„Takové letní bouřky, to za našich mladých let nebývalo! A v zimě, to vám bylo sněhu, ne jako teď!“ Právě takhle často lamentují nejen naše babičky, ale i generace dnešních čtyřicátníků. Nejen s počasím, ale i s klimatem se opravdu něco děje! Kam všude globální klimatické změny dosáhnou? 21. STOLETÍ vám připravilo jedinečný přehled změn, které svět v nejbližších letech nejspíše čekají. Často to není pohled příliš optimistický. 
I. Když se řekne klima…
To, že s globálním klimatem se skutečně něco děje, je neoddiskutovatelný a vědecky potvrzený fakt. Všechny jevy jsou však tak složitě provázány, že na tento gordický uzel věda zatím úplně nestačí. A čím více se naše znalosti o procesech v atmosféře či hydrosféře prohlubují, tím méně se zdá jasné, jak přesně spolu vlastně všechny souvisejí. Jasno není úplně ani v tom, zda za všechny změny může skutečně člověk a zda nejde jen o přirozený proces.
Z tématu globálního oteplování a proměn klimatu se dávno stalo téma spíše politické či světonázorové než vědecké. Když prostě přijde na podíl člověka na globálních proměnách klimatu, rozdíl mezi učenými hlavami a rozzuřenými bábami na trhu jako by zmizel mávnutím kouzelného proutku. Vědci, kteří dávají proměny planetárního klimatu do souvislosti s lidskou činností, však zatím v současné učené komunitě výrazně převažují. Stále se však neshodnou na jedné věci: Máme se snažit globálním změnám klimatu zabránit? Nebude lepší se na ně jen připravit?
Počasí, nebo klima?
Čím dál častěji na nás útočí letní přívalové bouřky, teplé zimy, tornáda a povodně. Prakticky se vším máme zkušenost už i my, obyvatelé tak stabilní oblasti, jakou je již po tisíciletí střední Evropa. Ale není to tak, že počasí se měnilo vždycky? Ano, je to tak! To co se každodenně mění, je právě počasí. Znamená to ale, že když se mění počasí, mění se i klima? Když se vědci snaží laikům vysvětlit rozdíl mezi klimatem a počasím, často sahají k této metafoře: Klima je něco, co očekáváme, počasí je to, co dostaneme. Klima tedy není nic jiného než počasí z dlouhodobého hlediska. Vědci dnes nejčastěji mluví o období minimálně třiceti let, ideální by však bylo sledovat mnohem delší časové úseky. Na Sahaře může přirozeně pršet, to však nic nemění na tom, že typické saharské klima má charakter subtropické pouště. Ale jak to vlastně poznáme, když správně ohodnotit klima znamená sledovat počasí velmi dlouhodobě? Pro začátek si tedy musíme umět odpovědět na otázku, jaké máme možnosti sledovat proměny počasí v perspektivě, (výrazně) přesahující délku lidského života.
Jak se podívat do zpětného zrcátka?
Pro otevření pohledu do více či méně vzdálené minulosti se vědcům nabízí hned několik možností, které se snaží co nejlépe kombinovat. Tou nejméně přesnou je sledování vývoje fauny a flóry v minulosti. Zvířata či celá rostlinná společenství však nezmizí z povrchu Země jen tak a takové analýzy mohou pracovat maximálně s přesností na tisíce let. Podobný pohled do zpětného zrcátka nám může zprostředkovat chemická analýza ledu z ledovců, krápníků, mořských sedimentů či výzkum pylu uloženého například v rašeliništích nebo právě v ledovcích. Do bližší minulosti můžeme také nahlédnout prostřednictvím stromů, podle jejichž přírůstků lze zpětně dovodit povětrnostní podmínky či koncentraci CO2 v atmosféře. Do nejbližší minulosti, která vědce v souvislosti s lidskou činností zajímá nejvíce, však už vědci mohu nahlížet pomocí přesných měření. Ta začala prakticky ruku v ruce s průmyslovou revolucí (například v našem pražském Klementinu byla pravidelná meteorologická měření zahájena již v roce 1752). Vliv masivního rozšíření těžby a spalování fosilních paliv, rozsáhlé proměny krajiny v zemědělskou půdu, pěstování domácích zvířat či odlesňování můžeme proto v mnoha oblastech atmosféry, hydrosféry i kryosféry (čili zalednění) sledovat takřka v přímém přenosu.
Od deseti k pěti?
