Klimatické změny a doba ledová: Souvislosti a současné poznatky

Vývoj klimatu během ledových dob je komplikovaný, nesmírně zajímavý a očividně životně důležitý pro celé lidstvo. Bohužel ale stále ještě plně nechápeme mechanismy, které vedly ke spuštění cyklů ledových dob a které ovlivňují komplikovaný průběh klimatu během jednotlivých dob ledových a meziledových.

Klimatičtí vědci rozmanitého vyznání se shodnou, že významnou roli zřejmě hrají změny oběžné dráhy Země (známé jako Milankovičovy cykly), změny složení atmosféry (samozřejmě včetně skleníkových plynů), pohyb tektonických desek, který kriticky ovlivňuje atmosférické i mořské proudění, cykly sluneční aktivity, změny v systému Země-Měsíc, a také katastrofické dopady meteoritů a mohutné sopečné erupce.

Otázkou ale zůstává, které z těchto faktorů jsou klíčové, jaké jsou mezi nimi vztahy, a jestli nepřehlížíme něco podstatného. Podstata mechanismu ledových dob nám každopádně zatím uniká, takže nejsme s to věrohodně předpovědět další vývoj.

Nicméně, v čerstvém čísle časopisu Nature se objevil pozoruhodný článek, který nám nabízí naději. Andrey Ganopolski z německého Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK) a jeho kolegové v něm tvrdí, že se jim možná povedlo rozkrýt mechanismus v pozadí ledových dob. Vsadili si na ozářenost severských oblastí planety Sluncem spolu s koncentrací oxidu uhličitého v atmosféře, a domnívají se, že právě tato kombinace vysvětluje posledních osm dob ledových.

Podle Ganopolskiho a spol. to funguje tak, že za sníženého letního ozáření severských oblastí, v kombinaci se sníženou hladinou oxidu uhličitého, dochází k rychlému zaledňování kontinentů severní polokoule, které nevybíravě ukončí dobu meziledovou.

Čtěte také: Luboše Motla o klimatické změně

Ganopolskiho tým si to nasimuloval a tvrdí, že další doba ledová měla začít někdy před počátkem průmyslové revoluce, která odstartovala v průběhu osmnáctého století. Ale nezačala. Prý za to mohla relativně vysoká koncentrace oxidu uhličitého a parametry oběžné dráhy Země.

Ganopolski a spol. na základě svých simulací předpovídají, že i bez lidského vlivu by nedošlo k podstatnému růstu kontinentálních ledovců přinejmenším několik tisíc let. Pokud se lidstvu podaří i do budoucna udržet emise oxidu uhličitého, tak prý příští doba ledové nepřijde dřív, než za sto tisíc let.

Autor tohoto komentáře nezastírá nedůvěru k podobným klimatickým studiím, které na jeho vkus přeceňují roli módního oxidu uhličitého a příliš zjednodušují sítě klimatických vztahů. Ganopolskiho studie má svá slabá místa a očividně se fixuje na oxid uhličitý, aniž by nějak podstatně řešila příčiny spuštění cyklu ledových dob, kolísání klimatu během dob ledových a meziledových nebo vztah oxidu uhličitého k ostatním faktorům, které tvarují výsledné klima. Jednotlivé doby meziledové se navzájem poměrně hodně liší a mají společné prakticky jenom jedno - po každé z nich nakonec přišel led.

Vývoj klimatu a vliv lidské činnosti

Graf začíná v době vrcholu poslední doby ledové, 20 000 let př. n. l. Můžeme pozorovat přirozené oteplení, které proběhlo během konce doby ledové, a následné ustálení teplot v nynější době meziledové. Během přirozeného přechodu z doby ledové do doby meziledové se planeta Země v průměru oteplila zhruba o 7 °C, toto přirozené oteplení trvalo přibližně 7 000 let.

