Změna klimatu a její dopady

05.03.2026

Ve vědecké komunitě se dnes všeobecně přijímá, že současná změna klimatu je způsobena zvyšováním koncentrací skleníkových plynů v atmosféře, a to zejména oxidu uhličitého.

Skleníkový efekt a radiační působení

Země je stejně jako ostatní planety obklopena vesmírným vakuem, kterým se energie může šířit pouze ve formě záření. Planety od Slunce energii ve formě záření přijímají a současně také samy energii vyzařují. Sluneční záření vidíme, tepelné záření planet je však v infračervené oblasti a je pro naše oči neviditelné.

Atmosféra může způsobit rozdíl mezi tepelným zářením, které vyzařuje povrch planety, a tepelným zářením vycházejícím z horní vrstvy atmosféry (TOA, top-of-atmosphere) tím, že část záření pohltí a odrazí zpět k povrchu. Teplota povrchu planety se pak ustálí na vyšší hodnotě, než jakou by planeta měla bez atmosféry.

Vliv skleníkových plynů na výměnu energie mezi Zemí a okolním vesmírem (neboli radiační působení skleníkových plynů) lze vypočítat pomocí fyzikálních modelů. Je to možné díky tomu, že známe fyzikální vlastnosti jednotlivých skleníkových plynů a známe také jejich koncentraci v atmosféře.

Protože skleníkové plyny část infračerveného záření odráží zpět k Zemi, zesilování skleníkového efektu vede ke snižování množství infračerveného záření, jež uniká do vesmíru, a naopak zvyšování množství infračerveného záření, které přichází k Zemi.

Čtěte také: Luboše Motla o klimatické změně

Měření a pozorování

Již více než 50 let jsou na oběžné dráze Země satelity vybavené spektrometry, které dokáží měřit spektrum záření odcházejícího od Země. Jedním z prvních takových satelitů byl Nimbus 4 americké agentury NASA (vypuštěn v roce 1970). Od té doby proběhla řada podobných misí, jejichž cílem bylo pozorování naší planety a měření jejích charakteristik.

Od vypuštění japonského satelitu ADEOS v roce 1996 pak máme k dispozici měření z nejvyšších vrstev atmosféry téměř nepřetržitě, díky využití různých instrumentů na mnoha dalších satelitech (tím nejnovějším je NOAA-20, vypuštěný v roce 2017).

Změna záření unikajícího do vesmíru mezi lety 1970 a 1996, změřená satelitními přístroji. Zajímavým faktem je, že každý skleníkový plyn zachycuje trochu jiné vlnové délky záření. Které přesně, to záleží na tvaru jeho molekul. Díky tomuto poznatku je pak snížení unikajícího záření na jednotlivých vlnových délkách možné připsat na vrub konkrétním skleníkovým plynům (viz popisky v grafu).

Zatímco množství odcházejícího záření klesá, pozemní stanice naopak zaznamenávají více infračerveného záření přicházejícího k povrchu. Na většině světových stanic byl mezi lety 1973 a 2008 naměřen nárůst infračerveného záření (oranžově, červeně). Na některých stanicích k výrazné změně nedošlo (zeleně), a na některých se dokonce množství dopadajícího infračerveného záření snížilo (modře). Tyto místní rozdíly lze vysvětlit různým množstvím vodní páry v dané oblasti v důsledku změny klimatu.

Z těchto měření plyne, že se celosvětově zvyšuje množství infračerveného záření dopadajícího k Zemi. Toto zvyšování přitom nelze vysvětlit vyšší intenzitou záření od Slunce, a to hned ze tří důvodů:

Čtěte také: Klimatická změna: podrobný pohled

Zvýšené množství záření je pozorováno i v noci.
Spektrum záření neodpovídá slunečnímu spektru, ale naopak spektru tepelného záření odraženého skleníkovými plyny a vodní párou.
Jak již bylo zmíněno výše, jednotlivé skleníkové plyny zachytávají různé vlnové délky infračerveného záření, a tak je ze změny spektra možné určit jejich podíl na změně klimatu.