Dat k porovnávání mají tedy vědci více než dost. Lze z nich vyvodit nějaké významné důsledky? Ale jistěže! Nejdůležitějším projevem klimatických změn je růst teploty, zejména nad pevninou, takzvané globální oteplování. Od konce 19. století se globální teplotní průměr zvedl o 0,4–0,6 stupně. Na první pohled se to nemusí zdát moc, oteplení atmosféry však spouští neobyčejně komplikovanou kaskádu dalších změn, jimž se nevyhne prakticky žádná oblast pozemského prostředí. K dalším proměnám dochází v planetárním režimu srážek. Největší pohromy se valí na subtropické pásy, v nichž dochází k pomalému rozšiřování pouští. Spolu s proměnou objemu srážek se proměnil i výskyt extrémních výkyvů počasí. Extrémní srážky, které mají často na svědomí povodně, se zvýšily o 2 až 4 %. O tom, kolik vody kde naprší, však nerozhodují mraky samy, ale v první řadě oběh vzduchu v atmosféře a také vod v oceánech. Přičteme-li k tomu stále se zmenšující ledovou pokrývku jak v polárních, tak ve vysokohorských oblastech, vyjde nám, že životní prostředí všech organismů včetně lidí se začne povážlivě proměňovat. A ve většině případů spíše k horšímu.
Když vědci píší politikům
Během posledních několika málo let se mezi vědci etabloval nový a předtím takřka neznámý žánr – otevřený dopis politikům. Významná část vědců se tak snaží vyjádřit svůj nesouhlas s tím, že politici až příliš naslouchají hlasům, které svalují globální oteplování výhradně na člověka. Jádro skeptických argumentů je v podstatě vždy stejné. Podle řady skutečně renomovaných odborníků (mezi nejznámější patří např. Američané Richard Lindzen z MIT v Massachusetts či Fred Singer z University of Virginia) v oblasti fyziky a klimatologie souvisí globální oteplování s lidskou činností jen velmi nepřímo. Klima se sice proměňuje, daleko pravděpodobnější však je, že jsme svědky spíše odvěkých a přirozených proměn v atmosféře. S těmito změnami nemá smysl zápasit – globální klima je příliš složité na to, aby bylo lidmi kontrolovatelné a naprogramovatelné. O co se však pokusit můžeme, je pokusit se na budoucí změny nějakým způsobem připravit. A navíc – změny klimatu zdaleka nemusí být jen změnami k horšímu! Série otevřených dopisů začala 13. 12. 2007, kdy vědci předali svou nótu generálnímu tajemníkovi OSN Ban Ki-Moonovi při příležitosti zasedání Mezinárodního panelu pro klimatické změny na Bali. Další adresátkou otevřeného dopisu, podepsaného 270 významnými německými vědci, se nedávno stala německá kancléřka Andrea Merkelová.
Za změnami může stát i Slunce
Za proměnami globálního klimatu může stát ledacos. Nejčastěji sice obviňujeme člověka (vypouštění skleníkových plynů, odlesňování), svou roli však mohu hrát i slepé přírodní síly, např. intenzita slunečního záření. V průběhu (přibližně) 11letého cyklu sluneční aktivity se množství energie, která ze Slunce dopadá na zemský povrch, proměňuje pouze o 0,1 %. Je možné, že i takhle drobounká fluktuace by dokázala nastartovat významné klimatické změny? Studie vědců z amerického Národního centra pro atmosférický výzkum (NCAR), vedených dr. Gerhardem Meehlem, uveřejněná nedávno v časopise Science, odhalila propojení dvou efektů, které má Slunce na svědomí. Už drobné zvýšení intenzity záření vede k oteplení stratosféry nad tropickými oblastmi, díky němuž se v těchto vrstvách proměňuje proudění vzduchu. Slabě se ohřívají svrchní vrstvy oceánu a odpařená voda zároveň posiluje srážkové mraky, které jsou však díky proměně cirkulace v atmosféře zaváděny jinam než obvykle. „Odpovědí stratosféry a oceánů na solární maximum je, že rovníková oblast Tichého oceánu je chladnější a sušší než obvykle. Takové podmínky by mohly přispět ke vzniku efektu, známého jako La Niña, nebo k úderům indických monzunů,“ vysvětluje dr. Meehle.
b.Co se děje v atmosféře?
Ať už se lidé na proměnách globálního klimatu podílejí či nikoliv, nelze popřít, že řada změn skutečně aktuálně probíhá. A všechny z nich se projeví nejprve v atmosféře, o kterou jde nám suchozemcům vlastně nejvíce.
Jen v málokterém případě je tolik namístě rčení, že vše souvisí se vším, jako v případě klimatu a počasí. Klima ani počasí navíc nikdy nestojí na místě, ale jsou důsledkem neustálého vzájemného ovlivňování mezi nejrůznějšími atmosférickými proměnnými. Mezi tyto proměnné patří například hustota vzduchu, jeho vlhkost, teplota, síla a směr jeho proudění, chemické složení a obsah nejrůznějších dalších pevných či kapalných příměsí (saze, aerosoly). Na tak komplexní systém jsou však tradiční newtonovské rovnice krátké a ke slovu se už pěkných pár let dostává zvláštní matematická disciplína, zvaná teorie chaosu. Chaos však často nevládne jen v modelech, ale i v tom, jak tyto modely interpretovat.
