Kolabujúce oceány

Ak by existoval bájny boh morí, Poseidón, určite by zúril.

Ako sme už viackrát písali aj na tomto blogu, stav našej planéty v dôsledku ľudských aktivít sa v posledných desaťročiach ani zďaleka nevyvíja udržateľným smerom. Toto tvrdenie, viac ako o čomkoľvek inom, platí hlavne o pozemských oceánoch. Podmanivá krása morského pobrežia s priezračne tyrkysovou vodou, žiarivo bielym pieskom či bohatým podmorských svetom, sálajúca na vás z dokonalo naaranžovaných fotografií cestopisných magazínov či katalógov cestovných agentúr, je dnes už len prchavou pripomienkou niekdajšieho stavu. Z tejto ilúzie je načase sa konečne prebudiť. Oceány a ich pobrežia už nejakú tú dobu takto okúzľujúco v žiadnom prípade nevyzerajú. Naopak, trpia a umierajú, a to len preto, že ich považujeme za akýsi erárny majetok či takmer nekonečný odkladací priestor, v ktorom sa všetko stratí, a o ktorý nie je potrebné sa starať. Náš ľahostajný prístup zmenil v priebehu zlomku geologického času oceány – najrozsiahlejší obývaný ekosystém planéty a prostredie, v ktorom sa zrodil život – na biologickú „púšť“.

Obr. 1: Oceány sú najrozsiahlejším prírodným prostredím na Zemi - toto je však podoba, ktorá je prezentovaná asi najčastejšie (Zdroj)

Nie je to však ani zďaleka len nadmerný rybolov, deštrukcia morského dna používaním vlečných sietí či znečisťovanie morskej vody chemickým či plastovým odpadom (Obr. 2), ktorý ohrozuje život v oceánoch. Človek v poslednom storočí začal ovplyvňovať stabilitu morského života a jeho biodiverzitu aj nepriamo, a to prostredníctvom globálneho otepľovania a zvyšovania koncentrácie CO₂ v zemskej atmosfére. Žiaľ, celá situácia je o to horšia, že takmer všetky problémy, ktorým súčasné oceány čelia, sú skryté pod hladinou. Náš obraz toho, v akom dezolátnom stave sa morské prostredie v skutočnosti nachádza, je preto veľmi skreslený a neúplný. Nie je preto žiadnym prekvapením, že často krát sa problémy oceánov krátkozrako generalizujú len na rast morskej hladiny v dôsledku zvyšovania globálnej teploty a topenia ľadovcov. 

Klimatická zmena však pôsobí na morský život ďaleko zhubnejším spôsobom. Udiera naň „triom“ smrteľných dôsledkov, ktoré vznikajú synergickým pôsobením účinkov globálneho otepľovania a extenzívneho poľnohospodárstva na pevninách. Ide o rastúci teplotný stres, zvyšujúca sa kyslosť morskej vody a klesajúci obsah kyslíka. Toto trio navyše ďalej zhoršuje aj nepriaznivé dôsledky už spomínaných fenoménov, ako nadmerný rybolov či znečistenie morskej vody. Podľa dostupnej literatúry, všetkých päť masových vymieraní v histórii Zeme bolo vždy sprevádzaných minimálne jedným z uvedených faktorov „tria“. Dnešná situácia je „unikátna“ v tom, že smrteľné trio pôsobí zároveň!

Obr. 2: Plasty plávajúce na povrchu oceánov sú len jednou stranou mince zvanej "znečistenie oceánov", tou druhou je chemické znečistenie ropnými produktmi, pesticídmi, ortuťou a inými ťažkými kovmi (Zdroj)

Oceány sú stále "kyslejšie" (acidifikácia)

Rýchlosť a spôsob, akými ľudstvo dotuje zemskú atmosféru oxidom uhličitým (CO₂) v dôsledku spaľovania fosílnych palív, sú v známej geologickej histórii bezprecedentné. Rýchlosť vypúšťania CO₂ je dnes dokonca aj v porovnaní s kataklizmatickou udalosťou PETM ("Paleocenno-eocénne termálne maximum") spred 55 mil. rokmi minimálne 10-krát tak veľká. Človek ročne dopraví do atmosféry viac ako 30 mld. ton CO₂. Z tohto množstva oceány pohltia približne 30 %. Popri pohlcovaní tepla z atmosféry, ide o ďalší spôsob, akým oceány globálne otepľovanie spomaľujú. Morské prostredia však za to platí vysokú daň. 

