pohlcují[31]. Aerosoly mají také silný vliv na tvorbu oblačnostiú[30].

Důkazy o vlivu skleníkového efektu

Pak zde stojí široce uznávaná teorie, že za klimatickou změnu může sílící skleníkový efekt. Jaké jsou ale pro toto tvrzení hmatatelné důkazy?

1. Z laboratorních měření víme, že skleníkové plyny zadržují stejné tepelné záření jako je to odcházející ze Země - brání tedy jejímu ochlazování.
2. Asi nejsilnější důkaz přichází ze satelitních měření. V roce 1970 bylo změřeno frekvenční spektrum odchozího tepelného záření ze Země a to samé bylo změřeno roce 1996. Na tomto grafu vidíme, že se snížilo množství odchozího tepelného záření přesně v těch frekvencích, jaké zadržují skleníkové plyny.

Vliv teploty na množství CO2

Nyní se dostáváme se k argumentu, který často používají odpůrci vlivu skleníkových plynů na klima. A musím říct, že tento argument není vůbec hloupý. Když ale vyšponuje naše kritické myšlení ještě dále, musíme se zeptat na jednu otázku. V dlouhodobém horizontu teplota na Zemi ovlivňuje množství množství oxidu uhličitého v atmosféře.

Při pohledu do klimatické historie zjistíme, že spouštěčem střídání dob ledových a meziledových byly Milankovičovy cykly, které úpravou parametrů oběhu Země kolem Slunce ovlivňovaly množství energie dopadající na Zemi[24]. Ve chvíli, kdy bylo dopadajícího záření málo, tak na pólech přibývalo ledu - rostoucí množství ledu znamená více odraženého světla díky odrazivosti ledu. Což znamenalo další ochlazení a to zase více ledu atd., prostě klasická pozitivní zpětná vazba.

S poklesem teploty vzduchu klesla teplota oceánu. S klesající teplotou roste schopnost oceánu pohlcovat CO2, takže CO2 je více pohlcován z atmosféry do oceánu a to má za následek slabší skleníkový efekt. V historii tedy změna teploty atmosféry opravdu způsobovala změnu obsahu skleníkových plynů v atmosféře. Tedy přesný opak co tady tvrdím mnoho videí v řadě. Znamená to tedy, že je celý koncept příčin klimatických změn špatně?

Odpověď zní - NE. Kdyby se oxid uhličitý uvolňoval z oceánů, tak by jeho množství v oceánu klesalo. My ale víme, že množství oxidu uhličitého v mořích a oceánech roste, protože roste jejich kyselost[9].

Důkaz o lidském původu skleníkových plynů

S tímto grafem jsme se už setkali. Popisuje nám pokles koncentrací izotopu uhlíku C-14 v atmosféře. Ve videu o uhlíkovém cyklu jsme si vysvětlili, že tento uhlík je radioaktivní, s postupujícím časem se rozpadá a také, že ve fosilních palivech se tento uhlík nenachází. Nikde jinde tak nízké koncentrace uhlíku C-14 nejsou - ani ve vegetaci, v půdě, atmosféře, či oceánech.

Spalováním fosilních paliv se tedy do atmosféry dostávají plyny ochuzené o uhlík C-14, a proto jeho koncentrace v atmosféře klesá. To nám spolu s klesající koncentrací atmosferického kyslíku dává jasný a nezvratný důkaz toho, že za nárůstem skleníkových plynů v atmosféře je člověk a emise skleníkových plynů. Navíc zvýšené koncentrace skleníkových plynů svým výskytem odpovídají lidským zdrojům znečištění[12].Řetězec příčin a následků máme tedy prokázaný. S jistotou víme, že skleníkové plyny vznikající spalováním fosilních paliv a výrobou cementu zesilují skleníkový efekt, který zadržuje vyzařovanou tepelnou energii ze Země a ohřívají tak atmosféru.

Předpokládané důsledky změny klimatu

Je jisté, že nejméně příští 2-3 desetiletí emise CO2 i dalších plynů globálně porostou. Předpokládané oteplení, i když se nezdá příliš dramatické (o desetiny až jednotky °C), může mít velmi vážné následky pro celou pozemskou biosféru a pro mnohé lidské činnosti. Nejde totiž jen o oteplení, ale o celkovou změnu klimatu, změnu celého klimatického režimu, který představuje velmi jemně vyvážený systém se dvěma velkými subsystémy, atmosférou a oceány, a mnoha dalšími menšími subsystémy (např. oblaka, vodní srážky, biosféra).

