Globální Změna Klimatu: Důkazy a Fakta

Globální změnou rozumíme široké spektrum biofyzikálních, ekosystémových a socioekonomických změn, které mění fungování Země jako systému v planetárním měřítku. Mezi tyto změny patří proměny klimatu, produktivity krajiny a oceánů, chemie ovzduší a ekosystémů.

Globální změna není věcí víry, ale otázkou vědeckého poznání. Proto ji lze dokázat mnoha způsoby - nerovnováhou v energetické bilanci Země, nárůstem koncentrace skleníkových plynů, nárůstem teploty oceánů, poklesem biodiverzity atd.

Co je to globální změna klimatu?

Podle Rámcové úmluvy OSN o změně klimatu (UNFCCC) je globální změna klimatu „taková změna klimatu, která je vázána přímo nebo nepřímo na lidskou činnost měnící složení globální atmosféry a která je vedle přirozené variability klimatu pozorována za srovnatelný časový úsek“.

V užším smyslu je klima obvykle definováno jako průměrné počasí nebo přesněji jako statistický popis v pojmech střední hodnoty a proměnlivosti relevantních veličin přes časové období v rozmezí od měsíců po tisíce nebo milióny let.

Klimatický systém Země se vyvíjí v čase, a to ze dvou hlavních příčin: vlivem vlastní vnitřní dynamiky a vlivem vnějšího působení.

Čtěte také: Luboše Motla o klimatické změně

Dochází opravdu ke globálnímu oteplování?

Ano, dochází k oteplování všude na zeměkouli, i když nerovnoměrně. Používá se pojem globální oteplování, protože Země do vesmíru vyzařuje v průměru menší výkon, než je příkon (slunečního) záření, které pohlcuje. Země si nadbytečné teplo ponechá, přičemž alespoň 90 % použije k zahřátí oceánů a jen několik procent z něj se projeví nárůstem teploty ovzduší.

S teplotou Země je to obdobné jako s lidským organismem - malá změna průměrné teploty způsobuje velké změny výskytu různých typů počasí. Současná klimatická změna je způsobena činností člověka, čímž se výrazně liší od změn klimatu v minulosti.

Spalování uhlí, ropy a zemního plynu a některé další činnosti mění složení atmosféry a přidávají do ní skleníkové plyny. Planetární klima vzniká souhrou velkého množství fyzikálních procesů: sluneční záření je hlavním zdrojem energie, skleníkové plyny mění prostup tepelného záření atmosférou a ovlivňují tak celkovou energetickou rovnováhu planety, oceánské a atmosférické proudy distribuují teplo do různých oblastí planety.

Čím vyšší jsou koncentrace CO2 v atmosféře, tím vyšší je teplota planety. Zvýšení koncentrace oxidu uhličitého o 10 ppm způsobí oteplení planety asi o 0,1 °C -⁠ tento vztah je přibližný, ale dostatečně přesný, aby byl užitečný k odhadům budoucího vývoje.

Často se jako citlivost klimatu nazývá oteplení, ke kterému by došlo při zdvojnásobení koncentrací CO2.

Čtěte také: Klimatická změna: podrobný pohled

Extrémní projevy počasí

Vedra, sucho, bouřky, povodně. Evropa zažívá extrémní červenec. Vlny veder lámou teplotní rekordy, lesní požáry trápí řadu oblastí a silné bouřky působí rozsáhlé škody. Extrémní projevy počasí potvrzují rostoucí vliv klimatické změny.

Podle meteorologické služby EU Copernicus je Evropa kontinentem, který se otepluje nejrychleji na světě, tzn. dvakrát rychleji, než je celosvětový průměr.

Riziko horkých vln (počasí s velmi vysokými teplotami trvající více dnů) roste a jejich výskyt úzce souvisí i se suchem. Vzájemně se ovlivňují a mají negativní dopad jak na vodní režim v krajině, tak na stav vegetace, zemědělskou produkci a také lidské zdraví.