Obr. 3: (hore) Zmeny hodnoty pH morskej vody za posledných 250 rokov (Zdroj); (dole) meranie pH morskej vody v blízkosti západného pobrežia Kanady

Rozpúšťaním CO₂ vo vode vzniká slabá kyselina uhličitá, ktorej rastúca koncentrácia znižuje pH morskej vody. Pokles pH o 0,1 za posledných asi 250 rokov (Obr. 3) sa možno nezdá byť na prvý pohľad veľký, no výskum naznačuje, že ide o ďaleko najrýchlejšiu zmenu pH morskej vody za posledných asi 300 mil. rokov. Dôsledky takto rýchlej zmeny je už dnes možné sledovať vo všetkých oceánoch. Vyššia kyslosť ale nevedie len k tomu, že voda je korozívnejšia (Obr. 4). Nižšie pH zapríčiňuje aj pokles koncentrácie uhličitanových iónov v morskej vode (Obr. 5), teda hlavného zdroja vápnika, z ktorého si morské organizmy, ako koraly či planktón, budujú svoje schránky. Pokiaľ súčasné tempo rastu koncentrácie CO₂ v atmosfére bude pokračovať alebo sa zrýchľovať, rýchlosť acidifikácie morskej vody môže dosiahnuť podmienky ťažko zlučiteľné s prežitím týchto druhov. Tým by sa pochopiteľne narušil (skolaboval) potravinový reťazec v celom oceánskom systéme, na ktorého konci stojí človek.      

 

Obr. 4: Laboratórne experimenty s morskými ulitníkmi potvrdzujú korozívny (negatívny) vplyv nižšieho pH morskej vody na hrúbku a celkový tvar ulity (vľavo hore je počiatočný stav, vpravo dole stav po 45 dňoch; Zdroj)

Obr. 5: Chemická podstata a dôsledky poklesu pH morskej vody, vznikajúci ako následok zvýšenej absorpcie CO₂ oceánmi (Zdroj) - podrobnejšia schéma je k dispozícii na stránke organizácie Secoora (Zdroj)

Obr. 6: Sezónne zmeny atmosférickej (červená) a oceánskej (modrá) koncentrácie CO₂, a pH morskej vody (zelená) v oblasti Havajských ostrovov v období posledných 50, resp. 20 rokov - rýchly rast množstva CO₂ je sprevádzaný poklesom pH, teda rastom kyslosti vody (Zdroj)

Zvyšovanie teploty oceánov

Pokračujúci rast teploty morskej vody (+ 0,6 °C za posledných 100 rokov) spôsobuje už v súčasnosti celý rad fyzikálnych a biochemických zmien, ktoré v konečnom dôsledku vedú nielen k poklesu druhovej rozmanitosti morského života, ale priamo ohrozujú aj potravinové reťazce v oceánoch. S rastúcou teplotou povrchových vrstiev oceánov súvisia napríklad aj zmeny sezónneho rozšírenia morského zaľadnenia v oblasti Arktídy (výrazný pokles) a Antarktídy (mierny nárast), čo ma bezprostredný vplyv nielen na morskú biosféru, ale napríklad aj na zmeny morského prúdenia. 
 