Na Zemi jako ve skleníku
Dnes snad ve vyspělých zemích světa těžko najdeme člověka, který by nikdy nezaslechnul spojení slov „skleníkový efekt“. Pro úplnost si připomeňme, že tento efekt není typický pouze pro Zemi, ale prakticky pro všechny planety či měsíce s vlastní atmosférou (z terestrických planet má největší Venuše). Nejde vlastně o nic jiného než o zadržování tepla, které na povrch dopadá ze Slunce prostřednictvím vrstvy některých typů plynů, jako je například vodní pára, oxid uhličitý či metan. Dnes už víme, že tento efekt pravděpodobně umožnil život na Zemi a v průběhu miliard let Zemi také několikrát vysvobodil z ledového zakletí. Od roku 1750, tedy zhruba doby, kdy se začala masivně rozvíjet průmyslová výroba, vzrostla koncentrace CO2 v atmosféře o celých 31 % (na hodnotu 385 ppm v roce 2008). Vědci dokonce uvažují, že jde o nejvyšší hodnotu koncentrace tohoto plynu v atmosféře za posledních 400 000 let. Ve stejném období vzrostla koncentrace oxidu dusného o 17 % a metanu dokonce o celých 151 %. V případě CO2 a metanu se odhaduje, že zhruba za polovinou jeho množství v atmosféře může člověk, u oxidu dusného činí lidský podíl asi 40 %. Nováčky v atmosféře jsou halogenové uhlovodíky (tvrdé a měkké freony), které jsou velmi účinnými skleníkovými plyny.
Jezulátko a jeho sestřička
Ohřívání a zvyšování podílu aerosolů v atmosféře stojí podle řady vědců také za výkyvy počasí, které se hlásí o slovo zejména od poslední třetiny 20. století. V souvislosti s proměnami klimatu i sezonního počasí slýcháme stále častěji španělské El Niño (chlapeček, El Niño Jesus znamená Jezulátko), případně La Niña (holčička). Pomyslným rodičem obou dětiček je jižní oscilace, tedy sezonní cyklus střídání tlaku v jižním Pacifiku mezi Jižní Amerikou a oblastí Indonésie. Jev El Niño se objevuje s periodou 3–8 let a jeho příchod (zejména v období Vánoc, odtud jeho název) znamená pro postižené oblasti Jižní a Střední Ameriky příliv teplého vzduchu, následovaný nárazovými bouřkami, spojenými s povodněmi. Do centrálních oblastí Spojených států přináší zase teplé zimy. Jeho sestřička, La Niña, působí přesně opačně – do rovníkových oblastí Ameriky přináší chladnější vody i vzduch. Podobnou paseku jako El Niño na jihu dokážou zase na severu způsobit výkyvy severoatlantské oscilace. V severní oblasti Atlantiku proměňuje dráhy a vznik bouří a zvyšuje tak nejen četnost výskytu extrémního počasí, ale i celkové množství srážek. Zároveň stojí za stále mírnějšími evropskými zimami a letními vlnami neúnosných veder, která dokážou zahýbat nejen přirozenými ekosystémy, ale i zemědělstvím.
Malý přehled velkých událostí
únor 1979 – o problému klimatických změn se poprvé diskutovalo během Světové klimatické konference v Ženevě, kterou pořádala Světová meteorologická organizace (WMO)
1988 – došlo k založení Mezinárodního panelu pro klimatické změny (IPCC) při OSN. V rámci panelu pracují vědci ve třech oblastech: (I.) Fyzikální základy změny klimatu, (II.) Dopady změn klimatu, adaptace a zranitelnost, (III.) Zmírňování dopadů změny klimatu.
červen 1992 – na Konferenci OSN o životním prostředí a rozvoji (UNCED) byla přijata Rámcová smlouva OSN o změně klimatu (UN FCCC)
11. 12. 1997 – na 3. konferenci smluvních stran UN FCCC v japonském Kjótu byl přijat tzv. Kjótský protokol, podle jeho prvního dodatku se signatáři zavazují, že v období 2008–2012 sníží ve srovnání s rokem 1990 emise o 5,2 %, ČR dokonce o 8%
23. 11. 1998 – Česká republika podepisuje Kjótský protokol
1. 1. 2005 – v rámci EU začíná obchodování s povolenkami na emise CO2
16. 1. 2005 – Kjótský protokol vstupuje v platnost
III.Mění se moře i oceány
Na první pohled se sice může zdát, že globální proměny klimatu zasahují pouze obydlenou souš. Opak je však pravdou! Oceány, které pokrývají většinu povrchu Země, jsou mocnými hráči ve tvorbě celoplanetárního klimatu, a nemohou proto zůstat nedotčeny.
Globální klima je poháněno obrovským a silným motorem – mořským proudy.
