Rok 2013 v klimatológii – žatva zaujímavých objavov

Súčasné otepľovanie je v historickom kontexte bezprecedentné a jeho spomalenie v posledných 15 rokoch je menšie, ako sa pôvodne myslelo

Rok 2013 máme "úspešne" za sebou a možno povedať, že bol opäť veľmi zaujímavý. Okrem toho, že sa zaradil medzi najteplejšie roky v období moderných prístrojových meraní, rok 2013 bol pozoruhodný aj z pohľadu klimatologického výskumu. Popri tom, že svetlo sveta uzrela ďalšia hodnotiaca správa IPCC, ktorá dosť zásadne spresnila to, čo mnohí klimatológovia vedia už nejakú tú dobu – a to, že hlavnou príčinou otepľovania v období od druhej polovice 20. storočia je človek – rok 2013 priniesol aj niekoľko prelomových štúdií, ktoré dokázali zarezonovať aj vo svetových médiách. Žiaľ, niektoré z nich sa stali terčom útokov "klimaskeptikov", keďže svojimi výsledkami dokázali vyvrátiť viaceré nekorektné pseudoargumenty, ktoré zástupcovia tohto tábora držali dlhé roky pri živote v nespočetných diskusných „prestrelkách“. 

Obr. 1: Posledné výskumy potvrdzujú minimálny vplyv Slnka na súčasné otepľovanie atmosféry a oceánov, a naopak naznačujú, že oblaky globálne otepľovanie budú v budúcnosti zosilňovať

Zatiaľ čo ale vedecký výskum napredoval míľovými krokmi dopredu, odkaz vedcov prinášajúci zreteľný obraz o alarmujúcich zmenách globálneho klimatického systému medzi politikmi a rádovými občanmi rezonoval len minimálne. Posun v riešení a zmierňovaní ľudského príspevku k súčasnej zmeny klímy je zatiaľ minimálny, čo sa jasne odzrkadlilo aj v neúspechu medzivládnych rokovaní na konferencii COP vo Varšave. Pochopiteľne, že existujú aj pozitívne príklady iniciatív národných vlád či lokálnych komunít pokúšajúcich sa zmierniť, prípadne adaptovať sa na dôsledky už prebiehajúcej zmeny, no bez záštity globálnej zmluvy o redukcii emisií skleníkových plynov, budú akékoľvek parciálne aktivity, nech sú už akokoľvek prínosné pre daný región alebo komunitu, z globálneho pohľadu len málo efektívne.

Poďme sa ale pozrieť na niekoľko kľúčových a vo všetkých smeroch prínosných vedeckých prác, ktoré skutočne urobili v minulom roku takpovediac „dieru do sveta“.

Prvá z nich výrazne naštrbila rozšírený mýtus o spomalení či dokonca zastavení globálneho otepľovania v období posledných 15 rokov. Dvojica autorov Cowtan a Way v novembri publikovala článok v časopise Quarterly Journal of Royal Meteorological Society, v ktorom poukázala na významné podhodnotenie trendu globálnej teploty počítaného z údajov CRU (HadCRU4). Použitím vylepšenej interpolačnej metódy dokázali v oblastiach s riedkym alebo absolútnej žiadnym pokrytím staničnej siete vyplniť existujúce údajové „biele mieste“, čo sa následne prejavilo v tom, že výsledné tempo rastu globálnej teploty je v posledných 15 rokoch minimálne 2,5-krát rýchlejšie, ako sa pôvodne predpokladalo. Výsledky tak potvrdili, že tzv. „pauza“ v globálnom otepľovaní je z veľkej časti len údajovým artefaktom, vyplývajúcim z nedostatočného priestorového odhadu teploty v dnes najrýchlejšie sa otepľujúcom regióne na Zemi – v Arktíde (video). 

Na problém „spomalenia“ rastu globálnej teploty sa zameralo aj niekoľko ďalších štúdií, ktoré sa pokúsili – väčšinou úspešne – vysvetliť tento fenomén v kontexte globálnej výmeny tepla medzi atmosférou a oceánmi. Okrem „štatistického“ a „údajového“ vysvetlenia sa teda ponúka aj iné, viac fyzikálne. 

Štyri nezávisle štúdie z minulého roku ukázali, že „pauza“ v otepľovaní nie je ničím iným ako len prechodnou epizódou, pravdepodobne spôsobenou zvýšenou absorpciou tepla oceánmi. Watanabe (2013) vo svojom príspevku ukázal, že miera tejto absorpcie sa v období posledného desaťročia minimálne zdvojnásobnila v porovnaní s predošlými dekádami, čo je v celkovej zhode s ďalšou štúdiou Balmaseda et al. 2013, ktorá analyzovala to, ako rýchlo sa svetové oceány ohrievali v priebehu posledných 50 rokov. Výsledky oboch štúdií sú zároveň konzistentné so zisteniami Meehl et al. 2013, ktoré boli založené na modelovaní tokov tepla medzi atmosférou a oceánmi. A nakoniec, ako ukazuje aj štúdia Kosaka & Xie (2013), za rýchlejším ukladaním tepla do oceánov, predovšetkým do ich hlbších častí, môžu hlavne cirkulačné zmeny v oblasti Tichého oceánu (intenzívnejšia morská ako aj atmosférická cirkulácia urýchľuje „dopravu“ tepla do hlbších vrstiev Pacifiku). 

Zdá sa, že uvedený fyzikálny mechanizmus, vyplývajúci z prirodzenej variability klimatického systému, je popri zníženej slnečnej aktivite a vyššiemu množstvu prachových aerosólov v zemskej atmosfére (v dôsledku aktívnejšej sopečnej činnosti v poslednej dekáde), hlavnou príčinou mierneho spomalenie otepľovania, ktoré ale podľa Cowtana a Waya nie je nakoniec natoľko výrazné, ako sa predpokladalo. A aby sme v tomto ohľade boli úplní, Otto et al. 2013 poukázal aj na to, že súčasné „spomalenie“ nemá žiadny vplyv na veľkosť tzv. klimatickej citlivosti. Koniec koncov, ako prezentovala aj posledná správa IPCC, súčasný vývoj globálnej teploty sa aj napriek tejto fluktuácii stále drží v rozsahu pôvodných modelových scenárov klimatickej zmeny (Obr. 2). 