Živočíchy, ktoré nemajú možnosť sa pohotovo adaptovať na nové "termálne" podmienky migráciou sú vo svojich pôvodných teritóriách vystavené väčšiemu teplotnému stresu a stále nižšiemu obsahu kyslíka vo vode. Celkom určite najznámejšími obeťami tohto trendu sú tropické koraly, ktoré už v mnohých morských regiónoch zaznamenali veľmi výrazný ústup (v niektorých oblastiach Indického oceánu aj o viac ako 80 %; odumieranie koralov je tiež známe pod názvom "blednutie" koralov; angl. "coral bleaching"; Obr. 7 a 8). Synergický účinok rastúcej kyslosti a teploty vody môže do roku 2050 nakoniec viesť k situácii, kedy (tropické) koraly budú stáť na samom pokraji vyhynutia. 

Keďže koralové útesy sú nielen útočiskom, ale aj významným zdrojom potravy pre morské populácie rýb v trópoch, možné je očakávať, že katastrofálny úhyn koralov sa skôr či neskôr negatívne prejaví aj v ekonomike – v dôsledku očakávaného poklesu výlovu komerčných druhov rýb (do roku 2050 až o 40 % v tropických oblastiach) môže dôjsť k veľmi vážnemu ohrozeniu potravinovej bezpečnosti v mnohých tropických oblastiach sveta, a to už v prvej polovici tohto storočia. 

Obr. 7: Fenomén známy pod názvom "blednutie koralov" vzniká synergickým účinkom rastúcej teploty a kyslosti morskej vody, prípadne aj poklesu množstva kyslíka (Zdroj)

Obr. 8: Pozorované zmeny rozsahu blednutia koralov na sledovaných útesoch medzi rokmi 1998 a 2006, kategorizované podľa intenzity blednutia - úhynu - koralov (Zdroj)

Mŕtve zóny bez kyslíka

Pokles množstva rozpusteného kyslíka v morskej vode nesúvisí len s rastúcou teplotou vody, ktorý je pozorovaný hlavne v tropických oblastiach oceánov (v jednotkovom objeme teplej vody sa rozpustí vždy menšie množstvo kyslíka ako v studenej vode), ale aj so znečistením pobrežných vôd umelými hnojivami a následnou eutrofizáciou, ktorá vedie k premnoženiu siníc a rias, ochudobňujúcich vodu o kyslík. Najmä v blízkosti husto osídlených pobrežných oblastí alebo ústí veľkých riek sa v uzavretých zálivoch či prieplavoch rozširujú nebezpečné anoxické a hypoxické zóny (zóny bez kyslíka; Obr. 9), ktorých plocha sa približne každých 10 rokov v oceánoch zdvojnásobuje. Medzi najznámejšie hypoxické mŕtve zóny patria severné pobrežie Mexického zálivu, Čierne more, či prieplav Kattegat (prieplav medzi Švédskom a Dánskom).

Obr. 9: Geografické rozšírenie "hypoxických" mŕtvych zón na Zemi - červené kružnice (Zdroj)

O negatívnom vplyve zníženého množstva kyslíku v morskej vode na oceánsku biosféru nie je potrebné sa veľa rozpisovať. Každopádne, za zmienku stojí minimálne to, že uvedený trend veľmi negatívne ovplyvní predovšetkým rozšírenie veľkých druhov rýb, teda tých, ktoré sú z komerčného hľadiska najzaujímavejšie (plachetník, tuniak, atď.).      

Oceány pokrývajú takmer ¾ povrchu Zeme a so svojou priemernou hĺbkou takmer 4000 metrov predstavujú okolo 90 % obývateľného priestoru planéty. Okrem toho, že oceány sú obrovským rezervoárom vody a minerálov, či najrozsiahlejším obývaným ekosystémom na Zemi, svoju nenahraditeľnú úlohu majú aj v globálnom klimatickom systéme. Bez prítomnosti oceánov by nielenže neexistoval obeh vody na planéte, ale globálna klíma a počasie by boli aj ďaleko extrémnejšie. Vďaka veľkej tepelnej kapacite vody a obrovskej teplotnej „zotrvačnosti“, oceány zmierňujú teplotné výkyvy a vďaka existencii morských prúdov aj teplotné rozdiely medzi tropickými a polárnymi šírkami. 