Navíc se pomocí těchto měření přicházejícího záření dají ověřit také modely radiačního působení skleníkových plynů.

Role vodní páry

Při popisování vlivu jednotlivých skleníkových plynů je třeba zmínit také roli, kterou hraje vodní pára. Ta totiž způsobuje největší část skleníkového efektu, přestože nejde o antropogenní skleníkový plyn - na její množství v atmosféře nemá lidstvo přímý vliv.

Kolik vodní páry v atmosféře je, záleží hlavně na teplotě, protože vyšší teplota znamená vyšší výpar a teplejší vzduch dokáže vodní páry zadržet více. Jinak řečeno, teplejší atmosféra do sebe dostává více vodní páry z evapotranspirace rostlin a povrchu vodních ploch a oceánů. Když se vzduch ochladí, přebytečná vodní pára zkondenzuje a vyprší.

Radiační působení a experimentální měření

Se znalostí zvýšení koncentrací skleníkových plynů v atmosféře můžeme fyzikálními výpočty zjistit, že přímé lidské emise jsou celkově zodpovědné za zvýšení záření přicházejícího k Zemi zhruba o 3 W/m2 a že 2 W/m2 z toho způsobily emise CO2. Nedávno se podařilo tyto hodnoty i experimentálně změřit za pomoci satelitů: mezi lety 2003 a 2018 se toto člověkem vyvolané radiační působení zvýšilo zhruba o 0,5 W/m2.

Rostoucí množství přicházejícího záření musí zákonitě způsobit zvýšení teploty. Jak vysoké toto zvýšení bude, lze celkem jednoduše vypočítat - je to stejné, jako když zapnete troubu s určitým výkonem a chcete vypočítat teplotu, na které se ustálí její vnitřek.

Čtěte také: Větrná energie a klima v ČR

Ve skutečnosti však v klimatu fungují ještě zpětné vazby - např. zvýšení teploty vede k většímu množství vodní páry v atmosféře a dalšímu oteplení, jak jsme zmínili výše. Jiná zpětná vazba spočívá v tom, že zvýšení teploty způsobuje roztátí sněhu a ledovců, které dříve odrážely velkou část slunečního záření zpět.

Klimatické modely a predikce

Klimatické modely se používají k predikci působení skleníkových plynů na globální teploty již od 70. let minulého století. Během této doby se průběžně zlepšovaly s tím, jak se zdokonalovala výpočetní technika a zvyšovalo se množství naměřených dat, které byly k dispozici. Ve 21. Když v roce 1979 publikovali vědci první souhrnnou zprávu o výsledcích tehdejších klimatologických modelů, nevěděli ještě, zda vývoj klimatu jejich zjištění potvrdí, nebo ne.

Dnes už můžeme zpětně vyhodnotit, jak si které klimatologické modely vedly. Protože globální oteplování závisí zejména na množství vypouštěných skleníkových plynů a není možné předpovědět, kolik těchto plynů bude lidstvo v příštích dekádách vypouštět, pracují klimatické modely s určitými scénáři, tedy vždy předpovídají oteplení pro dané množství vypuštěných emisí.

V současnosti se ukazuje, že výstupy klimatických modelů se shodují se skutečností, tedy že pozorované oteplení je v rámci odchylky stejně velké jako předpovězené oteplení, jež je způsobeno skleníkovými plyny.

Experimentální důkazy vlivu CO2 na globální oteplování tedy máme dnes již na několika úrovních: máme změřeno, že méně záření opouští planetu a více záření dopadá na povrch, a tato měření souhlasí s modely radiačního přenosu v atmosféře a na jejich základě klimatologické modely správně předpovídají vývoj globálních teplot.

Nejistoty v našem poznání skleníkového efektu tak souvisí už v podstatě jen s detaily zesilujícího efektu vodní páry a přesnými procesy vzniku oblaků.

Satelitní měření i pozorování in-situ nezávisle ukazují zdvojnásobení energetické nerovnováhy Země (EEI, Earth‘s Energy Imbalance) mezi roky 2005 a 2019. Nárůst energetické nerovnováhy probíhá tempem přibližně 0.5 W m−2 za dekádu a přispívají k tomu jak antropogenní skleníkové plyny, tak zpětné vazby v klimatickém systému.