Obr. 2: Priebeh globálnej teploty podľa NASA (modrá čiara), NOAA (žltá čiara) a CRU (zelená čiara) a podľa scenárov z Prvej (žltý baner, FAR), Druhej (zelený baner, SAR), Tretej (modrý baner, TAR) a štvrtej (červený baner, AR4) IPCC správy (Zdroj: AR5 IPCC)

Poďme ale ďalej. Niekoľko nasledujúcich článkov z roku 2013 podporilo tvrdenie klimatológov, že súčasné otepľovanie (dlhodobý trend) nemá nič spoločné s prirodzeným vývojom klímy, a to minimálne v období od skončenia poslednej ľadovej doby pred 10 000 rokmi. Okrem príspevku Johna Abrahama, ktorý zásadne spochybnil tvrdenie, že súčasná veľmi teplá perióda je len akýmsi návratom (kompenzáciou) globálnej klímy do normálu po predošlom, relatívne chladnom období „Malej doby ľadovej“, to bol predovšetkým článok Marcott et al. 2013, ktorý priniesol zatiaľ najkomplexnejšiu rekonštrukciu zmien teploty na Zemi v období od konca posledného glaciálu. Marcotova analýza pokrýva obdobie posledných 11 300 rokov a ukazuje, že otepľovanie v poslednom storočí je skutočne bezprecedentne najrýchlejšie a má ďaleko do „prirodzenosti“ (Obr. 3). Pozornosť si zaslúži aj príspevok Marka Richardsona, ktorý vo svojej analýze ukazuje, že za významným nárastom koncentrácie CO2 v atmosfére v modernej dobe možno vidieť predovšetkým ľudské aktivity.    

Obr. 3: Porovnanie rôznych metód identifikácie zmien teploty v období posledných 2000 (vľavo), resp. 11 300 rokov (vpravo; Zdroj: Marcott et al. 2013)

K rozhodujúcemu prelomu došlo aj v oblasti výskumu spätných väzieb v klimatickom systéme. Aby sme ale boli konkrétni, na prelome rokov 2013/14 bol zverejnený v časopise Nature článok Sherwood et al. 2014, ktorý presnejšie kvantifikoval odozvu oblačnosti na otepľovanie oceánov v tropických oblastiach. Spätná väzba zo strany oblačnosti patrí medzi najväčšie neistoty spojené so scenármi budúceho vývoja globálnej teploty. Doteraz sa presne nevedelo, či oblačnosť zosilní alebo naopak utlmí otepľovanie planéty. Sherwood, žiaľ, na základe analýzy tak empirických, ako aj modelových údajov došiel k záveru, že oblačnosť v rozsiahlej oblasti trópov bude veľmi pravdepodobne hrať v „prospech“ ďalšieho otepľovania (teda jeho signál ešte zvýrazní). Výsledky tejto štúdie nevyznievajú preto veľmi optimisticky – Sherwood (video) totižto odhadol, že pri zdvojnásobení koncentrácie CO₂ v zemskej atmosfére, v porovnaní s predindustriálnou hodnotou (280 ppm), sa globálna teplota zvýši o minimálne 3 °C, čo by znamenalo oteplenie o až 4 °C do konca tohto storočia. 

Na záver tohto blogu doporučujem pozrieť nasledujúce krátke video o stave súčasného poznania klimatickej zmeny:

Pozri tiež
Fyzikálne príčiny „spomalenia“ atmosférického otepľovania 
Dočkáme sa ďalšieho otepľovania (?) 
Citlivosť klímy – dôležitý pojem našej budúcnosti 
Oceány „maskujú“ skutočný rozsah globálneho otepľovania 
Záhada (ne)pokračujúceho globálneho otepľovania leží hlboko v oceánoch
Počasie v roku 2013 očami meteorologických družíc

Literatúra

Marcott, S. A. et al., (2013) A Reconstruction of Regional and Global Temperature for the Past 11,300 Years. Science, DOI:10.1126/science.1228026,

Balmaseda, M. A., Trenberth, K. E. & Källén, E. (2013) Distinctive climate signals in reanalysis of global ocean heat content. Geophysical Research Letters, DOI:10/1002/grl.50382,

Otto, A. et al., (2013) Energy budget constraints on climate response. Nature Geoscience, DOI:10.1038/ngeo1836,

Cowtan, K. & Way, R.G. (2013) Coverage bias in the HadCRUT4 temperature series and its impact on recent temperature trends. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, DOI: 10.1002/qj.2297.

