piatok, 14. marca 2014

Klíma v Európe smeruje k zásadným zmenám

Čo bude pre Európu znamenať globálne oteplenie o 2 °C?

Nárast globálnej teploty o 2 °C v porovnaní s predindustriálnou dobou (GW-2C) je v súčasnosti prijímaný za horný prah „znesiteľného“ oteplenia, ktorý ak neprekročíme, môžeme ešte predísť nebezpečným dôsledkom klimatickej zmeny. Ako ale možno mnohí viete, táto hodnota nevzišla ani tak z vedeckého výskumu ako skôr z politického konsenzu. O jej opodstatnenosti by sme preto mohli viesť siahodlhé akademické polemiky. Z dnešného pohľadu je myslím už veľmi reálne, že pri súčasnom tempe produkcie skleníkových plynov tento prah nie len dosiahneme, ale aj podstatne prekročíme (napr. oteplenie o 4 °C do konca storočia sa v súčasnosti považuje za reálne). Zamyslime sa však nad trochu iným problémom. 

Prejavy klimatickej zmeny a predovšetkým naša schopnosť adekvátnej reakcie na ich dôsledky budú v budúcnosti predsa len skôr závisieť od toho, ako zásadne a rýchlo sa budú meniť klimatické podmienky v konkrétnych regiónoch. Z tohto dôvodu je informácia o predpokladanom globálnom oteplení o napr. 2 °C síce zaujímavá, ale pre bežných ľudí a predovšetkým verejných činiteľov len ťažko uchopiteľná a prakticky takmer nezúžitkovateľná. Čo možno teda očakávať v Európe v prípade, že v priebehu najbližších desaťročí sa planéta oteplí o minimálne ďalších 1,5 °C (v porovnaní s obdobím 1971-2000)? Túto otázku si položili aj odborníci v rámci medzinárodného výskumného tímu vedeného Robertom Vautardom. Vo svojom príspevku (The European climate under a 2 °C global warming) uverejnenom v časopise Environmental Research Letters predstavili jeden z možných scenárov takejto zmeny v jednotlivých regiónoch Európy. Využili pri tom výstupy 15 regionálnych klimatických modelov (RCMs) použijúc stredný emisný SRES scenár A1B. A aké dosiahli výsledky? 


Obr. 1: Globálne oteplenie o  2 °C (v porovnaní s obdobím 1971-2000 o ďalších 1,5 °C) približne do obdobia rokov 2045-2050 bude pre Európu znamenať v priemere rýchlejšie otepľovanie a významný nárast extrémnosti teploty a zrážok (Credit: © Anton Balazh / Fotolia)

Kedy dosiahneme GW-2C?
Autori v článku uvádzajú, že za GW-2C považujú obdobie, kedy 30-ročný priemer globálnej teploty sa zvýši o 2 °C v porovnaní s priemerom za obdobie 1881-1910. K tomuto zvýšeniu by malo dôjsť niekedy medzi obdobiami 2014-2043 až 2038-2067, a ak berieme do úvahy stredné hodnoty 30-ročných intervalov, potom niekedy medzi rokmi 2028 a 2052. Pri použití väčšieho počtu modelových simulácií (CMIP3 a ENSEMBLES GCMs) sa priemer časového výskytu GW-2C posúva na obdobie medzi rokmi 2045-2049 (Obr. 2). Len pre zaujímavosť, najnovšie modely CMIP5 dávajú GW-2C na roky 2050 (emisný scenár RCP4.5) alebo 2042 (RCP8.5).  