Obr. 10: Systém povrchového a hlbinného prúdenia vody v oceánoch (tiež známy pod pojmom "termo-halinná cirkulácia"), vznikajúci v dôsledku rozdielov teploty a salinity morskej vody (sčasti je poháňaný aj atmosférickou cirkuláciou), je najefektívnejším prepravcom tepla na Zemi (Zdroj)

Oceánom teda vďačíme za veľa. Bez ich termoregulačných vlastností by bola Zem neobývateľným miestom (v tomto smere asi najviac možno vďačiť veľmi stabilnému termo-halinnému systému oceánskeho prúdenia; Obr. 10). Aj vďaka nim je súčasná miera globálneho otepľovania ešte stále únosná. Dokedy? To nikto presne nevie. No v budúcnosti môže dôjsť aj k situácii, kedy sa oceány svojej úlohy globálneho termoregulátora vzdajú a prestanú podporovať život na Zemi (viac v článku: Nekontrolovateľný skleníkový efekt na Zemi – realita alebo science fiction?). 

Či ale v oceánoch dovtedy nejaký život pretrvá bude závisieť aj od nás, ľudí. V dôsledku zmeny klímy, ktorú sme si z veľkej časti zapríčinili sami, enormného a stále rastúceho znečistenia a nakoniec aj vďaka našej rastúcej spotrebe a konzumácie morských rýb, sme oceány dostali do stavu, ktorý by sa dal popísať slovami: katastrofálne neudržateľný či dokonca nachádzajúci sa na pokraji kolapsu.

A čo s týmto možno robiť? Ak ste porozumeli odkazu tohto textu, odpoveď je logická a relatívne jednoduchá: najväčšiu časť problémov dnešných oceánov spôsobuje rýchlo sa zvyšujúca globálna teplota a rastúca koncentrácia CO₂ v atmosfére v dôsledku spaľovania uhlia, ropy a zemného plynu. Obmedzením využívania fosílnych palív dáme oceánom celkom určite aspoň nejakú šancu a možnosť, ako si poradiť napríklad aj so súčasným objemom svetového rybolovu.    

Video 1: Krátky dokumentárny film "Acid Test: The Global Challenge of Ocean Acidification"

Video 2: Dokumentárny film francúzskeho režiséra Yanna Arthus-Bertranda "Planéta oceán" (2012) - film s veľmi zásadným posolstvom: "Starajme sa o oceány a ochraňujme ich, inak náš druh neprežije!"


Súvisiace články
Oceány „maskujú“ skutočný rozsah globálneho otepľovania
Záhada (ne)pokračujúceho globálneho otepľovania leží hlboko v oceánoch
Fyzikálne príčiny „spomalenia“ atmosférického otepľovania
Nekontrolovateľný skleníkový efekt na Zemi – realita alebo science fiction?

Zdroje
Oceány v ohrožení (Alexander Ač - Denník Referendum)
http://denikreferendum.cz/clanek/16631-oceany-v-ohrozeni
PSA Task Force on Ocean Acidification  
http://www.pacificscience.org/tfoceanacidification.html
Carbon Emissions and Acidification
http://www.sciencemag.org/content/321/5885/51.summary

The Acid Ocean – the Other Problem with CO2 Emission - See more at: http://www.realclimate.org/index.php/archives/2005/07/the-acid-ocean-the-other-problem-with-cosub2sub-emission/#sthash.Uq59EIb4.dpuf

The Acid Ocean – the Other Problem with CO2 Emission - See more at: http://www.realclimate.org/index.php/archives/2005/07/the-acid-ocean-the-other-problem-with-cosub2sub-emission/#sthash.Uq59EIb4.dpuf