Malý vodní cyklus a teorie biotické pumpy

Pro klima krajiny má velký význam malý vodní cyklus. Všichni se ve škole učíme, že existuje velký a malý vodní cyklus, koloběh vody na Zemi zajišťující život, založený na odpařování vody a na jejím následném vysrážení ve formě sněhových či dešťových srážek zpět na souš nebo oceán.

Oceány, moře, jezera a řeky dodávají téměř 90 % vzdušné vlhkosti do naší atmosféry výparem a zbývajících 10 % pochází z transpirace rostlinami, dále se ví, že objem vody v atmosféře je prakticky vždy zhruba 12 900 km3.

Velký vodní cyklus lze popsat i tak, že ročně se z oceánů vypaří cca 430 000 km3 vody, z níž většina spadne opět ve formě srážek do oceánů. Dalších 70 000 km3 se vypaří z pevnin. Ve formě srážek dopadne na pevninu ročně pouze cca 110 000 km3 vody, z níž největší část se vypaří, část odteče řekami (40 000 km3 - tzv. stabilní roční odtok) a část dosáhne moře jako podzemní voda.

Převážné množství srážek spadne zpět do oceánu a jen asi 8, 3% dopadne na pevninu. K dispozici je matematický model hydrologické bilance oběhu vody na Zemi.

Při tomto koloběhu se část srážkové vody vrací zpět výparem vegetace do atmosféry a může tak znovu kondenzovat a spadnout na krajinu. Bohužel dodnes neexistuje obecný model malého cyklu, který by alespoň zčásti byl popsán tak dobře jako modely klimatické. Víme pouze, že má na svědomí většinu srážek dopadající na pevninu a že se nám ho podařilo úspěšně rozvrátit.

Názorným příkladem malého cyklu bývalo tzv. aprílové počasí.

A právě otázky změny klimatu ve vazbě na život na Zemi (nikoli pouze člověka) a porozumění malému vodnímu cyklu a jeho vlivu na klimatickou změnu se staly základem práce ruských vědců profesora Gorshkova, později i doktorky Makarieva (dále G+M), na jejímž základě představili teorii biotické pumpy.

Ta ve svém důsledku není slučitelná s dnes většinově uznávaným vlivem antropogenních emisí CO2 na změnu klimatu. G+M dovodili, že IPCC používané modely klimatu jsou chybné, neboť v nich není dostatečně zahrnuta dynamika kondenzace vodních par ekosystémy a tudíž nemohou předpovídat změny v kondenzačním a evaporačním režimu, který je důležitým parametrem v GMS.

Protože obě teorie jsou neslučitelné, je zřejmé, že se buď mýlili oni, anebo většina vědecké obce a taky státníků, kteří uvěřili názoru o zásadním vlivu emisí CO2 ze spalování fosilních paliv a podepsali se pod dokumenty označené jako Kjótský protokol a Pařížská dohoda, ze stejných důvodů byl přijat direktivní European Green Deal s masivní podporou OZE.

Stabilita klimatu a role bioty

Jako špičkový teoretický fyzik, ovládající příslušný matematický aparát zaměřený na problematiku tzv. klimatické změny, si provedl vlastní analýzu. Nejdříve si položil základní otázku. Dovodil, že základním rysem živé hmoty, aniž by aspiroval na definici života, je vlastnost ekosystémů (souhrnu všech živých organismů) reagovat na vnější vlivy (příjem a výdej energie) tak, že se vytvoří zpětná vazba mezi nimi a okolním prostředím, směřující k tomu, aby se vytvořilo m.j. Z pohledu globální teploty Země se jedná o interval přibližně +5 °C až +25 °C, který tvoří pro dnešní ekosystémy požadovaný teplotní rámec.

Orbita Země ve Sluneční soustavě určuje tok sluneční energie dopadající na planetu mimo atmosféru. Asi třetina tohoto toku se odráží zpět do vesmíru, převážně od mraků v atmosféře a odrazem od sněhu, ledu na zemském povrchu.