Během posledních 100 let se planeta kvůli působení lidmi vypouštěných skleníkových plynů oteplila o více než 1 °C. Toto oteplování bude pokračovat dokud lidstvo nepřestane zvyšovat koncentrace skleníkových plynů v atmosféře. V případě, kdy lidstvo co nejrychleji odstoupí od využívání fosilních paliv, se růst teplot zastaví na 1,5 °C nad hodnotami, které byly běžné před průmyslové revolucí.

Čtěte také: Klimatická změna: podrobný pohled

V případě, kdy lidstvo naopak bude pokračovat využívání fosilních paliv, bude růst teplot pokračovat a před koncem tohoto století dosáhne približně 3,5 °C, což je dvakrát více než rozdíl mezi dobou ledovou a meziledovou. (Údaje zvýšení teploty jsou však udávány jako průměr celé planety. Kontinenty se oteplují přibližně dvakrát rychleji, severní ledový oceán téměř čtyřikrát rychleji.

Abychom zjistili, jaké teploty panovaly na různých místech dříve v historii, je nutné teplotu zrekonstruovat za pomoci tzv. proxy měření. Nejčastěji používaným proxy měřením je měření relativních koncentrací izotopů kyslíku v hloubkových vrtech. Jak se v historii postupně usazovaly ledovce a mořské sedimenty, byly v nich zachycovány malé bublinky vzduchu. Poměr izotopů kyslíku v těchto zachycených bublinkách závisí na teplotě, která v době usazení v okolí panovala.

Pro zrekonstruování průměrné globální teploty je nutné provést mnoho takových měření po celé Zemi a vytvořit z nich vážený průměr. Rekonstrukce teploty ve studii Osman et al. (2021) využívá data z 539 měření po celém světě v kombinaci se simulacemi klimatických modelů.

Budoucí oteplení závisí na budoucím množství emisí skleníkových plynů. Proto IPCC vydává čtyři různé předpovědi pro čtyři emisní scénáře (Representative Concentration Pathways, RCP). Nejnižší emisní scénář RCP2.6, který by zaručoval udržení oteplení pod hodnotou 1,5 °C by vyžadoval rychlý celosvětový přechod ke klimatické neutralitě. Na druhém konci škály je scénář RCP8.5, který by nastal v případě významného zvýšení využívání fosilních paliv a způsobil by oteplení o více než 4 °C. Tento vysoký emisní scénář je v současnosti také čím dál méně pravděpodobný díky klimatickým závazkům, které jsou všude po světě přijímány.

Malá doba ledová a její příčiny

Co způsobilo malou dobu ledovou, tedy chladné období trvající v Evropě zhruba ve 14.-17. století? Malá doba ledová byla jedním z nejchladnějších obdobích v posledních 10 000 letech, alespoň v rámci Evropy a přilehlých oblastí (viz zánik vikinského osídlení v Grónsku).

Čtěte také: Větrná energie a klima v ČR

Studie University of Massachusetts Amherst vede k závěru, že před ochlazením někdy kolem r. Z rekonstrukce teplot v severním Atlantiku má vyplývat, že koncem 14. století došlo v velkému přesunu teplé vody na sever (do moří na jich od Grónska). Normálně teplá voda z tropů proudí na sever podél pobřeží severní Evropy, a když dosáhne vyšších zeměpisných šířek a setká se s chladnějšími arktickými vodami, ztrácí teplo a stává se hustší, což způsobuje, že klesá ke dnu.

Toto hlubokovodní formace pak proudí na jih podél pobřeží Severní Ameriky a pokračuje v cirkulaci. Toto proudění (cirkulace AMOC: Atlantic Meridional Overturning Circulation, jejíž součástí Golfský proud…) však mělo tehdy zesílit. Na sever přesouvalo mnohem více teplé vody než obvykle, což následně způsobilo rychlý úbytek arktického ledu.

Během několika desetiletí na konci 14. století se do severního Atlantiku dostávalo velké množství vody z tajícího ledu, což nejen ochlazovalo severoatlantické vody, ale také snižovalo jejich slanost.