Obr. 2: Historický vývoj a scenáre vývoja globálnej teploty vzduchu (30-ročný kĺzavý priemer) podľa SRES scenára A1B (hore) a RCP scenárov (dole) - limit oteplenia o 2 °C v porovnaní s obdobím 1881-1910 je zvýraznený červenou čiarou (Zdoj: Vautard et al. 2014)

Regionálne zmeny teploty a zrážok pri GW-2C
Zásadnejším výsledkom štúdie je ale to, že v celkovom priemere dávajú regionálne modelové simulácie väčšie oteplenie než 2 °C (v porovnaní s 1881-1910) pre takmer celú Európu a všetky sezóny (Obr. 3 a 4). Zatiaľ čo globálne sa oteplí o 2 °C, pre Európu to bude znamenať výraznejšie oteplenie, prevažne v rozmedzí od 1,5 do 2,0 °C v porovnaní s obdobím 1971-2000. Rýchlejšie sa pritom bude otepľovať v zime ako v lete alebo na jar (Obr. 4). K najvýraznejšiemu nárastu teploty dôjde v severnej a východnej Európe v zime, a v južnej Európe v lete (o 2 až 3 °C). Slovensko a Česká republika budú tiež patriť medzi regióny s rýchlejším tempom rastu teploty (0,5 až 1,5 °C), pritom rýchlejšie sa bude otepľovať najmä v zime. Oteplenie porovnateľné s tým na globálnej úrovni možno očakávať len v západnej Európe, a to najmä na Britských ostrovoch a na Islande (vzhľadom na pomalšie otepľovanie Atlantického oceánu, Obr. 5).  


Obr. 3: Očakávané zmeny ročnej priemernej teploty vzduchu (vľavo) a ročných úhrnov zrážok (vpravo) v jednotlivých regiónoch Európy pri oteplení o 2 °C (Zdoj: Vautard et al. 2014)

Obraz budúcich zmien zrážok je o niečo viac komplikovaný (Obr. 3 vpravo). Všeobecne však možno očakávať rast úhrnov zrážok v strednej a severnej Európe v zime (na severe Európy aj v lete), a pokles v lete, najviac v juhozápadnej a juhovýchodnej Európe. Zväčša možno očakávať zmeny v rozsahu +/- 20 % (Obr. 5). Veľmi zaujímavé sú aj zmeny prízemného tlaku vzduchu, ktoré vykazujú pokles v severnej Európe v zime a na juhu Európy v lete. Ako uvádzajú autori, zmeny tlaku vzduchu v zime môžu byť spôsobené posunom subtropických oblastí vyššieho tlaku vzduchu a polárnej frontálnej zóny smerom na sever. V lete je pokles na juhu Európy zapríčinený častejším výskytom termálnych tlakových níži nad stále teplejším Stredomorím a juhovýchodnou Európou.



Obr. 4: Očakávané zmeny sezónnej priemernej teploty vzduchu (vľavo) a sezónnych úhrnov zrážok (vpravo) v Európe pri oteplení o 2 °C (Zdoj: Vautard et al. 2014)

Zmena extrémov pri GW-2C
Podľa výstupov regionálnych modelov možno významné zmeny očakávať aj pri extrémnych teplotách a zrážkach. Maximálne denné teploty budú pravdepodobne najrýchlejšie rásť v južnej Európe  v lete (+3-4 °C) a denné minimá v severnej Európe v zime (+5-8 °C, Obr. 6). Na Slovensku to bude znamenať nárast u oboch uvedených charakteristík o 2 až 4 °C. Podobne ako pri priemerných zrážkach, aj extrémne zrážky vykazujú oveľa zložitejší obraz ako v prípade teploty vzduchu. Veľkosť extrémnych denných úhrnov, ktoré sa zvyknú vyskytovať raz za 20 rokov, bude rásť bez rozdielu na ročné obdobie, najčastejšie v rozsahu od 5 do 15 %. Ako vidieť aj na Obr. 6, zatiaľ čo priestorový rozsah zmien je väčší hlavne v zime (väčší nárast najmä na juhu), v lete sa zmeny týkajú skôr len severnej polovice Európy, no dosahujú väčšie hodnoty ako v zime. Modely tiež naznačujú priestorovo menej rozsiahly, no významný nárast extrémnosti rýchlosti vetra.        


