Klimatická změna

Od počátku civilizace do současnosti zažila každá generace alespoň jednu drobnou klimatickou změnu. Několik sušších let vystřídá perioda vlhčí, po sérii tužších zim následovalo období zim mírnějších apod. Současná starší generace vnímá nejvíce oteplování, ale též nárůst počtu přívalových dešťů. V roce 2016, kdy jsem tento článek sepisoval, jsme vnímali tři velmi teplé zimy po sobě jdoucí. Za našich mladých let jsme vnímali spíše tři tuhé zimy za sebou. Současný trend přičítá většina odborníků lidské činnosti.

Pátá hodnotící zpráva IPCC (Mezivládní panel pro změny klimatu) z roku 2013 v části Fyzikální základy uvádí, že s 95% jistotou je dominantní příčinou změny klimatu lidská činnost. I když drtivá většina klimatologů souhlasí se závěry IPCC, malá skupina odborníků z fyziky, ekologie a klimatologie říká, že změny klimatu nemůže nikdo zastavit, protože podnebí na Zemi se od nepaměti mění průběžně (Wikipedie v roce 2017)

Dlouhodobé změny probíhající miliony let souvisejí se změnami terestrickými a se změnami množství vyzařované sluneční energie. Změny terestrické probíhají na naší planetě. Ve velmi dlouhých intervalech se mění intenzita sopečné činnosti, pohybují se světadíly (desková tektonika), tím se mění mořské proudy, kolísající geologická aktivita znamená změnu obsahu skleníkových plynů v atmosféře.

Klimatické změny v cyklech desítek tisíců let objasnil srbský fyzik a matematik M. Milankovič (1879-1958), zřejmě nejvýznamnější vědec srbské národnosti. Vypočítal změny v příjmu slunečního záření na základě tří cyklů:

1) Precese – je to krouživý pohyb zemské osy vlivem gravitačního působení Měsíce, Slunce ale též planet sluneční soustavy. Představit si to můžete tak, že jeden konec zemské osy je jakoby na místě, druhý konec zemské osy krouží. Jeden cyklus precese se uskuteční za 26 000 let.

2) Oblikvita – v cyklu 41 000 let se změní náklonem zemské osy z 22,1 stupně na 24,5 stupně. Změna sklonu rotační osy mění vzdálenost obratníků od rovníku. V současnosti je to sklon 23,5 stupňů. Znamená to, že sluneční paprsky mohou během roku dopadat kolmo na zemský povrch asi 2585 km od rovníku jak na sever, tak na jih, tedy k obratníkům. Kdyby byl sklon rotační osy nula stupňů, Slunce by svítilo nepřetržitě kolmo na rovník a nestřídaly by se roční doby.

3) Excentricita dráhy – vyjadřuje relativní velikost odchylky dráhy tělesa od dokonalé kružnice. Naše planeta mění dráhu téměř kruhovou v dráhu eliptickou v cyklu přibližně 100 000 let. V rámci této nejdelší periody se mění příjem sluneční energie o několik procent.

Největší rozdíl v příjmu energie na severní polokouli v rámci jednoho cyklu způsobuje precese.

Milankovičova teorie byla zpočátku snad jediná, která vysvětlovala střídání dob ledových a meziledových. Od 70. let minulého století ale přibývaly nové metody datování klimatických epoch. Prokázalo se, že ledovce narůstaly postupně, ale jejich ústup byl překvapivě rychlý. Hodně napověděly mořské sedimenty obsahující vápenec, protože jeho přesné chemické složení závisí na klimatických podmínkách.

Přírodní kyslík je směsí tří stabilních izotopů. Kyslíku 17 je nepatrné množství, kyslíku 18 je v mořské vodě 0,2%. Jeden atom z pěti set má o dva neutrony více než nejrozšířenější kyslík 16. Molekuly tvořené kyslíkem 18 jsou těžší, téměř se nevypařují a proto při poklesu hladiny oceánů v době ledové stoupá jejich koncentrace. Rozborem sedimentů lze tedy určit dobu snížené či zvýšené hladiny oceánů, případně lze určit i více klimatických cyklů. Milankovičovy cykly mohou podle současných teorií zesilovat či zeslabovat stimulátory prudkých klimatických změn, ale hlavní roli hraje zřejmě pohyb či zastavení pohybu teplé mořské vody od rovníku daleko na sever a taky výrazná změna koncentrace skleníkových plynů v atmosféře.

 

 KLIMATICKÁ ZMĚNA – fakta a argumenty

   (se svolením využity poznatky pracovníků Geofyzikálního ústavu AVČR)

 

Poslední doba ledová probíhala v období přibližně před 115000 a 12000 roky. Nebylo to ovšem nepřetržité období chladu. V rámci této epochy se vyskytlo 25 teplých oscilací, které nazýváme interstadiály. Hlavní studené nápory se nazývají stadiály a v rámci těchto studených období teplota rovněž kolísala. Pro teplé oscilace býval charakteristický razantní nástup oteplení, během deseti let stoupla teplota až o 2,5°C ! Celkově se oteplilo v interstadiálu trvajícím v průměru 1500 let až o 16°C. Tak výrazné oteplení se ale netýkalo celé polokoule, bývala to záležitost lokální.

Vzestup teploty nebyl na obou polokoulích synchronní, nedocházelo k oteplení současně (Arktida se oteplila za posledních sto let o 2,5°C, já osobně zaznamenávám oteplení o 1,2°C za období 1987-2015, tedy za necelých 30 let a nástup považuji rovněž za vcelku razantní).

Co umožnilo zmapovat poslední dobu ledovou:

  • ledový archiv – ve vzorcích ledu z hlubokých vrtů se zkoumají stopy prachu, zakonzervovaného plynu a změny koncentrace izotopů berylia, čímž se dá zrekonstruovat sluneční aktivita v minulosti
  • zkoumáním mořských sedimentů – prozradí nám kolísání hladiny oceánů, umožní vystopovat pevninský materiál dalekého severu unesený kusy ledovce do jižních zeměpisných šířek. Pevninské sedimenty prozradí rozšíření stepí a tunder nebo naopak při oteplení rozsáhlé zalesnění a vznik vyzrálých půdních typů
  • kosmogenní izotopický záznam. Uhlík vázaný v oxidu uhličitém obsahuje nepatrné množství radioaktivního izotopu 14C, na jehož vzniku se podílí kosmické záření. Tento přírodní radioaktivní izotop uhlíku vzniká  ve vyšších vrstvách atmosféry bombardováním atomů dusíku neutrony kosmického záření. Uhlík 14C se liší od stabilního 12C tím, že má osm neutronů, tedy o dva více než uhlík stabilní. Oxid uhličitý přijímají rostliny , jejich prostřednictvím živočichové. V odumřelých organismech se izotop rozpadá, poločas rozpadu je 5730 let, což znamená, že za tuto dobu klesne počet atomů na polovinu. Po deseti cyklech, tedy asi 57000 letech, se počet radioaktivních atomů sníží natolik, že měření dosáhne hranice spolehlivosti. K rozborům se používá např, dřevo, rašelina, kosti, lastury, zbytky tkání. Tento izotopický záznam umožňuje přesně datovat rozšíření fauny a flory v různých částech planety v posledních 45000 letech minulé doby ledové. Radioaktivní izotopy dalších prvků lze využít k časovému zařazení záznamů uložených v přírodních archivech. Jedná se např. o poměr 230Th/234U v krápnících, 10Be a 26Al ve valounech křemene říčních teras, 210Pb v rašelinách nebo 137Cs v jezerních sedimentech