To ukazuje na existenci zatím nepoznaného mechanismu regulace klimatu a taková regulace může být založena pouze na vysoce uspořádaných procesech, které jsou generované slunečním zářením v důsledku velkých rozdílů teplot slunečního záření (krátkovlnné záření Slunce) a terestrickým tepelným zářením (dlouhovlnné záření Země).

Na Zemi se život objevil asi před 4.4 mld let a dostupná paleodata, nikým nezpochybňovaná, svědčí o stabilním udržování hodnot globálního průměrného povrchu teploty na Zemi v intervalu 5°-25°C během posledních sedmi set miliónů let.

Země používá sluneční energii k zajištění negativní zpětné vazby na klimatické změny nějakým doposud nepopsaným, avšak uspořádaným mechanismem a tento proces probíhá na základě nerovnovážných dějů, které nejsou zahrnuty do současných modelů založených pouze a jenom na fyzikálně-chemických vlastnostech atmosféry.

Teorie G+M naproti tomu tvrdí (zjednodušeně), že současný stav byl způsoben antropogenním narušením přirozeného hydrologického cyklu. Masivním globálním odlesněním a odvodněním jsme zbavili krajinu vody . To vede k tomu, že za dne se nadměrně zvyšují povrchové teploty, ohřívá se vzduch a ten stoupá rychle vzhůru (termika) a odnáší vlhkost vysoko do atmosféry. Netvoří se nízké mraky a vysycháme „vzdušnými řekami“.

Hydrosféra je hlavním zdrojem vodní páry - nejdůležitějšího skleníkového plynu. Hustota vodní páry roste exponenciálně se zvyšující se teplotou . Je zanedbatelně nízká při nízké teplotě. Pokud přirozený biotický zpětně-vazební mechanismus kontroly hydrologického cyklu silně narušíme, dojde k tomu, že místní i globální prostředí (v časovém měřítku stovek let) degraduje na stav k životu nezpůsobilý, v nejlepším případě stav silně omezující existenci a kvalitu života, který pokládáme za normální.

Globální uhlíkový cyklus, je periodický děj při němž se uhlík, základní stavební kámen veškerých organických sloučenin, vyměňuje mezi biosférou, litosférou, hydrosférou a atmosférou nerozlučitelně spojeného s absorbováním energie a její transformací na další formy (např. Mezi nejvýznamnější toky uhlíku patří oboustranná výměna mezi biosférou (i v půdě) a atmosférou o velikosti zhruba 120 gigatun za rok. Dále vzájemná výměna mezi hydrosférou a atmosférou (100 gigatun za rok). Člověk uvolňuje již 11 Gt ročně (častěji se udává hmotnost vzniklého CO2, ta je 3,67 x větší). Tyto děje jsou určeny toky energií jejichž jedinými primárními zdroji jsou energie radiační /Slunce/ a energie geotermální.

Z tohoto důvodu lze stabilitu novodobého klimatu vysvětlit jen s přihlédnutím k vysoce uspořádaným biotickým procesům generovaných sluneční energií. Nerovnoměrnost distribuce vodní páry je předpokladem procesů odpařování a srážení, které jsou životně důležité pro zemskou biotu.

Procesy v biotě generované sluneční energií jsou biologické povahy a jsou vysoce uspořádány, a to znamená, že klimatická stabilita na Zemi (zajištění požadovaného intervalu 5°- 25 °C) musí být regulační funkcí bioty.

Na rozdíl od toho má antropogenní vliv na území obsazená přírodní biotou katastrofický dopad na stabilitu životního prostředí.

Na otázku proč tedy koncentrace CO2 koreluje se zvyšováním globální teploty odpověděl profesor Gorshkov výpočtem, kde dokazuje, že navyšování koncentrace CO2 skutečně zvyšuje skleníkový efekt, avšak pouze do určité hodnoty. Nad ní je další případné navyšování koncentrace CO2 nevýznamné a rozhodující vliv má vodní pára.