A co bylo příčinou oteplení severního Atlantiku těsně předtím? Zde do hry zase měla vstoupit sluneční aktivita - ta byla vysoká a způsobila vysoký atmosférický tlak nad Grónskem. Ve stejné době docházelo na Zemi k menšímu než obvyklému („průměrnému“) množství sopečných erupcí, a v ovzduší proto bylo méně popela. Čistší atmosféra znamenala, že planeta více reagovala na změny slunečního záření.

K tomu se přidává to, že zesílení cirkulace AMOC a vysoký tlak nad Grónskem jsme zaznamenali i 60.-80. letech 20. století. Mohl by se přílišný scénář opakovat?

„Musíme však sledovat hromadění sladké vody v Beaufortově moři (severně od Aljašky), které se za poslední dvě desetiletí zvýšilo o 40 %. Její export do subpolárního severního Atlantiku by mohl mít silný dopad na oceánskou cirkulaci.

Riziková paralela je nasnadě: v souvislosti s klimatickými změnami by se mohl narušit nebo zastavit Golfský proud. V souvislosti s malou dobou ledovou existuje nejasný vztah mezi klimatem a epidemiemi (co spustilo co). Kauzalita je na první pohled zřejmá, po ochlazení poklesly zemědělské výnosy, podvyživená (podvyživenější) populace náchylnější k nemocem, řada chorob se lépe šíří v chladnějším klimatu.

Jinak existence zpětných a různě se ovlivňujících vazeb, které mohou i překonat původní podnět, není až tak výjimečná. Oteplí se, roztaje led, ochladí se mořská voda, zase se ochladí (přechodně třeba i ještě víc). Nebo jiný zmiňovaný mechanismus: oteplí se v tropech, více vodní páry do atmosféry, může vyvolat i více srážek v subarktických oblastech, více sněhu/ledu, změna albeda (odraz slunečního záření kvůli světlejší barvě povrchu), následkem je ochlazení.

Sluneční aktivita a možné ochlazení

Opravdu to nyní vypadá, že existuje vice a vice reálnější možnost, že vlivem chování cyklické sluneční aktivitě dojde dřív nebo později k ochlazování. Je možné, že ke změnám dojde velice brzy, některé zdroje ukazují, že ke změnám už dochází nyní, ale zrovna tak se může stat že skutečné změny přijdou až za 10 let. Vlastně 10let není pro klima prakticky žádný časový úsek, je to velmi krátká doba. Ale je to hodně dlouhá doba pro lidský život. Do hry dál vstupuje spousta dalších faktorů včetně zvyšujích se koncentracemi CO2 v ovzduší.

Leckdo včetně mainstreamových médií tím pádem oponuje, že zvýšené koncentrace CO2 (nebudu se pouštět do debaty jak způsobené) zabrání projevu těch výkyvů klimatu a ochlazení v rámci budoucího slunečního minima.

Na druhou stranu už nyní připouštějí eventualitu výskytu extrémů v obou amplitudách (teplo i Zima)

My bohužel nemáme ani zlomek údajů o tom jaké počasí panovalo v letech spadajících pod např. Maunderovo Minimum v porovnání s dneškem. Ovšem historici našli mnoho zajímavých záznamů o tom, že přicházely roky s krutými zimami , je zaznamenaný rok bez léta, je zobrazeno bruslení na Temži a na Holandských kanálech atd atd....

Co mě přijde nelogické je fakt, že se jako lidstvo vůbec nepřipravujeme na budoucí eventualitu ( byť by přišla za 100 nebo 500 let), že skutečně nastane nová doba ledová. Místo toho řeší emisní povolenky všeho druhu a vydává "zelené" nálepky a štítky.... za poplatek Postupné oteplování, které novodobá historie zažívá od 50tých let má sice svá rizika pro civilizaci, ale to je nic proti eventualitě citelného ochlazení planety.

Máme sice chytré mobily, ale v evoluci jsme se zatím jako lidský druh vyvinuli z lovce a sběrače do "zemědělce".