Obr. 5: Scenáre zmien teploty vzduchu (vľavo), zrážok (v strede) a prízemného tlaku vzduchu (vpravo) v zime (DJF) a lete (JJA) pre obdobie GW-2C v porovnaní s priemerom 1971-2000 (Zdoj: Vautard et al. 2014)


Obr. 6: Scenáre zmien minimálnej a maximálnej dennej teploty vzduchu (vľavo), maximálneho denného úhrnu zrážok (v strede) a rýchlosti vetra (vpravo) v zime (DJF) a lete (JJA) pre obdobie GW-2C v porovnaní s priemerom 1971-2000; v prípade teploty vzduchu a zrážok ide o extrémne hodnoty s dobou opakovania raz za 20 rokov  (Zdoj: Vautard et al. 2014)

Záver (?)

Možno by sa patrilo uzavrieť tento blog niečím pozitívnym, no ako vidieť aj z výsledkov tejto štúdie, ktorá nie je ani prvá, ani posledná svojho druhu, už oteplenie o 2 °C, ktoré je politickými reprezentantmi často označované ako „bezpečné“, môže a veľmi pravdepodobne aj prinesie zásadné zmeny klimatických podmienok do takmer celej Európy. A to, či sa už na to pozeráte z pohľadu priemerných hodnôt meteorologických prvkov alebo ich extrémov. Zvlášť citlivým regiónom bude z tohto pohľadu juh Európy, kde najvážnejším problémom budú rýchlo rastúce teploty vzduchu. Tie v kombinácii s výrazným poklesom zrážok (v lete) budú vytvárať priestor pre výskyt pravidelného až trvalého nedostatku vody, a teda sucha. V regióne strednej Európy naliehavejším problémom bude "nový" režim zrážok, ako aj ich nedostatok a extrémnosť. Vyššie teploty počas roka budú mať spočiatku skôr pozitívny efekt na predlžovanie vegetačného obdobia, no rastúci nedostatok zrážok na jar a v lete (vzhľadom na vyšší výpar v teplej časti roka), ako aj väčšia extrémnosť denných úhrnov môže viesť k režimu, ktorý sa bude vyznačovať dlhodobejšími bezzrážkovými obdobami prerušovanými veľmi krátkymi epizódami prívalových zrážok a povodní.

Ďalším problémovým regiónom bude Arktída, ktorá sa už v súčasnosti otepľuje dva až tri krát tak rýchlo ako zvyšok sveta, dokonca rýchlejšie ako Európa. Zásadne zmeny klímy a prostredia pritom možno v tomto regióne pozorovať už v súčasnosti. Ako sme spomenuli už v predošlých blogoch, posledné výskumy prinášajú čoraz zreteľnejší obraz o tom, že zmena radiačnej bilancie zemského povrchu a rýchle tempo zvyšovania teploty v Arktíde vedie na celej severnej pologuli k významným zmenám cirkulácie atmosféry. Vzhľadom na očakávané "pokračujúce" otepľovanie v najbližších 30 rokov možné je predpokladať, že tak otepľovanie ako aj zmena atmosférickej cirkulácie v euro-atlantickom priestore prinesú do mnohých regiónov Európy významné zmeny režimu zrážok, pôdnej vlhkosti, odtoku z povodí, atď.

Otázkou tiež ostáva aj to, aké zmeny čakajú Európu pri ešte výraznejšom a rýchlejšom globálnom otepľovaní v priebehu tohto storočia, ktoré ako sme uviedli už v úvode, veľmi pravdepodobne dosiahne minimálne 4 °C.


Súvisiace články 
Zvyšujúca sa extrémnosť počasia preverí naše limity adaptácie
http://climatemap.blogspot.cz/2014/02/zvysujuca-sa-extremnost-pocasia-preveri.html
Čakajme neočakávateľné
http://climatemap.blogspot.cz/2014/02/cakajme-neocakavatelne.html
Rok, kedy neprišla zima
http://climatemap.blogspot.cz/2014/03/rok-kedy-neprisla-zima.html
Klimatická zmena v Arktíde prebieha doslova pred očami
http://climatemap.blogspot.cz/2013/03/klimaticka-zmena-v-arktide-prebieha.html
Extrémne klimatické anomálie ako priamy dôsledok globálneho otepľovania (?)
http://climatemap.blogspot.cz/2013/03/extremne-klimaticke-anomalie-ako-priamy.html
Extrémne počasie a meniaca sa tvár Matky Zeme
http://climatemap.blogspot.cz/2013/04/extremne-pocasie-meniaca-sa-tvar-matky.html
Globálne otepľovanie zvyšuje riziko výskytu sucha
http://climatemap.blogspot.cz/2013/05/globalne-oteplovanie-zvysuje-riziko.html
Nebezpečná rýchlosť klimatickej zmeny
http://climatemap.blogspot.cz/2013/08/nebezpecna-rychlost-klimatickej-zmeny.html