Moře a oceány pokrývají celých 71 % procent zemského povrchu. Schopnost oceánů pohlcovat teplo a nejrůznější plyny z atmosféry, mořské proudy a cirkulace mořské vody z hlubin na povrch, se zásadním způsobem podílejí na globální cirkulaci atmosféry. Nezasahují tak jen do životů obyvatel obrovitých oceánských ekosystémů, ale i do životů prakticky všech organismů, zdánlivě bezpečně ukrytých v nitru rozsáhlých kontinentů.
Oceány a klima
Voda je skutečně jedinečnou sloučeninou. Z klimatického hlediska jsou podstatné mnohé její fyzikální vlastnosti – je velmi dobrým rozpouštědlem a má také relativně vysokou měrnou tepelnou kapacitu. K jejímu ohřátí je třeba mnoho energie, když už se však tato energie (formou slunečního záření) dodá, dokáže ji velmi dlouho uchovávat. Různorodost teplot jednotlivých částí oceánů, rozdílná koncentrace solí a také vlivy přitažlivosti okolních vesmírných těles pak způsobují, že mořská voda nestojí na místě. Ve skutečnosti vytváří velmi dynamický systém mořských proudů. Těm, díky nimž se mořská voda neustále promíchává, říkáme proudy hlubinné. Chladná voda z mořských hlubin nejen vynáší na povrch usazené živiny a minerály, ale zejména ochlazuje přilehlé atmosférické vrstvy a proměňuje tak proudění vzduchu. Vztahy mezi vodními masami a atmosférou však mohou být i přesně opačné – takzvané povrchové proudy jsou kromě rotace Země poháněny především větrem.
21. STOLETÍ vysvětluje:
Oceány a jejich „řeky“, mořské proudy, jsou bezpochyby vládci hry na „globální klima“. Když se ale začne teplota mořské vody v důsledku globálního oteplování proměňovat, začne v nich voda obíhat jinak a je zaděláno na jednu katastrofu za druhou. Právě ohřívání vody v oblasti západního Pacifiku stojí na začátku kaskády událostí, jejímž důsledkem je jev El Niño.
Když se proudy otočí
Aby vědci ale pouze nespekulovali, potřebují se ujistit, že oteplování atmosféry skutečně přispívá k proměně směrů a intenzity proudění mořské vody. Američtí oceánografové Flavia Nunesová a Richard D. Norris z University of California v San Diegu se rozhodli prověřit, do jaké míry proměnila teplota atmosféry cirkulaci mořské vody v období, které patřilo k prokazatelně nejteplejšímu období rozvinutého života na Zemi – na přelomu třetihorního paleocénu a eocénu, před asi 55 miliony let. Jak ale něco takového mohou dnes vědci zjistit? Američané využili toho, že na mořském dně se ukládají uhličitanové schránky jednobuněčných živočichů z kmene dírkonošců (Foraminifera). Nejprve analyzovali sedimenty z příslušné vrstvy ze 14 lokalit napříč světovými oceány. Když je poté srovnali, vyšlo jim, že zatímco před obdobím oteplení se většina hlubokomořských proudů tvořila na jižní polokouli, po oteplení se tato centra přesunula na polokouli severní. Toto výrazné přepólování navíc proběhlo z hlediska geologického času neuvěřitelně rychle: za pouhých 5000 let. K navrácení do stavu před oteplením potřebovaly mořské proudy dalších 100 000 let. „Skleníkové podmínky mohou rychle nastartovat proměny v cirkulaci hlubinných vod, důsledky však mohou přetrvávat mnohem déle,“ shrnuje výsledky výzkumů dr. Norris.
21. STOLETÍ dodává:
Na přelomu paleocénu a eocénu, tedy před asi 55 miliony let, došlo na Zemi k zajímavému úkazu. Během poměrně krátké doby asi 20 000 let se Země prudce oteplila (asi o 6 ºC) a došlo k takzvanému třetihornímu teplotnímu maximu. Toto období dnes studují vědci s obzvláštní zálibou. Existuje totiž spousta dobrých důvodů domnívat se, že za tímto oteplením stálo vypuštění velkého množství CO2 do atmosféry (nejspíše v důsledku sopečné činnosti) a tato událost se tedy v mnohém podobala tomu, co zažíváme dnes. Ve srovnání s třetihorním oteplením je však oteplování dnešní takřka neškodným kýchnutím.