Změna klimatu může mimo jiné ovlivnit směr a rychlost mořských proudů nebo monzunů, což by mělo pro lidstvo katastrofální následky. Téměř určitě bude provázena častějším výskytem extrémních situací: horkých období, ale i mrazů, silných větrů a dešťů či období such. Zvláště významný bude vliv na srážky, které v některých oblastech mohou významně poklesnout, jinde naopak vzrůst. Předpovídané důsledky by mohly být ničivé - způsobila by je náhlá změna mořských proudů a monzunových větrů.

Jedním z průvodních jevů může být vzestup hladiny oceánů. V této otázce jsou zatím předpovědi nejisté, avšak nelze vyloučit zvýšení hladiny oceánů až o několik desítek centimetrů a ve vzdálenější budoucnosti i metrů. Oteplení totiž nevyhnutelně přinese vyšší objem vody v oceánech v důsledku zvýšení jejich teploty a termální rozpínavosti. Ke zvýšení hladiny přispěje i množství vody z roztátých ledovců, zejména pokud by došlo k tání obrovských ledovcových mas v Grónsku a v Antarktidě. Zdá se, že ledovce v Antarktidě i v Arktidě se skutečně zmenšují. Stoupáním hladiny moří a oceánů jsou přirozeně nejvíce ohroženy přímořské státy, zejména ty s hustě obydlenými pobřežními nížinami. Nepříznivé následky stoupnutí mořské hladiny se mohou velmi negativně projevit ve vazbě na častější výskyt extrémních meteorologických situací, mezi něž patří bouřlivé větry způsobující silné vlnobití, tajfuny vyvolávající mohutné příbojové vlny a jiné jevy.

Z hospodářských činností pravděpodobně utrpí zemědělství, které je velmi citlivě adaptováno na současné klimatické podmínky, a každé, i malé změny budou znamenat nutnost nové adaptace, která vůbec nebude jednoduchá. Častější výskyt živelních pohrom ovlivní veškerou hospodářskou činnost, zvláště dopravu a výstavbu. Může také vzrůst nebezpečí tropických chorob i v mírném pásmu (např. I když se pozemské ekosystémy nedokáží rychle klimatické změně přizpůsobit a mnohé z nich mohou být jejím vývojem značně pozměněny (pravděpodobně nejvíc a bezprostředně jsou ohroženy korálové útesy, které trpí zvýšenou teplotou mořské vody; snad 50 % z nich je v globálním měřítku vážně narušeno), organismy se vždy s dřívějšími klimatickými změnami, které jsou průvodním zjevem vývoje naší planety, vyrovnaly. Některé vymřely, jiné se přizpůsobily nebo daly vzniknout dalším životaschopným formám.

Zásadním problémem globální klimatické změny je schopnost přizpůsobení lidské společnosti, jejích ekonomických a politických systémů.

Extrémní počasí v roce 2024

Neúnosná vedra, bouřky a záplavy. V roce 2024 byly miliardy lidí po celém světě vystaveny klimatickým podmínkám, jež boří rekord po rekordu. Lidé jsou svědky stále vyšších teplot, záplav, bouří, požárů a sucha. Závěry, které si z uplynulého roku můžeme odnést, jsou bezútěšné a do očí bijící: rok 2024 byl podle evropských klimatologů nejteplejším rokem od počátku měření. "Takhle teď vypadá život a jednodušší to nebude. Může se to jenom zhoršit. To sebou nese změna klimatu," řekl Andrew Pershing z americké nezávislé organizace Climate Central. Jiní volí ještě ostřejší slova. Nejteplejší naměřený den v historii byla letošní neděle 21. června. Až do pondělí 22. června. Den nato se trochu ochladilo. Tyto po sobě jdoucí rekordy zaznamenali meteorologové během rekordně nejteplejšího období na Zemi - od června do srpna 2024, uvádí Climate Central.