Vliv oceánských proudů

Světové oceány jsou v neustálém pohybu. Masy vod se ohřívají a ochlazují, mění se v nich obsah solí a podle toho se drží buď na hladině nebo naopak klesají do hlubin. Vzniká tak tzv. termohalinní cirkulace. Celé kontinenty se ohřívají nebo naopak ochlazují díky teplým či studeným mořským proudům. Velké klimatické změny souvisejí se změnou cirkulace vody v mořích a oceánech.

Už brzy můžeme být svědky změny v cirkulaci mořských proudů, která El Niño a La Niñu zcela zastíní. Kolaps proudů by mohl nastat už za dva roky. K takovému závěru došli ve své studii publikované vědeckým časopisem Nature Peter Ditlevsen a Susanne Ditlevsenová z university v Kodani.

Systém oceánských proudů AMOC (zkratka se vyslovuje stejně jako nechvalně proslulé tropické šílenství) funguje jako obří mořský dopravník. Teplou vodu ohřátou na hladině v rovníkové oblasti transportuje na vzdálenost tisíců kilometrů až do Arktidy. V hloubce putuje zpět k jihu, kde opět vystoupá k hladině. Golfský proud valící se z Mexického zálivu napříč Atlantikem k Evropě je jednou ze součástí AMOC. Další větve má systém na jižní polokouli.

AMOC rozvádí teplo z tropů po celém Atlantském oceánu a je tak důležitou součástí regulace pozemského klimatu. Zpomalené proudění vody v AMOC může být vyvoláno přirozenými výkyvy zemského klimatu. Jeho současné „zlenivění“ však vědci připisují především klimatickým změnám způsobeným činností člověka. Počítačové modely simulující vývoj klimatu do budoucna naznačují, že pokračující oteplování by mohlo způsobit rozvrat celého systému AMOC.

Z obrovské masy grónských ledovců se do severního Atlantiku odlomí ročně 250 miliard tun ledu, který následně roztaje. V minulosti už přílivem studené sladké vody do severního Atlantiku ke kolapsu AMOC došlo. Naposledy se tak stalo před 12 900 roky a výsledkem bylo citelné ochlazení známé jako mladší dryas. V severním Atlantiku klesly na 1300 let teploty až o 10 °C.

Vědci se obávají, že co se stalo v minulosti, to se může opakovat už v nebezpečně blízké budoucnosti. Podle Thornalleyho by se v některých částech Evropy výrazně ochladilo, a to až o 5 nebo 10 °C. Pásma tropických dešťů by se přesunula, což by v některých regionech vedlo k intenzivnějším suchům a jinde zase k vyšším úhrnům srážek včetně těch přívalových, jež s sebou přinášejí rozsáhlé záplavy.

Pokud by AMOC přestal s transportem obrovských vodních mas, mohl by Atlantický oceán absorbovat méně oxidu uhličitého z atmosféry. Do některých jeho částí by se dostávalo méně kyslíku.

Studie dánských vědců využívá jiný přístup než předchozí modelování stability AMOC. Tento přístup má podle odborníků svá pro a proti. Není totiž vůbec jisté, jestli lze AMOC v celé jeho složitosti spolehlivě prezentovat pozorováním z jedné jediné oblasti oceánu.

Klimatolog Stefan Rahmstorf z Postupimského ústavu pro výzkum změny klimatu upozorňuje, že na rychlejší slábnutí AMOC nepoukazuje jen dánská studie. Připomíná studii svého týmu z roku 2021 a další studii z roku 2022, které rovněž naznačují, že AMOC se může blížit bodu zvratu, který by mohl urychlit případný kolaps.

Jiní vědci ale poukazují na fakt, že není úplně jasné, jak se bude AMOC chovat, až zeslábne. Je možné, že celý systém ani potom nezkolabuje.

Není už ale pochyb o tom, že AMOC má problémy. Pokud by se ale závěry dánské studie potvrdily, pak máme vážné důvody ke znepokojení. Ochlazení klimatu až o 10 °C by nás postavilo před problémy, které by byly ještě horší než předvídané globální oteplení.

Dansgaard-Oeschgerovy události

Před desítkami tisíc let došlo u Grónska několikrát k extrémní klimatické změně. Vědci teď popsali, že následky této události byly znát po celé planetě.