Slaná polévka v tropických mořích
Kromě teploty ovlivňuje cirkulaci vody v oceánech i další velevýznamný faktor – slanost neboli salinita. Některé oblasti oceánů jsou prostě slanější než jiné. Ruth Curryová z Oceánografického institutu ve Woods Hole v americkém Massachusetts se výzkumem proměňování slanosti různých oblastí Atlantického oceánu zabývá už od počátku 80. let. Z jejích měření vyplývá, že zatímco v oblastech v blízkosti rovníku se postupně vytváří čím dál hustější a slanější „polévka“, oblasti dalekého severu i jihu jsou naopak čím dál více naředěné. Tento trend podle ní výrazně zesílil od roku 1990, kdy průměrné roční teploty dosáhly maxima od roku 1861. Proč však k něčemu takovému dochází? „V tropických a subtropických oblastech se voda vypařuje rychleji než dříve. Odhadujeme, že během posledních 40 let se rychlost vypařování zvýšila o 5–10 %,“ vysvětluje Curryová. Podle ní však nemá tento jev neblahé důsledky pouze pro oceány. Odpařená voda, tedy vodní pára, je také sama o sobě velmi mocným skleníkovým plynem. Začíná se tedy roztáčet spirála –čím více vody se odpaří, tím více se oteplí a další odpařování se ještě více urychlí.
IV. Ledová pokrývka mizí
Jen v málokterých oblastech planety je nárůst globálního oteplování tak dobře patrný jako v hájemství sněhu a mrazu, v okolí obou zemských pólů. Během posledních několika desítek let se začaly povážlivě scvrkávat nejen polární čepičky, ale i pevninské ledovce.
Na místech map a satelitních snímků, na nichž jsme byli po dlouhou dobu navyklí na bílou barvu, začíná čím dál více prosvítat tmavá barva horninového podloží. Na první pohled to dělá dojem, že na začátku 20. století nějaký mocný vojevůdce zatroubil na povel a ledovce se daly na ústup. Od 60. let minulého století se celosvětový objem sněhové a ledové pokrývky snížil o celých 10 % a tento trend nejenže stále pokračuje, ale dokonce zesiluje. V důsledku oteplování však nemizí jen sníh a led. Jezera a řeky zamrzají na stále kratší dobu a led je také stále tenčí. Ledová pokrývka je nicméně dalším z významných hráčů při tvorbě globálního klimatu a její ubývání bude mít skutečně dalekosáhlé důsledky.
Bílá je dobrá
Pro většinu lidí jsou ledovce přinejlepším zdrojem pokochání či zábavy. Ledová pokrývka však hraje při tvorbě klimatu skutečně zásadní roli. Její nejvýznamnější službou planetě je její bílá barva – nejméně ze všech barev totiž pohlcuje elektromagnetické záření (světlo). Odrážení slunečních paprsků, neboli albedo, přispívá k ochlazování atmosféry. Je tedy jasné, že když se atmosféra oteplí a sníh a led odtají, albedo se sníží a planeta se bude dále oteplovat. Odrážení slunečních paprsků však není jediným způsobem, kterým ledovce přispívají ke tvorbě globálnímu klimatu. Kdyby nebylo jich, vypadala by výměna tepla mezi oceány v okolí pólů a zbytkem všech ostatních vod výrazně jinak. Například odkloněním Golfského proudu, který přináší do Evropy teplo Karibiku, by mohla průměrná teplota v Evropě klesnout o 4–6 %. Směry a sílu oceánských proudů však dokáží ledovce ovlivňovat i dalším způsobem – ředěním mořské vody. Jelikož ledovce vznikly původně ze sněhu, jsou tvořeny pouze sladkou vodou. Jejich odtávání proto slanou oceánskou vodu nařeďuje, proměňuje poměr solí v oceánu a opět mění směr proudění oceánské vody.
Bezdomovci na mořském pobřeží
Zvyšování teploty atmosféry však dělá vrásky především lidem, žijícím v blízkosti mořských břehů. Nárůst úrovně mořské hladiny má několik viníků, vždycky však nějak souvisí s oteplováním. Větší díl z koláče viny si jistě ukusuje deglacifikace čili odtávání ledovců, které jednoduše přilévá vodu do oceánů. Odtátí ledovce však odlehčí litosférickou desku, která se lehce nadzvedne a oceán se vesele rozlévá dál. Jistý díl odpovědnosti leží také na vodě samotné. Ta se totiž stejně jako každá jiná látka teplem roztahuje a nabývá na objemu. A jakým tempem že to vlastně hladina postupně stoupá? Jediné, co je jisté, jsou zatím čísla z minulosti. Zatímco v průběhu 20. století narůstala mořská hladina tempem 1,8 mm ročně, v průběhu posledního desetiletí přidaly ledovce na tempu a rychlost se zvedla na zhruba 3 mm ročně. Na tom, jak masivní nárůst tání nás čeká v budoucnu, se však ani dva vědci neshodnou. Ty nejoptimističtější odhady předpovídají nárůst mořské hladiny v příštím století „pouze“ o 90 mm. Existují však i vědci, kteří se nebojí současný stupeň odledňování přirovnat k ústupu ze Severní Ameriky na konci posledního glaciálního maxima před 9000 lety. Předpovídají, že nárůst úrovně mořské hladiny by mohl dosáhnout v příštím století 1,3 metru. I nárůst o „pouhých“ 40 cm by však připravil o domov až 200 milionů lidí v Nigérii, Indii, v okolí Bengálského zálivu, na Nové Guinei, v Malajsii, ale i ve Velké Británii, Nizozemí, Dánsku či Polsku.