Zdroje
2013 was a good year for climate science, but a mixed bag for climate policy
http://www.theguardian.com/environment/climate-consensus-97-per-cent/2013/dec/31/2013-climate-change-science-policy-review
Real Skepticism About the New Marcott 'Hockey Stick'
http://skepticalscience.com/marcott-hockey-stick-real-skepticism.html
What has global warming done since 1998?
http://www.skepticalscience.com/global-warming-stopped-in-1998-intermediate.htm
Global warming since 1997 more than twice as fast as previously estimated, new study shows
http://www.theguardian.com/environment/climate-consensus-97-per-cent/2013/nov/13/global-warming-underestimated-by-half
Comment on “The phase relation between atmospheric carbon dioxide and global temperature” by Humlum, Stordahl and Solheim
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921818113000908 
Strengthening of ocean heat uptake efficiency associated with the recent climate hiatus
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/grl.50541/abstract  
Distinctive climate signals in reanalysis of global ocean heat content
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/grl.50382/abstract
Externally Forced and Internally Generated Decadal Climate Variability Associated with the Interdecadal Pacific Oscillation
http://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/JCLI-D-12-00548.1
Recent global-warming hiatus tied to equatorial Pacific surface cooling
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature12534.html
IPCC model global warming projections have done much better than you think
http://www.theguardian.com/environment/climate-consensus-97-per-cent/2013/oct/01/ipcc-global-warming-projections-accurate
Not so slow “slowdown”? New paper says warming in last 15 years may be double what scientists thought
http://www.carbonbrief.org/blog/2013/11/not-so-slow-%E2%80%9Cslowdown%E2%80%9D-new-paper-says-warming-in-last-17-years-may-be-double-what-scientists-thought/
Spread in model climate sensitivity traced to atmospheric convective mixing
http://www.nature.com/nature/journal/v505/n7481/full/nature12829.html
Planet likely to warm by 4C by 2100, scientists warn
http://www.theguardian.com/environment/2013/dec/31/planet-will-warm-4c-2100-climate?CMP=twt_gu
Global warming is being caused by humans, not the sun, and is highly sensitive to carbon, new research shows
http://www.theguardian.com/environment/climate-consensus-97-per-cent/2014/jan/09/global-warming-humans-not-sun
Magical climate contrarian thinking debunked by real science
http://www.theguardian.com/environment/climate-consensus-97-per-cent/2013/sep/23/climate-science-magical-thinking-debunked-by-science
Climate Change 2013: The Physical Science Basis
http://ipcc.ch/report/ar5/wg1/#.UvK3T_tPqub

Meteorid vs. klimatická zmena (?)

Piatok, 15. február 2013. Ranný úsvit nad západnou Sibírou v to ráno rozjasnilo aj čosi iné ako len „zimné“ slnko, pomaly stúpajúce nad východný horizont. Oslňujúca žiara ešte rozospatým svedkom celkom určite na chvíľu pripomenula testy jadrových zbraní z obdobia hlbokého socializmu. Prenikavý „záblesk“ spôsobil obrovský meteorid prenikajúci do horných vrstiev atmosféry rýchlosť viac ako 20 kilometrov za sekundu, s hmotnosťou možno až okolo 10 000 ton a rozmermi priemerne veľkého domu. Išlo pravdepodobne o najväčší objekt, ktorý vstúpil do zemskej atmosféry od tunguskej udalosti z roku 1908.  Meteorid explodoval vo výške približne 30 km nad zemou so silou niekoľkonásobne väčšou, akú mali bomby zhodené na japonské mestá Hirošina a Nagasaki. Rázovú a sonickú vlnu výbuchu pocítili na vlastnej koži tisíce obyvateľov v rozsiahlej oblasti mesta Čeľyabinsk. Agentúrne správy dokonca priniesli zábery ľudí, ktorí utrpeli rôzne poranenia spôsobenými najčastejšie letiacimi troskami okien, či iných predmetov.

Iróniou osudu však išlo o objekt, o ktorom sme do poslednej chvíle toho veľa nevedeli. De facto sme o ňom nevedeli vôbec nič, dokonca ani len to, odkiaľ presne priletel a či náhodou jeho „prílet“ nejako nesúvisel s asteroidom, o ktorom sme naopak vedeli takmer všetko. Napríklad aj to, či sa „náhodou“ nezrazí s nejakou tou geostacionárnou družicou. Americká NASA zbierala informácie o tomto 46 metrov merajúcom „kamienku“ bezmála celý predošlý rok. Aby si ho ľudia, ale najmä vedci, lepšie pamätali, dostal jednoduché katalógové označenie – 2012 DA14. Jeho tesný prelet vo vzdialenosti minimálne 27 360 sa, ako inak, zaobišiel bez akýchkoľvek vážnejších dôsledkov, dokonca ho sledovali tisícky ľudí na celej Zemi. Podľa toho, čo zatiaľ vieme, sibírsky meteorid s preletom asteroidu 2012 DA14 celkom určite nesúvisel, keďže priletel k Zemi z úplne iného smeru. Pravdepodobne išlo o neuveriteľnú zhodu okolností.

 

Obr. 1: V piatok ráno, 15.2.2013, vstúpil do horných vrstiev atmosféry meteorit, ktorého rázová vlna zranila približne tisíc ľudi v neďalekom meste Čeľyabinsk (Zdroj: AP Photo/ Chelyabinsk.ru)

Obe udalosti, a predovšetkým tá menej očakávaná, nám pripomenuli nepríjemnú skutočnosť, že aj napriek prítomnosti gravitačného štítu obrovského Jupitera, sa naša planéta môže kedykoľvek stať terčom tzv. kozmického odpadu – teda telies rozmanitej veľkosti a rôzneho zloženia, poletujúcich po viac či menej výstredných dráhach v celom rozsiahlom priestore slnečnej sústavy. Približnú predstavu o rozsahu dôsledkov stretu podobných telies so Zemou si možno urobiť vďaka udalosti, ktorú sme tu už spomenuli. Odohrala sa pred niečo vyše storočím v odľahlej oblasti Sibíri, v povodí rieky Tunguska. V roku 1908 tu približne vo výške 10 kilometrov na zemským povrchom explodoval asteroid alebo kus kométy. Sila výbuchu bola podľa pozorovaných škôd lesných porastoch na ploche vyše 2000 km² odhadnutá na 30 megaton (asi 1000 násobok hirošimskej bomby, čo je približne polovica sily najsilnejšej človekom odpálenej vodíkovej bomby – Tsar bomba z roku 1961, 57 megaton). Tunguský asteroid zlikvidoval odhadom 80 miliónov stromov a spôsobil zemetrasenie s magnitúdou 5. stupňa Richterovej škály v prevažne málo obývanej časti Ruska, čo bolo samozrejme veľkým šťastím.