Na velké částí území Česka pozorujeme extrémní sucho. Na pětině českého území panuje v hloubce do jednoho metru extrémní půdní sucho. Na další desetině území je pak sucho výjimečné. Situace se bude dál zhoršovat a přispívají k tomu i aktuální vysoké teploty, které sebou nesou zdravotní rizika.

Výhled do konce století předpokládá, že oproti současným podmínkám vzroste počet tropických dní až na čtyřnásobek, do poloviny století pak ‚jen‘ na trojnásobek. Problémem jsou zejména tzv. tepelné ostrovy měst, kdy v prostředí městské zástavby vznikají výrazně vyšší teploty než v okolních oblastech.

Čtěte také: Větrná energie a klima v ČR

Podle Pavla Zahradníčka z Ústavu výzkumu globální změny AV ČR se Česko od 60. let oteplila o 2,4 °C. „Za posledních deset až patnáct let je počet tropických dnů zhruba trojnásobný oproti období 1961 až 1990,“ uvádí.

Na Sibiři a v kanadské tundře má globální oteplování dvojí efekt - dochází k rozsáhlým lesním požárům a také k tání perfamofrostu. Město Norilsk se potápí do bažin a tající permafrost a rozsáhlé požáry komplikují těžbu surovin.

Evropské ledovce plní roli gigantických přírodních nádrží, a pokud roztají, jejich funkci už nic plnohodnotně nenahradí. V případě, že by ledovce zcela zmizely, ztratí podle vědce evropská krajina významný stabilizační hydrologický prvek a přeruší se důležité ekosystémové funkce. Ztráta ledovců podle něj není jen vizuálním symbolem změny klimatu, ale představuje hluboký zásah do vodního režimu Evropy.

V posledních dnech sice místy i silně prší, půda ale zůstává suchá. Na povrchu přitom krajina vypadá zeleně a zdravě. Odborníci tento jev označují jako zelené sucho. „Z pohledu zemědělství a lesnictví jsou dopady větší, než si připouštíme,“ přibližuje Miroslav Trnka z Ústavu výzkumu globální změny AV ČR.

Řešení a opatření

V Česku pochází 75 procent emisí z fosilních paliv. Evropská komise navrhla, aby členské státy do roku 2040 snížily emise o 90 procent proti roku 1990.

Velkou část emisí, které zhoršují klimatickou změnu, zachycují systémy obchodování s emisními povolenkami. Stávající EU ETS 1 se vztahuje na největší znečišťovatele a pokrývá 38 procent emisí. Nově zaváděný EU ETS 2 má zasáhnout i dopravu a vytápění, a tím pokrýt dalších zhruba 47 procent.

Evropská unie si v roce 2019 stanovila cíl dosáhnout do roku 2050 klimatické neutrality.

Extrémní události a jejich atribuce

Změna klimatu způsobená člověkem vede k tomu, že extrémní meteorologické události jako vlny veder, silné přívalové deště, bouře či období sucha jsou v mnoha oblastech světa stále častější a intenzivnější.

Dnešní atribuční analýza se skládá ze tří samostatných, ale navzájem souvisejících metod. Jedna z nich je popsána výše uvedenými kroky: jde o simulaci a srovnání současného a předindustriálního klimatu pomocí mnoha různých klimatických modelů. Druhá část metodiky pracuje s daty o počasí z minulosti a současnosti a zjišťuje, nakolik se změnila pravděpodobnost extrémních událostí.

Příklady extrémních událostí a jejich souvislostí se změnou klimatu

Nejjednodušším případem jsou vlny veder. Je-li v atmosféře více tepla, je i vyšší pravděpodobnost horkého počasí. U srážek je to rovněž poměrně jednoduché, protože v teplejším vzduchu bývá větší vlhkost. Se sněhovými a tropickými bouřemi, suchem a požáry v přírodě je to však složitější.