Závěr zní, že pro zajištění dlouhodobé stability klimatu na Zemi by měla být obnovena přírodní biota a chráněna na většině kontinentálního povrchu. Jako jedno z bezprostředních opatření, lze uvést okamžité ukončení rozsáhlých deforestací, dnes nejznámější amazonské deštné pralesy, ale týká se to celé řady dalších lesních komplexů na Zemi.

Klimatická změna jako bezpečnostní riziko

Hlavním sdělením analýzy rizik WBGU je, že bez rozhodných protiopatření přesáhne v následujících desetiletích změna klimatu adaptační schopnosti mnoha společností. To může vyústit v destabilizaci a násilí ohrožující v nové míře národní i mezinárodní bezpečnost. Avšak změna klimatu může také sjednotit mezinárodní společenství, a to za předpokladu, že ji rozpozná jako hrozbu lidstvu a brzy nastaví kurs k vyhnutí se nebezpečné antropogenní změně klimatu přijetím dynamické a globálně koordinované klimatické politiky.

Abychom se vyhnuli tomuto vývoji, během příštích 10 až 15 let musí být zavedena ambiciózní globální klimatická politika. Efektivní mezinárodní režim ochrany klimatu musí zajistit, aby emise skleníkových plynů klesly na polovinu do poloviny 21. století.

WBGU ukazuje, že změna klimatu zaprvé zhoršuje stávající environmentální krize, jako sucho, nedostatek vody a degradaci půdy, zesiluje konflikty o využití půdy a může vyvolat další environmentálně podmíněnou migraci. Rostoucí globální teploty budou ohrožovat základy obživy mnoha lidí, zvláště v rozvojových oblastech, zvyšovat zranitelnost vůči chudobě a sociální deprivaci, a tedy ohrožovat bezpečnost lidí.

Zadruhé, nastanou pravděpodobně nové konfliktní konstelace. Vzestup výšky hladiny moře spolu s bouřemi a povodněmi by mohly v budoucnosti ohrožovat města a průmyslové oblasti podél pobřeží Číny, Indie a USA. Tání horských ledovců by ohrozilo zásobování vodou v oblastech And a Himálají.

Nicméně změna klimatu může snadno vyvolat národní i mezinárodní distribuční spory a zesílit problémy, které jsou již nyní těžko zvládnutelné, jako rozpady států, erozi společenského uspořádání a rostoucí sklon k násilí. V nejhůře postižených oblastech by to mohlo vést k šíření procesu destabilizace s neostrými strukturami konfliktů.

Schémata konfliktů vyvolaných změnou klimatu

WBGU identifikuje čtyři schémata konfliktů, ve kterých může být krizový vývoj očekáván jako výsledek změny klimatu a které mohou nastat s podobnými vlastnostmi v různých oblastech světa:

Klimaticky vyvolané znehodnocení zdrojů sladké vody: 1,1 miliardy lidí nemá v současnosti spolehlivý přístup k pitné vodě. Pro stovky milionů lidí by se situace mohla zhoršit s tím, jak změna klimatu změní proměnlivost srážek a množství dostupné vody.
Klimaticky vyvolaný pokles produkce potravin: V současnosti je na světě více než 850 milionů lidí podvyživených. Tato situace se bude do budoucna následkem změny klimatu patrně zhoršovat s tím, jak potravinová nejistota v nízkých zeměpisných šířkách, tj. v mnoha rozvojových zemích, vzroste se zvýšením teploty už o 2 °C (vzhledem k úrovni roku 1990).
Klimaticky vyvolaný nárůst katastrof - bouří a povodní: Změna klimatu povede k dalšímu vzestupu výšky hladiny moře a k intenzivnějším bouřím a silným srážkám. To velmi zvýší rizika živelných pohrom nastávajících v mnoha městech a průmyslových regionech v pobřežních pásmech.
Klimaticky vyvolaná migrace: Zkušenost ukazuje, že migrace může velmi zvýšit pravděpodobnost konfliktu v tranzitních i cílových oblastech. Můžeme očekávat, že počet environmentálních migrantů v budoucnosti vlivem změny klimatu podstatně poroste.