Obr. 2: Najlepšie zachovaný meteorický kráter na Zemi - Meteor Crater v strednej Arizone (vznik pred 50 tisíc rokmi; priemer: 1200 m, hĺbka: 170 m; Zdroj: Wikipedia)

Pekným príkladom toho, že dopadajúce kozmické projektily dokážu nielen ničiť, ale aj formovať zemský povrch, je veľmi známy meteorický kráter v strednej Arizone, vyhĺbený približne 50 metrovým niklovo-železnatým asteroidom, ktorý sem dopadol pred asi 50 tisíc rokmi. Kráter ma pritom veľmi pekný symetrický tvar, čo veľa napovedá o smere samotného dopadu. Ide o jednu z najlepšie zachovaných foriem reliéfu tohto typu na Zemi. Staršie impaktné krátery už zväčša zahladila erózia alebo boli prekryté mladšími sedimentmi. Oba spomínané asteroidy boli pritom dosť veľké na to, aby v prípade dopadu do obývaných metropolitných oblastí dneška spôsobili obrovské škody, zanechali tisícky mŕtvych a v prípade dopadu do oceánu podmienili vznik masívnych vĺn tsunami. Na Zem spadli teda v celkom „vhodný“ čas a tiež na celkom „vhodné“ miesto.

Naša planéta však nesie stopy aj po oveľa väčších, kataklizmatických dopadoch, ktoré mali dostatočnú silu na to, aby ovplyvnili dokonca aj smer vývoja života na Zemi. Najznámejším príkladom je dopad kométy do oblasti dnešného Yukatánskeho polostrova pred približne 65 milión rokmi. Približne 10 kilometrov veľký projektil tu vytvoril jednu z najväčších impaktových štruktúr na Zemi, známy pod označením krátera z Chicxulubu, s priemerom viac ako 180 kilometrov. (Kráter bol objavený až v 70. rokoch 20. storočia, a to až po veľmi dôkladnom geologickom prieskume, keďže samotná štruktúra je prekrytá mohutnými sedimentmi vápencov) Dôsledky takto masívneho dopadu na vtedajšiu biosféru a klímu boli celkom určite katastrofálne a okrem toho mali aj globálny rozsah. Dopad kométy viedol k jednej z najväčších globálnych zmien klímy, ktorá bola sprevádzaná najväčším vymieraní života na Zemi za posledných 100 miliónov rokov. Odhaduje sa, že počas tohto obdobia na prelome druhohôr a treťohôr vymrelo až 70 % všetkých foriem života (vrátane rastlinných druhov).

Obr. 3: Kráter Chicxulub na severe Yukatánskeho polostrova vznikol pred približne 65 milión rokmi ako následok dopadu 10-kilometrového asteroidu alebo kométy (Zdroj: Wikipedia)

Aj keď riziko stretu Zeme s takto veľkým kozmickým objektom je dnes už vďaka monitorovaniu asteroidov v blízkozemskom okolí mimoriadne nízke, bolo by naivné si myslieť, že naša planéta je mimo akéhokoľvek ohrozenia. Práve naopak. Ak to nebude neočakávaný hosť z vesmíru, celkom určite, ako sa zdá, to bude globálna klimatická zmena v kombinácii s rozpínavou a po energii „bažiacou“ globálnou civilizáciou, čo veľmi pravdepodobne privedie život na Zemi k ďalšiemu veľkému vymieraniu. Ľudstvo prinieslo na Zem fenomény, s ktorými sa planetárna biosféra vyrovnáva len s veľkými problémami. Znečisťovanie ovzdušia a oceánov, degradácia pôdneho fondu, odlesňovanie, strata vody v krajine, ničenie ekosystémov, rozširovanie technickej infraštruktúry, úbytok prírodného prostredia a v konečnom dôsledku aj samotné globálne otepľovania nútia všetky ostatné životné formy k ústupu do krajne izolovaných prírodných enkláv, odkiaľ už niet takmer úniku. Dnes už vieme, že v minulosti sa živočíšne ale aj rastlinné druhy dokázali prispôsobiť aj pomerne rýchlym klimatickým zmenám (napr. počas udalosti PETM spred 55 milión rokmi), a to najmä vďaka migrácii. Dnes je to už takmer nemožné, žiaľ, vďaka všadeprítomnej ľudskej infraštruktúre – diaľnice, cesty, urbanizované oblasti, apod. Jediným prostredím, kde migrácia je zatiaľ ako-tak možná, sú oceány (no vzhľadom na jeho značné znečistenie je aj táto skutočnosť dnes už dosť diskutabilná). Ani vzduch – atmosféra, už nie je pre život bezpečným prostredím, vzhľadom na hustú a frekventovanú leteckú dopravu, či vážne znečistenie atmosféry v niektorých oblastiach sveta (napr. Čína).

Rýchla zmena klímy v kombinácii s celým radom veľmi vážnych ekologických problémov už dnes vedie k vymieraniu, ktoré je minimálne 1000-krát rýchlejšie než v ktoromkoľvek období za posledných niekoľko miliónov rokov. A ako ukazuje výskum, najrýchlejšie je práve v izolovaných ostrovoch dosiaľ zachovanej prírodnej biosféry (napr. tropické pralesy v Kostarike či v JV Brazílii, atď.). Neúprosne ženieme tento svet do ďalšieho rýchleho a masového vymierania. Áno, hádate správne, životné formy na Zemi by si dokázali poradiť aj dnešnou mimoriadne rýchlou zmenou globálnej klímy, no už nie vo svete, ktorý sme tak zásadné pretvorili my, ľudia.