I bez existující atribuční studie je však možné o souvislostech mezi meteorologickými událostmi a změnou klimatu nějaké informace poskytnout. Čerpat se dají ze dvou zdrojů. Prvním je dřívější výzkum: pro řadu nových událostí už je po téměř 20 letech existence oboru atribuce k dispozici nějaká studie popisující podobné události v minulosti. Tam se lze o možném vlivu změny klimatu na tento typ události dočíst. A pak je tu Šestá hodnotící zpráva IPCC, resp. její část sestavená tzv. Pracovní skupinou 1, která byla zveřejněna v roce 2021. Ta poskytuje podrobný přehled změn, jež v současnosti u počasí pozorujeme.

Globální oteplování se měří jako průměr pro celý svět, je to tedy něco jiného, než co lidé zažívají. Jak se ale průměrná teplota postupně zvyšuje, mění se i rozsah možných teplot v určitém místě v určitém čase. To znamená, že všude na světě se mírně teplejší dny stávají o něco pravděpodobnějšími a mírně chladnější dny o něco méně pravděpodobnými.

Vlna veder, která by se v předindustriálním klimatu vyskytla jednou za 10 let, se nyní za stejné období vyskytne 2,8krát a bude o 1,2 °C teplejší. Vlna veder, která by se v předindustriálním klimatu vyskytla jednou za 50 let, se nyní za stejné období vyskytne 4,8krát a bude o 1,2 °C teplejší.

Důkazy vlivu CO2 na globální oteplování

Ve vědecké komunitě se dnes všeobecně přijímá, že současná změna klimatu je způsobena zvyšováním koncentrací skleníkových plynů v atmosféře, a to zejména oxidu uhličitého. Země je stejně jako ostatní planety obklopena vesmírným vakuem, kterým se energie může šířit pouze ve formě záření.

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.

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).

Z 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: 1. Zvýšené množství záření je pozorováno i v noci. 2. Spektrum záření neodpovídá slunečnímu spektru, ale naopak spektru tepelného záření odraženého skleníkovými plyny a vodní párou. 3. Jednotlivé skleníkové plyny zachytávají různé vlnové délky infračerveného záření, a tak je ze změny spektra možné určit jejich podíl na změně klimatu.

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:7 mezi lety 2003 a 2018 se toto člověkem vyvolané radiační působení zvýšilo zhruba o 0,5 W/m2.

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.

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.

Čím vyšší jsou koncentrace CO2 v atmosféře, tím vyšší je teplota planety. Zvýšení koncentrace oxidu uhličitého o 10 ppm způsobí oteplení planety asi o 0,1 °C -⁠ tento vztah je přibližný, ale dostatečně přesný, aby byl užitečný k odhadům budoucího vývoje.

Vyšší teploty a častější sucha nepříznivě ovlivňují zdraví lesů a pěstování potravin, vzestup hladin oceánů ohrožuje města na pobřeží a kvůli tání horských ledovců chybí voda v povodích, která jsou jimi napájena.

Na tomto grafu od amerického úřadu pro atmosféru a oceány vidíme nárůst průměrné světové teploty nad světovou pevninou. Stejný rostoucí trend mají i teploty svrchních vrstev oceánů. 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).

Růst mořské hladiny vidíme na tomto grafu od NASA. Začátkem 20. století bylo tempo růstu mezi 1,2-1,7 mm za rok, posledních 30 let pozorujeme nárůst 3,3 mm za rok. 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.

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. Takže ano, i v geologicky nedávné historii bylo na Zemi tepleji. Má to ale dvě velká ALE. To první se vztahuje k cyklům dob ledových a meziledových. 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.

Za změnu teploty nemůže poloha Země vůči Slunci, kterou ovlivňují Milankovičovy cykly - tento parametr by sám o sobě vedl Zemi k lehkému ochlazování[19]. 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.

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].

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].

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.

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.

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]. Tento graf popisuje 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.

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].

tags: #změna #klimatu #důkazy #fakta

Oblíbené příspěvky:

• Historie a současnost skládky Stašov
• Nebezpečí komunálního odpadu
• Česká ochrana přírody
• Ochrana jelena siky vietnamského
• Prohlášení o likvidaci odpadu – vzor ke stažení