Doby ledové a Milankovičovy cykly
Pro poslední geologický útvar, v němž se právě nacházíme, čtvrtohory, není snad nic typičtějšího než střídání dob ledových a meziledových, tzv. glaciálů a interglaciálů. Jejich délka zpočátku kolísala, později se však během čtvrtohor ustálila na 100 000, resp. 20 000 let (??). Vědci se tento zvláštní jev, který proměňuje klima na celé planetě, snaží vysvětlit už řadu let. V současné době se shodují na tom, že nalézt jen jednu příčinu je zhola nemožné. Při jeho vzniku si nejspíše podávají ruce desková tektonika, složení atmosféry, změny směru oceánských proudů, změny v intenzitě sluneční aktivity a astronomické cykly. Jako první matematicky popsal povahu cyklů, které s největší pravděpodobností hrají důležitou roli v proměnách globálního klimatu, skotský klimatolog James Crolla (1821–1890). Precizní podobu však dal výpočtům až srbský inženýr a geofyzik Milutkin Milankovič až v 1927. Tzv. Milankovičovy cykly jsou společným efektem v pohybech Země, jak kolem své vlastní osy, tak v oběhu okolo Slunce. Kombinací všech těchto rotací vznikají cykly s asi 100 000 let trvající periodou, které se na Zemi projevují poklesem teploty a změnou proudění vzduchu a oceánských proudů. Ačkoliv není Milankovičova teorie prosta sporných bodů, klimatologové se dnes shodují, že cykly, vypočítané geniálním Srbem, při střídání dob ledových a meziledových skutečně hrály svou roli.
V.Jde nám o život?
Kdyby neměly globální změny klimatu vliv na životy jednotlivých organismů na Zemi, asi by těžko zajímaly někoho jiného než jen pár odborníků, bezpečně ukrytých za zdmi univerzit. Kromě nás, lidí, se však musí s globálním oteplováním vyrovnat celá živá příroda.
Globální klimatické změny někdy připomínají dětské rozpočítávání: Na koho to slovo padne, ten musí jít z kola ven! Zdaleka ne na všechny druhy totiž změny, které planetu v budoucnu čekají, dosáhnou ve stejné míře. Jednoznačnými vítězi v pomyslném závodě o přežití budou ty druhy, které jsou nejméně specializované. Příroda se řídí jasnou logikou: Pokud ti chutná jen jeden druh rostliny či jsi schopen lovit jen některá zvířata, jsi na tom za stabilních podmínek dobře. Když se ale podmínky změní a tvá oblíbená pochoutka se stane nedostupnou, budeš se spolu s ní muset poroučet i ty! Další ránu mohou jednotlivým druhům i ekosystémům zasadit parazité, kteří se mohou ve změněných podmínkách lépe šířit. Co je však pro jeden druh pohromou, je pro jiný radostí. Na místo starých druhů i celých ekosystémů mohou nastoupit nové.
Suchá zem už není, co bývala
Proměny globálního klimatu si hrají nejen s jednotlivými druhy, ale především s celými ekosystémy. Ekosystémy jsou na jedné straně pasivními obětmi klimatu, na straně druhé však drží v ruce řadu trumfů v jeho tvorbě. Prim hrají v první řadě rostliny. Nejenže jsou zodpovědné prakticky za veškerý atmosférický kyslík, který potřebují živočichové k životu, ale současně pohlcují i nejproblematičtější skleníkový plyn, oxid uhličitý, a jsou proto klíčovými spoluúčastníky oběhu uhlíku po planetě. Zároveň přispívají k ochlazování atmosféry, regulují obsah vodních par v atmosféře a v neposlední řadě se staví do cesty větrům a bouřím. Svými těly včetně kořenů pak poskytují životní prostředí pro živočichy a zakládají tak celé biotopy a ekosystémy. Lidé se však k rostlinám a zejména k tropickým pralesům nechovají příliš přátelsky. A jedinými nepřáteli pralesů zdaleka nejsou motorové pily. „Ubývající vlhkost připravuje koruny stromů o epifyty a koruny tak dále vysychají. Ubývají zde nejen rostliny, ale i živočichové, kteří jsou připravováni o své přirozené prostředí,“ popisuje neradostnou budoucnost pralesů americká ekoložka Nalini Nadkarniová z Evergreen State College v americkém Washingtonu. Na vysvětlenou – epifyty jsou rostlinné organismy, samostatně žijící na jiných rostlinách, které však nejsou parazity. Vyživují se totiž samostatně.
Co se děje v mořích?