Tento blog som napísal v reakcii na situáciu, ktorú minulý rok vyvolal meteorid nad Sibírou a ktorá miestami hraničila až s panikou. Hrozba dopadu dostatočne veľkého asteroidu, ktorý by dokázal ovplyvniť život na Zemi je síce do istej miery „reálna“, no pravdepodobnosť takéhoto stretu je extrémne nízka (projektily s veľkosťou do 2 km „padajú na Zem“ len raz za asi 100 tisíc až 1 milión rokov), a aj preto si myslím, že čeľyabinský meteorid vyvolal až príliš silné reakcie a emócie. Jedna z oveľa reálnejších hrozieb, ktorej sa budeme musieť v nasledujúcom storočí postaviť, vrie pod povrchom priamo tu na Zemi, a to pri jej „hľadaní", nemusíme opustiť ani zemskú atmosféru.

Zdroje:
http://www.wunderground.com/blog/JeffMasters/comment.html?entrynum=2350
http://cs.wikipedia.org/wiki/Chicxulubsk%C3%BD_kr%C3%A1ter
http://www.climatecentral.org/news/climate-change-a-bigger-threat-for-extinction-than-asteroid-strike-15625
http://en.wikipedia.org/wiki/Meteor_Crater

Rozhovor o klimatológii, klíme a globálnom otepľovaní

Dnes som mal možnosť odpovedať na niekoľko zaujímavých otázok pre školský portál "Školský servis" (rozhovor viedla Mgr. Mária Škultétyová z Gymnázia Janka Jesenského v Bánovciach nad Bebravou). Otázky ma veľmi zaujali, preto aj odpovede sú o niečo dlhšie ako som predpokladal. Možno vás niektoré zaujmú.

MŠ: Vitajte v galérii známych a úspešných bánovských gymnazistov, pán Pecho! Naše gymnázium je na vás hrdé a to hovorím najúprimnejšie, ako viem. Preslávili ste ho i seba v geografických olympiádach. Tak ako to bolo, zaspomínajte. Ovplyvnilo to aj výber vašej profesie?

JP: Veľmi pekne ďakujem za prizvanie k tomuto rozhovoru. Nerád sa hrám na skromného človeka, no toto je pre mňa veľká pocta, ktorú si nemierne vážim. S odstupom času môžem povedať áno, ovplyvnilo ma to, a to dosť zásadne. Môj záujem o geografiu, ktorému som prepadol už na základnej škole a ďalej rozvíjal na bánovskom gymnáziu, mi pomohol stať sa tým, čím som dnes - klimatológom. Pokiaľ si pamätám, už od detských čias ma prírodný svet dokázal vždy mimoriadne fascinovať. Keď som sa ako začínajúci školák na ZŠ naučil konečne čítať a objavil som prvé mapy, od geografie som sa už nedokázal odpútať. Zaujímal som sa o všetko, čo s ňou súviselo, no najviac ma okúzlila samotná krajina a hlavne fyzikálne procesy, vďaka ktorým máme na našej planéte takú ohromnú pestrosť prírodného prostredia. V približne rovnakom období som objavil aj ďalšiu „krásavicu“ medzi vedami - fyziku. Tá mi neskôr pomohla, spolu s geografiou, zacieliť môj záujem na fyzickú geografiu. A od nej bol už len malý krôčik ku klimatológii.

MŠ: Priznám sa, o klimatológii a klimatológoch toho veľa neviem. Skúste zjednodušene, aby aj laik pochopil: čo je klimatológia a čo robí klimatológ, keď robí?

JP: Veľmi zjednodušene sa klimatológia (a teda aj klimatológ) pokúša objasniť to, ako na Zemi a v jej jednotlivých oblastiach vzniká dlhodobý režim počasia – teda klíma, a prečo je tento režim od regiónu k regiónu odlišný a tiež to, prečo a ako sa klimatické podmienky na našej planéte menia. Týmto sa klimatológia dosť zásadne odlišuje od meteorológie, ktorú zaujíma predovšetkým aktuálny fyzikálny stav atmosféry. Ten dokážeme popísať rôznymi fyzikálnym veličinami, ako napríklad aktuálnou teplotou vzduchu, rýchlosťou a smerom prúdenia, obsahom vodnej pary vo vzduchu alebo oblačnosťou. Tieto a mnohé ďalšie stavové a dynamické veličiny potrebuje meteorológ poznať pre to, aby dokázal predpovedať vývoj atmosféry v najbližších hodinách až dňoch. Výsledkom jeho analýz je potom predpoveď počasia, ktorá patrí medzi najznámejšie „produkty“ výskumu zemskej atmosféry.

Aký je ale význam klimatológie? Klimatológ pri štúdiu atmosféry využíva trochu iné postupy ako meteorológ, pretože sa zaujíma o to, čo možno v danej oblasti v hrubých rysoch očakávať od počasia, no v dlhších časových horizontoch. Klimatológ však nemá ambíciu predpovedať počasie, ktoré nás čaká o 50 rokov, zvlášť nie do takých detailov, ako to robí meteorológ na deň či dva dopredu. Ide skôr o tom, aby sme dokázali popísať priemerné fyzikálne podmienky, v ktorých sa počasie bude v budúcnosti vyvíjať. A celkom určite poznáte to staré "príslovie" – kto chce aspoň trochu vidieť do budúcnosti, musí veľmi dobre poznať minulosť. Preto sa aj klimatológ vo svojej práci zaoberá hlavne štúdiom historického počasia a teda toho, aké rozmanité stavy môže v určitej oblasti Zeme nadobúdať, a aj toho či sa tieto stavy majú tendenciu s časom meniť. Tieto poznatky sú pre nás rovnako významné ako samotná predpoveď počasia.