Velmi známou extrémní změnou jsou takzvané Dansgaard-Oeschgerovy události. Šlo o skokové zvýšení teplot v Grónsku, kdy se tam během několika desetiletí oteplilo o patnáct stupňů Celsia. Docházelo k nim opakovaně v průběhu poslední doby ledové. Příčina stále není úplně jasná. Teď ale vědci vědí, jaké byly jejich celoplanetární dopady.

„Tyto události jsou archetypem náhlých klimatických změn. Jakékoliv další prohloubení našich znalostí o nich má zásadní význam pro spolehlivější posouzení rizika a možných dopadů budoucích velkých klimatických zlomů,“ vysvětluje smysl výzkumu Niklas Boers z Postupimského institutu pro výzkum dopadů klimatu (PIK) a Technické univerzity v Mnichově, který patří mezi autory studie, jež vyšla v žurnálu v Proceedings of the National Academy of Sciences.

„Naše výsledky ukazují, že v důsledku Dansgaard-Oeschgerových událostí se po celém světě drasticky a náhle změnila atmosférická cirkulace a s ní spojené srážkové úhrny,“ vysvětluje hlavní autor Jens Fohlmeister, který v době výzkumu působil v PIK. „Dopady těchto případů náhlých změn klimatu v minulosti se projevily globálně a nejsilněji v tropických monzunových oblastech.“

Vědci dokázali tyto vlivy, které naznačuje více než stovka jeskynních útvarů ze sedmašedesáti různých jeskyní na všech kontinentech kromě Antarktidy, reprodukovat pomocí komplexních klimatických modelů.

„To ukazuje, že jsme na dobré cestě ke zdokonalení našich modelů, abychom byli schopni detailněji reprezentovat náhlé změny klimatu,“ doplňuje Boers.

Výzkum by mohl dále pomoci lépe pochopit, jak budou některé prvky klimatického systému planety reagovat při různých scénářích globálního oteplování způsobeného člověkem.

Možné dopady ochlazení

Pokud by přišlo období srovnatelné s Malou dobou ledovou, mohl by zamrznout i Balt. Malá doba ledová pro tehdejší Evropu a Evropany znamenala těžkou ránu. S tím vším byl najednou konec. Grónsko a s ním celý sever pokryl led, rozrostly se i alpské ledovce. Řeky západní Evropy začaly pravidelně zamrzat stejně jako Baltské moře a Calaiská úžina mezi Francií a Anglií. I na Vltavě se tehdy v zimě tvořil led silný několik desítek centimetrů. Léta byla krátká, studená a deštivá, po nich přicházely dlouhé a extrémně kruté zimy.

Kdyby naši vyspělou civilizaci postihlo ochlazení srovnatelné s malou dobou ledovou, není jisté, zda bychom se s ní dokázali vypořádat s menšími ztrátami než naši předkové. Pro většinu obyvatelstva by to znamenalo podstatné, ne-li kritické snížení životní úrovně.

Stačí si jen představit, že bychom za teplo byli nuceni zaplatit dvojnásobek toho, co platíme dnes - jednak by bylo zapotřebí topit více, jednak by ceny paliv šly bezpochyby nahoru. Už jen tím by se zároveň zdražilo i vše ostatní, samozřejmě včetně potravin.

K tomu připočtěme komplikace v dopravě a zásobování. Mohlo by dojít k dlouhodobým výpadkům elektřiny, pokud by se pod námrazou zřítila elektrická vedení a lodě s energetickým uhlím zamrzly na řekách. Netekla by voda, protože mrazem by popraskaly vodovodní řady. Ve stájích by začala umrzat hospodářská zvířata, nebylo by jim jak a čím přitopit.

tags: #změna #klimatu #doba #ledova #souvislost

Oblíbené příspěvky:

• Udržitelná energie a pasivní odpor
• Zajímavosti v Pardubicích
• O KSEV Krkonoše
• Dekontaminace techniky: Co potřebujete vědět
• Srovnání nožů do přírody