Podle přesvědčení velké části dnešních vědců život započal v moři. Podle všeho se však my, lidé, chováme ke kolébce života skutečně macešsky. Podle rozsáhlé studie, na níž se podíleli vědci z mnoha amerických univerzit pod vedením Fiorenzy Micheliové z prestižního Stanfordu, je v důsledku lidské činnosti dnes přímo ohroženo celých 40 % oceánských ekosystémů. Kromě ohrožení, plynoucího z nadměrného rybolovu či přímého znečišťování, se na horší obyvatelnosti oceánů podílí i řada jevů, které s lidskou činností souvisí méně přímo. Zvyšující se koncentrace CO2 v atmosféře přispívá k okyselování oceánů, svůj podíl na jejich proměnách si berou také zvyšování teploty a větší dávky ultrafialového záření. Nejvíce bitými mořskými ekosystémemy jsou ty nejbohatší z nich – korálové útesy. V posledních 20 letech sužuje korály samotné zvláštní jev, který zoologové nazývají „bělení korálů“ (coral reef bleeching). „Řada druhů korálů si pro svou obživu pěstuje uvnitř svých těl drobounké symbionty, řasy, které jim dodávají živiny. Když se však vody lehce oteplí a změní pH, začnou koráli řasy vypouštět. Přicházejí tak o zdroj živin a postupně umírají,“ vysvětluje podstatu problému dr. C. Mark Eakin z americké Hlídky korálových útesů při Úřadu pro oceány a atmosféru (NOAA).
Metan v atmosféře v posledních letech přibývá
Kde se vlastně metan v atmosféře bere? Jeho nejvýznamnějšími producenty jsou tzv. metanogenní bakterie, kterým nejvíce svědčí prostředí chudé na kyslík. Pravým rájem jsou pro takové tvorečky například rozsáhlé zaplavené oblasti, rašelinné močály, rýžová pole, kolonie termitů či trávicí trakt přežvýkavců. Obrovské zásoby metanu jsou také uloženy v trvale zmrzlé půdě severských plání (permafrost) či v hydrátech metanu – směsi tvořené plynem a ledem, která se v obrovském množství vyskytuje na dně mělkých moří. Tým vědců z amerického Úřadu pro oceány a atmosféru nedávno publikoval studii, v níž srovnával údaje o koncentraci metanu v atmosféře, sesbírané v průběhu let 1983–2008 na 46 různých místech světa. Vědci odhalili, že počínaje rokem 2007 začala po deseti letech relativního klidu koncentrace metanu v atmosféře opět mírně stoupat. „K tomuto nárůstu přispěly pravděpodobně tři různé faktory. V oblastech dálného severu panovalo extrémně teplé počasí, tropické pralesy zachvátily zase rozsáhlé požáry a v oblasti Indonésie a v Amazonii naopak více pršelo,“ vysvětluje Ed Dlugokemcky z laboratoří NOAA v coloradském Boulderu.
VI.Co nám přinese budoucnost?
Každý pokus nahlédnout do budoucnosti se více či méně podobá pohledu do věštecké křišťálové koule. Nejlépe ze všech jsou k takovému pohledu vybaveni vědci, ale ani jejich modely nejsou všemocné. V otázkách globálního klimatu navíc často záleží na zvoleném úhlu pohledu.
Klimatologie a meteorologie jsou vědeckými oblastmi, v nichž se užívají ty nejsložitější modely, které umí současní vědci připravit. Každý z globálních klimatických modelů (GCM) propojuje tři základní složky, které se na tvorbě klimatu podílejí – atmosféru, oceány a kryosféru. Ty jsou navíc propojeny obrovským počtem vazeb, které se navíc mohou vzájemně zesilovat či zeslabovat (tzv. pozitivní a negativní zpětná vazba). Ale stejně, jako se mapa nikdy nestane krajinou, kterou zobrazuje, zůstane každý model vždy jen modelem. Základní otázka tedy zní: Dokážou dnes vědci předpovědět, jak drastické změny nás v budoucnu čekají?
Čím dál utěsněnější skleník
Poslední odhady týmů odborníků, sdružených v Mezinárodním panelu pro klimatické změny, hovoří jasně: 21. století bude obdobím čím dál drastičtějších změn. Nejzákladnější problém očekávají vědci v oblasti narůstání koncentrace skleníkových plynů. Scénáře pro budoucí vývoj intenzity emisí se značně různí, v průběhu tohoto století můžeme očekávat zvýšení koncentrace CO2 na 540–970 ppm. Oproti roku 1750 jde o přesazení do skutečně začouzeného skleníku – nárůst je o 90–250 %! Zesílení skleníkového efektu se projeví zejména proměnou cirkulace oceánských proudů a vodních par. Odhaduje se, že v důsledku toho by mohlo být v roce 2020 jen v Africe ohroženo nedostatkem pitné vody až 250 milionů lidí, velké problémy čekají i centrální oblasti Asie a Austrálii. Zároveň bude narůstat i plocha pouští. V nejvíce postižené Africe by měly okolo roku 2080 pouště pohltit už o 8 % větší plochu, než mají dnes. Velké problémy budou v budoucnu působit i výkyvy počasí. V Evropě a Severní Americe se budeme čím dál častěji setkávat s vlnami veder. Společně s vedry chodí ruku v ruce požáry, s nimiž se budou čím dál častěji potýkat hasiči v jižní Evropě, Spojených státech a v Austrálii. Snad ještě větším nebezpečím jsou záplavy a povodně. Nejvíce ohroženými oblastmi budou jižní a jihovýchodní Asie a pobřežní oblasti východní Austrálie a Nového Zélandu.