Dlhodobý režim počasia totižto zásadne ovplyvňuje charakter prostredia v ktorom žijeme, no platí to aj naopak. Najzjavnejší je tento vzťah medzi klimatickými podmienkami a charakterom vegetácie. Jednoducho povedané, práve od klímy závisí to, či na danom mieste budeme vedieť dopestovať plodiny, ktoré nás živia, povedzme obilie alebo zemiaky. Pokiaľ zasadím obilie niekde, kde kvôli dlhodobo chladnejšiemu alebo daždivejšiemu počasiu klasy nedokážu dozrieť, je potrebné plodinu zasiať v teplejších a suchších podmienkach. Pekným príkladom môže byť aj situácia, kedy sa rozhodujeme, kde si postaviť dom. Rozhodne si ho nebudem stavať v oblasti, kde sa vyskytujú pravidelne veľmi silné či intenzívne dažde, ktoré vedu často k povodniam alebo zosuvom svahov. Klimatológia má v tejto oblasti veľký strategický význam, do veľkej miery ovplyvňuje naše rozhodovanie v kľúčových hospodárskych aktivitách.

Mohol by som menovať aj ďalšie príklady, na ktorých by ste videli veľký praktický význam toho, prečo sa oplatí skúmať klimatické podmienky. Je toho ale podstatne viac čím sa klimatológia zaoberá, no v poslednej dobe sú to predovšetkým rýchle zmeny podnebia, ktoré nám žiaľ aj v najbližšom storočí hrozia. Zmeny, ktoré už dnes pozorujeme na celej Zemi môžu byť pre nás, ľudí veľmi nepríjemne, či dokonca až nebezpečné, pretože všetko, čo ľudia počas posledných stáročí a tisícročí vybudovali (fungujúce poľnohospodárstvo, priemysel, mestá, dopravné systémy, atď.), bolo možné vybudovať najmä vďaka neobyčajnej stabilite klímy na Zemi v období posledných 10 000 rokov.

MŠ: Zem v posledných desaťročiach zápasí s mnohými ťažkosťami: globálne otepľovanie, roztápanie ľadovcov, zosuvy pôdy, lejaky, zmeny v podnebných pásmach. Nebudete musieť prepisovať celú teóriu klímy?

JP: Teóriu klímy rozhodne prepisovať nebudeme, tá stojí na pevných základoch, ktoré sa vo veľkej miere opierajú o fundamentálne fyzikálne zákony platiace všeobecne v celej atmosfére, v oceánoch či na zemskom povrchu. Čo však prepisovať, alebo inak povedané spresňovať celkom určite budeme, je popis dôsledkov a prejavov týchto zákonov, ktoré sa odohrávajú hlavne na úrovni vzťahov medzi atmosférou a oceánmi, ľadom, zemským povrchom či biosférou, a teda aj človekom a výsledkami jeho aktivít na planéte.

Klimatický systém Zeme nebol nikdy dlhodobo stabilný, vždy podliehal pomalším alebo rýchlejším zmenám. Akousi „výnimkou“ bolo obdobie posledných 10 000 rokov, počas ktorého ľudstvo malo možnosť profitovať z pozoruhodne stabilných klimatických podmienok. Ak sa ale pozrieme do hlbšej minulosti zistíme, že podnebie bolo v niektorých obdobiach histórie Zeme aj podstatne odlišné od toho súčasného. V dôsledku iného rozloženie oceánov a pevnín, iného zloženia biosféry či vyššieho zastúpenia oxidu uhličitého v zemskej atmosfére, klíma bola prevažne teplejšia ako dnes.

V Európe a aj na Slovensku sme mali ešte pred 10 miliónmi rokov tropickú vegetáciu, žili tu exotické tropické druhy živočíchov, a počasie sa vyznačovalo iným režimom. Okrem toho, že bolo teplejšie, viac a častejšie pršalo, a so snehom by ste sa stretli len v najvyšších polohách "Tatier". Klasické štyri ročné obdobia neboli tak výrazné ako dnes – zima bola vlhšia a teplejšia, leto bolo suchšie a veľmi teplé. Pred asi 3 miliónmi rokov sa všetko zmenilo, výrazne sa ochladilo a na Zemi sa vo viac či menej pravidelných intervaloch začali striedať pomerné dlhé ľadové doby s relatívne krátkymi medziľadovými obdobiami (v jednom z nich teraz žijeme). Počas vrcholenia ľadových dôb by ste na Slovensku našli len machy a lišajníky (tundra) a v Tatrách by ste videli rozsiahle horské ľadovce. V takýchto podmienkach človek mal čo robiť, aby vôbec prežil. Toto zásadné ochladenie a príchod ľadových dôb bolo odrazom hlavne toho, že v priebehu miliónov rokov dokázala globálna biosféra dosť podstatne znížiť množstvo oxidu uhličitého v zemskej atmosfére. Čim menej je tohto plynu v atmosfére, tým je priemerne chladnejšie. Príchodom človeka sa ale situácia zmenila. Objavili sme uhlie, ropu a zemný plyn, a uhlík, ktorý je v nich obsiahnutý a bol zakonzervovaný po milióny rokov, teraz veľmi rýchlo vypúšťame späť do atmosféry, čo vedie ku globálnemu otepľovaniu.

MŠ: Za všetkým hľadaj človeka. Platí to aj v tomto prípade? Naozaj môžeme za všetky zmeny iba my? A môžeme ešte pre vlastnú záchranu niečo urobiť? Alebo už budeme žať len búrku, keď sme si vietor zasiali?

JP: Hlavným problémom súčasnej zmeny klímy, ktorú už pozorujeme aj na Slovensku je to, že je v porovnaní so zmenami klímy v nedávnej či vzdialenej histórii Zeme veľmi rýchla a otázne je to, či sa budeme vedieť tejto rýchlej zmene prispôsobiť. Dnes už s veľkou istotou vieme povedať, že nebyť ľudských aktivít, a to hlavne spaľovania uhlia a ropy či odlesňovania, ku klimatickej zmene by v takomto globálnom rozsahu nedochádzalo.