Vlny veder mění zásadním způsobem situaci, řekla Friederike Ottová z organizace World Weather Attribution (WWA), která zkoumá, jaký vliv má klimatická změna na extrémní počasí. Mezi 16. a 24. červnem trpělo více než 60 procent světové populace extrémním horkem, které způsobila změna klimatu. Vlna veder zasáhla lidi po celém světě - od Číny přes Bangladéš, Etiopii, Egypt a Nigérii až po Brazílii. "Počet dní, kdy je lidský organismus na hraně svého běžného fungování, přibývá," řekl Pershing. Pákistán a Perský záliv jsou podle něho dvě oblasti, které se letos blížily bodu zlomu. Horko a sucho podnítily požáry ve Středomoří, Spojených státech a Latinské Americe. Požáry ale propukly i v brazilské močálovité krajině Pantanal.

Nové "normální" teploty dopadnou nejvíce na nejzranitelnější. "Pokud jste dostatečně zámožný člověk, můžete si dovolit klimatizaci, máte vozidlo, které vás dopraví tam, kam potřebujete, máte způsoby, jak se ochladit. V Africe je téměř 93 procent pracovníků vystaveno extrémním vedrům. Na Arabském poloostrově je to více než 83 procent pracujících. V letošním roce mimo jiné udeřily ve Spojených státech dva ničivé hurikány - Milton a Helene. Španělsko zasáhly smrtící povodně. "Nepotřebujeme jen předpověď počasí nebo varování. Potřebujeme dril. Z jejího pohledu selhává i infrastruktura. "Způsob, jakým jsme z řek udělali kanály a utěsnili všechny povrchy... Nikdo neočekává rychlý konec extrémního počasí, ale Ottová doufá, že lidé mohou změnit způsoby, jakým planetu znečišťují. Riziko ale tkví v lidské lhostejnosti. "Lidé mají tendenci si zvyknout na stávající podmínky a to je otupí," řekl Pershing.

Rašeliniště a změna klimatu

Rašeliniště, která přirozeně pohlcují uhlík, by jej vlivem sucha mohla začít naopak do atmosféry uvolňovat. Poukázal na to nový výzkum, který publikoval časopis Nature Geoscience. Podle vědců je proto více než kdy dříve nezbytné, aby lidé bažinaté plochy chránili a usilovali o jejich obnovu.

Podle jednoho z autorů studie Maartena Blaauwa z Queen's University Belfast představují rašeliniště pro planetu velkou pomoc. Pohlcují totiž uhlík z atmosféry a ukládají ho. To přitom pomáhá zmírňovat změnu klimatu. Jenom v Evropě rašeliniště uzamknou přibližně pětkrát větší množství uhlíku než lesy.

Ve svém výzkumu se tým vědců zaměřil na to, jak se během času tyto klíčové a křehké ekosystémy změnily. Celkem studovali 31 rašelinišť nacházejících se v Anglii, Irsku, Skandinávii a v kontinentální Evropě. Rašeliniště (také blata nebo slatě) jsou místa vzniku, výskytu či těžby rašeliny. Jde o bažinný ekosystém, který je trvale zamokřen podpovrchovou nebo srážkovou vodou, se značnou produkcí rostlinné biomasy. Ta se v důsledku zamokření a nepříznivých podmínek pro dekompository nedostatečně rozkládá. V rašeliništi dochází k hromadění rostlinné organické hmoty. Odumřelé části rostlinného společenstva se shromažďují a ve spodních vrstvách a za nepřístupu vzduchu se přetvářejí na rašelinu.

Vysychání rašelinišť

Autoři studie došli k závěru, že většina rašelinišť byla v období mezi lety 1800 až 2000 sušší než v předchozích 600 letech. Čtyřicet procent slatí pak bylo sušších než za posledních tisíc let, a čtvrtina dokonce než za poslední dva tisíce let.

„Studie poukázala na to, že vysoušení těchto bažinatých ploch daný proces změnilo. Rašeliniště se tak nyní naopak přeměňují v producenty uhlíku - namísto pohlcování ho začínají emitovat,“ vysvětlil serveru BBC Blaauw.

Graf závislosti teploty na koncentraci CO2

V grafu je vidět, že závislost přibližně odpovídá přímé úměrnosti, kdy každé zvýšení koncentrací CO2 o 10 ppm vede k nárůstu teploty zhruba o 0,1 °C. Na druhou stranu je oteplování ovlivněno i mnoha jinými faktory: dalšími skleníkovými plyny, prouděním v atmosféře a oceánu, které rozvádí teplo po planetě, ale také aerosoly a formováním oblačnosti (stínící efekt). Je tedy správné tvrdit, že každé zvýšení koncentrací CO2 o 10 ppm vede ke zvýšení teploty zhruba o 0,1 °C?