Promění se Česko v poušť?
Globální klimatické změny se přirozeně nevyhnou ani naší vlasti. Největším strašákem, který v budoucnosti číhá na nás i na naše vnuky, jsou tepla a sucha. Spolu s růstem průměrné teploty především méně naprší. Koryta řek a potoků by mohla být podle některých modelů ke konci století až o 40 % prázdnější, klesat budou přirozeně i zásoby podzemní vody. Větším suchem budou trpět především oblasti střední a jižní Moravy, Polabí a Povltaví, tedy místa, která jsou tradičními pilíři českého a moravského zemědělství. Už letos jsme zaznamenali, že léto bylo jedno z nejsušších v historii a dramaticky se snížila zásoba spodních i povrchových vod na celém území republiky. Čím tepleji bude, tím delší bude i zemědělský rok a některé oblasti tak mohou snadněji a rychleji přijít o zásoby vody. Svůj podíl na vysušování si ukrojí i zvyšování koncentrace oxidu uhličitého. Spolu s tím, jak bude v atmosféře přibývat, se bude nejprve dařit rostlinám v růstu. Odborník by řekl, že se zvýší množství biomasy. Začarovaný kruh však pokračuje – čím lépe budou rostliny růst, tím více vody z půdy vysají a odpaří. V sušších půdách se zase bude lépe dařit dřevokazným houbám (václavka, kořenovník vrstevnatý). V ohrožení je tak dnes například až 29 % smrkových porostů v České republice. Sečteno a podtrženo, před námi i příštími generacemi tedy stojí nejvýznamnější úkol – zabránit postupnému vysychání krajiny.
Na klima se superpočítačem
Složitost atmosférických, solárních i oceánických jevů je tak obrovská, že k jejich modelování je třeba vybavit se těmi nejlepšími společníky –superpočítači. V roce 2008 proto americké Národní centrum pro výzkum atmosféry (NCAR) nainstalovalo do své centrály v coloradském Boulderu jeden z nejmocnějších superpočítačů světa, Power 575 Hydro-Cluster neboli Bluefire (Modrý oheň). Tento počítač, který pro NCAR navrhla firma IBM, má několik konstrukčních zvláštností. Skládá se dohromady z 11 oddělení, které každé váží asi 1400 kg. Dohromady obsahuje 4064 mikroprocesorů, které pracují s rychlostí 4,7 GHz a jejich maximální výkon je přes 76 trilionů FPU za vteřinu. Celkový objem jeho paměti je 12 terabytů a informační objem jeho pevných disků je 150 terabytů. V době, kdy byl Bluefire instalován, byl 3x výkonnější, než jeho předchůdce na stejném místě, ale více než 1 000 000x výkonnější než první superpočítač Cray 1-A, který NCAR užíval v letech 1977–1986.
Čtyři mýty podle Hulmea
Renomovaný klimatolog Mike Hulme z britské University of East Anglia v Norwitchi nedávno zveřejnil v časopise New Scientist stať, v níž hlasem zkušeného skeptika poukazuje na čtyři mýty, jimiž je debata o hrozbách globálního oteplování nejčastěji zanesena. První z nich nazývá „mýtem ráje“. Mnoho lidí má podle něj za to, že zatímco dříve běželo vše správně, dnes spějí věci stále k horšímu. To však jistě není pravda. Klima se totiž na Zemi mění neustále prakticky od doby, kdy Země vznikla – žádný ideální „rajský stav“ tedy nikdy neexistoval. Dalším v řadě je „apokalyptický mýtus“, podle něhož je současný stav tou nejhorší cestou přímo do pekel. O tom, zda je to pravda, dnes přesně nevíme, jisté však je, že Země jako celek se dokázala vylízat z už mnohem horších situací. Velmi nebezpečný je podle něj také „Prométeovský mýtus“. Ten podle něj ukazuje, že lidé mají tendenci považovat globální klima za svůj majetek, který můžeme cíleně měnit a usměrňovat. Ve skutečnosti je to však spíše tak, že planeta má nás, a nikoli my planetu. Poslední z mýtů, označuje profesor Hulme jménem řecké bohyně práva a řádu Themis. „Tento mýtus nám diktuje, abychom naše přesvědčení o problematické budoucnosti planety překládali do řeči zákonů a předpisů,“ uzavírá svůj výčet profesor Hulme.