Od začiatku priemyselnej revolúcie, pred približne 250 rokmi, kedy začal človek využívať energiu skrytú v uhlí, sme síce zaznamenali veľký pokrok vo všetkých známych oblastiach ľudského poznania – od poľnohospodárstva až po rozvoj kozmických technológií, no na druhej strane nám priniesol tento rýchly rozvoj množstvo negatívnych dôsledkov, ktoré možno pozorovať všade okolo seba. Jedným z nich je aj znečistenie atmosféry a pozoruhodne rýchly rast koncentrácie tých plynov, ktoré sú schopné v atmosfére zadržovať teplo, ktoré sa uvoľňuje zo zemského povrchu ohriateho slnečným žiarením. Medzi týmito plynmi zohráva dôležitú úlohu najmä jeden – už spomínaný oxid uhličitý (CO2), ktorý vzniká ako produkt spaľovania uhlia, ropy, zemného plynu či vegetácie (biomasy). Ak sa tempo využívania fosílnych palív, ako hlavného motora globálnej ekonomiky, bude aj naďalej zrýchľovať, je celkom možné, že už v polovici tohto storočia dosiahneme stav, kedy bude v atmosfére dvojnásobné množstvo CO2 ako pred 250 rokmi. Dnes sa nám atmosféra otepľuje v dôsledku CO2, ktorý sme vypustili pred približne 30-40 rokmi, čo znamená, že ak si s našou vysokou produkciou CO2 neporadíme do roku 2020, otepľovať sa nám bude minimálne do konca 21. storočia. To ale nie je ten najvážnejší problém.

Ekonomický rozvoj, zvlášť v niektorých krajinách ako Čína alebo India, sa neustále zrýchľuje, čím stále rýchlejšie rastie aj dopyt po energetických surovinách, čo sa premieta do stále rýchlejšieho rastu množstva CO2 v atmosfére. Rýchlosť globálneho otepľovania môže tak v najbližších desaťročiach prekročiť únosnú mieru, ktorej sa už len veľmi ťažko budeme vedieť prispôsobiť. Opäť pripomínam, že celá naša infraštruktúra či poľnohospodárstvo, vrátane produkcie potravín, sa dlhé stáročia vyvíjali v podmienkach relatívnej stabilnej klímy. Ak ale v priebehu dvoch až troch ľudských generácií vzrastie globálna teplota o 3-4 °C, dostaneme sa do klimatických podmienok, s ktorými ľudský druh nemá žiadne skúsenosti.

A okrem toho, samotné otepľovanie má aj celý rad iných dôsledkov. Pozorujeme napríklad častejší výskyt extrémov počasia, rast hladiny oceánov, topenie ľadovcov a migráciu rastlinných a živočíšnych druhov smerom k zemským pólom. To, čo sme si zasiali pred polstoročím, dnes žneme v podobe nestabilného klimatického systému. A ako tušíte správne, je predovšetkým na nás, aby sme s tým niečo urobili.

MŠ: Rozprávka O dvanástich mesiačikoch stratila svoje čaro. Jahody a fialky máme aj v zime, a to nemusíme chodiť ani do supermarketu. Stále žijeme v miernom pásme? A koľko máme ročných období?

JP: Toto je jeden z ďalších prejavov globálneho otepľovania. Ročné obdobia sa nám aj na Slovensku začínajú posúvať, pričom teplejšie sezóny sa rozširujú na úkor tých chladnejších, a okrem toho pozorujeme aj jeden ďalší, veľmi zaujímavý trend. Prechodné ročné obdobia, jar a jeseň, už nie sú tak výrazné ako v minulosti. Strácajú svoj bývalý charakter. V posledných rokoch sa stáva celkom normálnym stav, kedy zo zimy skočíme rovno do leta alebo naopak. V novom klimatickom režime nie je núdza už ani o také zvláštnosti, akými sú časté a výrazne oteplenia uprostred zimy, na ktoré samozrejme takmer okamžite reaguje aj vegetácia a živočíchy (kvitnutie ovocných stromov, prebúdzanie medveďov zo zimného spánku). Je to jeden z hlavných dôsledkov toho, že teplejšia atmosféra obsahuje väčšie množstvo vlhkosti, čo jej dodáva aj väčšiu dynamiku. Pochopiteľne, že k takýmto situáciám dochádzalo aj v minulosti, no dnes sú častejšie a prichádzajú nepredvídateľnejšie, o čom by mohli hovoriť aj samotní meteorológovia. Pekným príkladom je aj doterajší priebeh tohtoročnej zimy.

Okrem toho, spolu s otepľovaním sa do našej oblasti posúvajú aj teplejšie a suchšie klimatické zóny – stále síce žijeme v miernom podnebnom pásme, no postupom času bude nadobúdať odlišnejší charakter. Do budúcna budeme musieť počítať s kratšími a priemerne teplejšími zimami, so suchšími a dlhšími letami. Ak niekedy jazdíte na dovolenku k severnému Jadranu alebo do severného Talianska, možno si potom budete vedieť predstaviť podmienky, aké nás pravdepodobne čakajú na juhu Slovenska na konci tohto storočia.

MŠ: Jedna zamilovaná študentka sa pýta: „Pod čím sa budeme bozkávať v máji, keď čerešne kvitli už v januári.“ Tak pod čím to bude?

JP: Veľmi zaujímavá otázka, ktorej odpoveď v sebe skrýva predzvesť toho, čo nás možno už o niekoľko rokov čaká. Myslím ale, že romantické duše sa aj napriek rýchlym zmenám nemusia zatiaľ ničoho obávať. Stále tu budeme môcť pestovať čerešne, no vzhľadom na teplejšie podmienky to budú musieť byť odrody, ktoré v nových podmienkach budú mať šancu prežiť. A pokiaľ ide o samotné kvitnutie v máji, faktom je to, že významne fázy v biocykloch stromov sa posúvajú čím ďalej tým viac na skoršiu dobu v rámci kalendárneho roka. Je teda celkom možné, že sa časom obdobie zamilovaných presunie už na apríl.

MŠ: A teraz otázka na telo. Prečo ste “emigrovali“ do Čiech, český chlebík vám chutí lepšie?