4 komentáre:

  1. Pěkný článek. Ty mapy rozložení srážek a teplot za předpokladu určitého růstu průměrné teploty, se za poslední roky objevují poměrně často a je až s podivem, jak jsou v tom jednotlivé modely konzistentní.

    Ale chtěl bych se zeptat na jinou věc. Zabýval se někdo tím, jaký vliv by takovéto změny podmínek měly na středoevropskou vegetaci. Myslím tím z déledobého hlediska a ne z pohledu jedné dvou sezon. Je jasné, že takové změny znamenají pro rostliny stres, tak jestli se začnou více uplatňovat S-stratégové nebo jestli se k nám začnou stěhovat druhy známé spíše z jižněji položených oblastí Evropy?

    OdpovedaťOdstrániť
  2. Podľa tých máp čo možno očakávať v Európe to opäť vyzerá na to, že to bude skôr smerom k NAO+ a AO+...ale keď som sa vyjadroval, že v Severnej Amerike bude v budúcnosti viac teplotne podnormálnych zím (zatajil som, že z tohto dôvodu), tak mi nikto nedal za pravdu :P Ešte som sa o tom s Tebou nebavil, ale mohol by si mi to niekedy vysvetliť, prečo ste nesúhlasili. Inak, cenný článok :)

    OdpovedaťOdstrániť
  3. Ahoj Marek, viem na co narazas. Ale vyssie zrazky v Skandinavii a vyraznejsie oteplenie v tejto oblasti nemusi nutne znamenat silnejsie NAO+ alebo AO+. Je to skor len dosledok jednoducheho fyzikalneho zakona, ktory pocita s tym, ze teplejsi vzduchu a rychlejsie oteplovanie na severe Europy bude znamenat aj vyssi obsah vodnej pary v atmosfere a teda aj vyssie potencialne zrazky v tejto oblasti. To za prve, a za druhe, mozno taktiez pocitat s dalsim posunom cirkulacnych systemov smerom k severnemu polu, ako dosledok rozsirovania tropickej cirkulacie, ktory je uz v sucasnosti aj pozorovany. Azorska tlakova vys sa bude v priebehu leta aj zimy vysuvat viac na sever, co bude znamenat aj posun polarneho frontalneho systemu blizsie k polu - tento trend je uz tiez pozorovany. Prave preto dnes nevieme odhadnut, ci bude pokracujuce oteplovanie znamenat viac NAO+ alebo NAO+, je to velmi neiste uz aj kvoli tomu, ako sa indexy NAO pocitaju. (Ono sa sice predpoklada, ze subtropicke tlakove vyse budu vyraznejsie, v dosledku hlbsich a dynamickejsich nizi na PF, no opat to nemusi mat nic spolocne s NAO+) A prave preto sme s Tvojim pohladom polemizovali a skor nesuhlasili. Tod vse. Cus :) Jozo

    OdpovedaťOdstrániť
  4. Ahoj Roman, dakujem aj za Tvoju reakciu. Zial, zatial som studiu, ktora by sa tymto problemom zaoberala detailnejsie v ramci stredoeuropskeho priestoru necital, ale ak objavim, urcite to sem zavesim :)

    OdpovedaťOdstrániť

Vysušovanie krajiny vs. silnejúci skleníkový efekt

Je príčinou klimatickej zmeny a globálneho otepľovania vysušovanie krajiny? V súvislosti s príčinami globálneho otepľovania a klimatick...