V tomto vztahu c0c_0 označuje počáteční koncentraci, Δc\Delta c nárůst koncentrace a SS je parametr zvaný citlivost klimatu - ten vyjadřuje, o kolik se zvýší teplota planety, když se zdvojnásobí koncentrace skleníkového plynu v atmosféře. Klimatický systém má setrvačnost - některé procesy dosahují rovnováhy během jednotek let, jiné během desítek či stovek let. Proto je potřeba rozlišovat krátkodobou citlivost klimatu (TCR, Transient Climate Response), která zohledňuje procesy v řádu jednotek let, rovnovážnou citlivost klimatu (ECS, Equilibrium Climate Sensitivity), zohledňující procesy v řádu desítek let, a dlouhodobou odezvu klimatu (ESS, Earth System Sensitivity), která zohledňuje procesy v řádu stovek a tisíců let.

Ze současných modelů klimatického systému vycházejí hodnoty krátkodobé citlivosti klimatu TCR okolo 1,7 °C (v rozmezí 1,3-3,0 °C)6 a hodnoty rovnovážné citlivosti klimatu ECS okolo 3°C (v rozmezí 2,3-4,7 °C).7 8 Data, která zobrazujeme v grafu, jsou průběžná a odpovídají krátkodobé odezvě klimatu. Kdyby se koncentrace stabilizovaly, teploty by ještě několik desítek let rostly, než by se oteplování zastavilo na hodnotách odpovídajících rovnovážné citlivosti klimatu. Jinak řečeno: přímá úměrnost mezi koncentracemi a oteplením přestane platit, jestliže se radikálně sníží emise CO2 na hodnoty blízké nule.

Oxid uhličitý zodpovídá přibližně za 70 % oteplení.9 Zbývajících 30 % je způsobeno dalšími skleníkovými plyny, zejména metanem a oxidem dusným, jejichž koncentrace v atmosféře také rostou. Spolu se skleníkovými plyny ale lidstvo vypouští i aerosoly, které mají na planetu ochlazující efekt, protože odráží sluneční záření a napomáhají vzniku mraků.10 Zobrazené oteplení zahrnuje všechny tyto jevy, na vodorovné ose jsou nicméně vynášeny jen koncentrace CO2.

Tvrzení o přímé úměrnosti mezi nárůstem koncentrací a oteplením je tedy zkreslující v tom, že ukazuje pouze závislost na dominantním faktoru. Hodnoty teplotní anomálie pro jednotlivé roky jsou z datasetu NASA Goddard Institute for Space Studies. Hodnoty koncentrace CO2 pro jednotlivé roky vycházejí z měření Scripps Institution of Oceanography, který je součástí NOAA. Trendová křivka odpovídá rovnici ΔT(c)=S⋅log⁡2(cc0)\Delta T(c) = S \cdot \log_2 (\frac{c}{c_0}), kde cc je koncentrace, c0c_0 počáteční koncentrace a SS je parametr průběžné citlivosti klimatu. Tento teoretický vztah se používá v idealizovaných podmínkách simulací - buď jako vztah pro oteplení po ustanovení rovnováhy, kdy S odpovídá ECS (Equilibrium Climate Sensitivity), nebo pro průběžnou hodnotu oteplení při každoročním zvyšování koncentrace CO2 o 1 %, kdy S odpovídá TCR (Transient Climate Response).

V zobrazených datech je ovšem oteplení nejen důsledkem zvýšení koncentrací CO2, ale také důsledkem zvyšování koncentrací dalších skleníkových plynů. Proto hodnoty TCR a ECS zjištěné simulacemi bereme pouze jako orientační a hodnotu S pro zobrazení závislosti fitujeme (S = 2,37 °C). Souvislost globálního oteplování a koncentrace atmosférického oxidu uhličitého je jednou z klíčových a nejdéle zkoumaných souvislostí v rámci studia klimatické změny. První výpočty publikoval Svante Arrhenius již v roce 1886 a jeho odhady citlivosti klimatu jsou potvrzovány a zpřesňovány dalšími studiemi.

tags: #změna #klimatu #wikipedie

Oblíbené příspěvky:

• Odpad z garáže: Co s ním?
• Texty a příběhy o přírodě
• Přírodní rezervace Křížový vrch
• Socioekonomický a environmentální rámec
• Praktické řešení pro kuchyň