JP: Za rozhodnutím presťahovať sa do Českej republiky neboli žiadne úvahy spojené s „akousi“ preferenciou žiť ďalej na Západe. Viedli ma k tomu čisto praktické dôvody. Po skončení vysokej školy som približne šesť rokov pracoval na Slovenskom hydrometeorologickom ústave v Bratislave. Práca tam bola veľmi zaujímavá a podnetná, súvisela najmä s prakticky orientovanou klimatológiou. Mal som možnosť spolupracovať s veľmi zaujímavými, šikovnými a talentovanými ľuďmi. No časom som chcel vyskúšať niečo nové a viac sa zamerať na výskumnejšie orientovanú oblasť tejto vedy. Na Slovensku sú takéto možnosti ale veľmi obmedzené, hlavne v posledných rokoch, a preto aj presun k našim západným susedom bol skôr nevyhnutnosťou. Je ale celkom možné, že ani toto nie je pre mňa posledná destinácia.

MŠ: Keď vás tu už mám, nech to máme v predstihu a z prvej ruky. Aké bude leto?

JP: V súčasnosti nemáme žiadne možnosti ako predpovedať konkrétny charakter počasia na pol roka dopredu. Dokonca aj veľmi hrubý odhad toho, ako by mohlo vyzerať tohtoročné leto, by nebolo ničím iným, ako len triafaním do veľmi ďalekého terča. Ale aj napriek tomu sa pokúsim vyjadriť určité obavy, pretože charakter leta býva často krát priamym dôsledkom toho, ako sa vyvíjalo počasie v predošlých dvoch až troch sezónach. Zima je zatiaľ veľmi teplá a pomerne chudobná na zrážky, veľmi podobná situácia bola aj na jeseň minulého roku. Pokiaľ by sa súčasný charakter cirkulácie a zrážok udržal až do jari, čo by znamenalo, že do konca zimy by sa už žiadna významnejšia snehová pokrývka u nás nevyskytla, je možné očakávať len jedno – sucho, a teda aj veľmi teplo počas prevažnej časti nadchádzajúceho teplého polroka, vrátane leta. K veľmi podobnej situácii došlo aj v rokoch 2003 a 2007, kedy po teplých zimách nasledovalo extrémne sucho a teplo. Leto 2003 bolo najteplejšie v histórii a v lete roku 2007 bola na Slovensku po prvý krát nameraná teplota nad 40 °C. Nechcem týmto priamo naznačovať, že nás v tomto roku čaká niečo podobné, no tento scenár nie je vylúčený. Ak by k nemu predsa len došlo, veľmi pravdepodobne nás čaká veľmi teplý a na extrémy v počasí bohatý rok.

Počasie v roku 2013 očami meteorologických družíc

Meteorológia, a koniec koncov aj klimatológia, získavala relatívne donedávna prevažnú časť informácií o aktuálnom, resp. dlhodobom stave a režime atmosféry len z pozemných meraní v sieti meteorologických staníc. Základnou nevýhodou týchto bodových údajov, vzťahujúcich sa k určitému miestu, je to, že nepokrývajú zemský povrch rovnomerne a sú sústredené prevažne na pevninách, aj to prevažne len v obývaných oblastiach. Viac ako 73 percent povrchu Zeme však pokrývajú oceány, ktoré boli až do príchodu diaľkového "družicového" prieskumu a monitoringu v 60. rokoch minulého storočia pre meteorológov a klimatológov doslova „terrou incognita“. Všetko však zmenili meteorologické družice, bez ktorých by rýchly rozvoj predpovednej meteorologickej služby v posledných 40 rokoch bol takmer nemysliteľný.

Diaľkový prieskum Zeme vykonávaný meteorologickými družicami prináša mimoriadne cenné informácie o stave a dynamike atmosféry, oceánov, ale aj pevnín. Družicové systémy, ktoré spravuje či už európska agentúra METEOSAT alebo americká NASA/NOAA, zohrávajú kľúčovú úlohu nie len pri monitorovaní vzniku a vývoja synoptických (poveternostných) systémov, ale aj pri predpovediach pohybu takých extrémnych prejavov počasia, akým bol napríklad v minulom roku super-tajfún Haiyan. Ako vieme, tieto fenomény sa nevyvíjajú izolovane, ale sú súčasťou celosvetovej atmosférickej cirkulácie, ktorej globálny obraz možno na nižšie uvedenom videu vnímať oveľa komplexnejšie, ako na bežných satelitných záberoch, ktoré nám prináša denné meteorologické spravodajstvo. 

Európska agentúra pre využívanie meteorologických družíc – EUMETSAT, v spolupráci s americkou NASA a Japonskom meteorologickou službou, pripravila na základe vizualizácie satelitných (infračervených) záberov z družíc Meteosat (2. generácie), GOES a INSAT, úchvatné video zachytávajúce v priebehu jedného roku (2013) dynamiku atmosférickej cirkulácie, ktorú možno vnímať predovšetkým prostredníctvom pohybu veľkých oblačných systémov. 

Videom nás prevedie komentár Marka Higginsa, ktorý jednoduchým spôsobom popisuje sezónne špecifiká atmosférickej cirkulácie vo vybraných regiónoch sveta – poveternostné systémy a cyklogenézu v miernych šírkach, dynamiku a sezónny pohyb konvektívnej oblačnosti v oblasti rovníka (Intertropická zóna konvergencie – ITZK), a nakoniec aj najextrémnejšie prejavy počasia v trópoch – tropické cyklóny (tajfúny). Na začiatku novembra nezabudnite svoju pozornosť sústrediť na oblasť západného Pacifiku (východne od Filipín), kde v priebehu krátkej sekvencie záberov budete svedkami veľmi rýchleho vývoja jedného z najsilnejších tajfúnov v období meteorologických meraní – super-tajfúnu Haiyan.