The acid ocean - the other problem with CO2 emissions
http://www.realclimate.org/index.php/archives/2005/07/the-acid-ocean-the-other-problem-with-cosub2sub-emission/
IPCC AR5 Report of WGI - Observations: Oceans
http://www.climatechange2013.org/images/report/WG1AR5_Chapter03_FINAL.pdf
The Ocean’s Death March
http://www.counterpunch.org/2014/02/17/the-oceans-death-march/
The five biggest threats to our oceans
http://1url.cz/JTCF
Ocean acidification
http://ocean.si.edu/ocean-acidification 
IPSO: State of the ocean - report 2013
http://www.stateoftheocean.org/research.cfm
Strengthening Ocean Acidification Data 
http://secoora.org/node/428

CO2 is not the only greenhouse gas, and greenhouse effects are not the only CO2 problem - See more at: http://www.realclimate.org/index.php/archives/2008/07/co2-is-not-the-only-ghg/#sthash.7bPu5oka.dpuf

CO2 is not the only greenhouse gas, and greenhouse effects are not the only CO2 problem - See more at: http://www.realclimate.org/index.php/archives/2008/07/co2-is-not-the-only-ghg/#sthash.7bPu5oka.dpuf

The Acid Ocean – the Other Problem with CO2 Emission - See more at: http://www.realclimate.org/index.php/archives/2005/07/the-acid-ocean-the-other-problem-with-cosub2sub-emission/#sthash.Uq59EIb4.dpuf

Antropocénna perspektíva Arktídy

Záhadné krátery na Sibíri sú len začiatkom veľkých zmien v Arktíde

Antropocén, toto zatiaľ veľmi krátke obdobie vývoja Zeme, spojené s ďalekosiahlym vplyvom človeka na prírodné prostredie planéty, nám okrem progresu v mnohých oblastiach ľudských aktivít priniesol, žiaľ, aj nie príliš príjemné poznanie o nezlučiteľnosti nášho exponenciálneho kvantitatívneho a kvalitatívneho rastu s bezpečnou a únosnou stabilitou globálnej klímy. Práve jej dlhodobá stabilita v období posledných asi 10 tisíc rokov umožnila ľudskému druhu vytvoriť súčasnú podobu modernej civilizácie a extenzívneho poľnohospodárstva, ktoré dnes dokáže nakŕmiť viac ako 7 miliárd ľudí. Nanešťastie, mnohé prírodné prostredia, dokonca aj tie najviac nedostupné, platia za našu rýchlu „kolonizáciu“ planéty dosť vysokú daň. 

Nie sú už ani zďaleka len zdevastované lesy ochudobnené o svoju pôvodnú biologickú rozmanitosť, či znečistené rieky a oceány zavalené miliónmi ton toxického odpadu a plastu. Rýchlym zmenám dnes podliehajú aj donedávna najmenej dotknuté regióny sveta, menovite najmä Arktída, kde v posledných rokoch registrujeme veľmi rýchle zmeny prostredia a klímy. Tie sú spojené predovšetkým s dramatickým ústupom ľadu a snehu, bezprecedentným minimálne za posledných niekoľko tisíc rokov. To nás vedie nie len k nevyhnutnému záveru, že Arktída obdobie Antropocénu celkom určite „neprežije“ v podobe, v akej ju poznáme dnes alebo v nedávnej histórii, ale aj k určitým obavám z toho, že súčasný rýchly vývoj, na ktorý Arktída nastúpila, prinesie so sebou v už nie príliš vzdialenej budúcnosti celý rad nepríjemných dôsledkov či dokonca nečakaných prekvapení. 

Obr. 1: Pravdepodobne "metánový" kráter, objavený v júli 2014 na polostrove Jamal v Rusku, vznikol podľa dostupných informácií ako následok rýchleho úniku metánu spod povrchu zeme do atmosféry (Zdroj)

Arktída na seba v posledných rokoch strháva čoraz väčšiu pozornosť tak médií, politikov, ako aj bežných ľudí. V roku 2012 zaujalo svetovú verejnosť extrémne rýchle topenie grónskeho ľadovca a rekordne malá plocha morského ľadu. Naposledy to boli záhadné krátery (Obr. 1) objavené v priebehu tohto leta na ruskom polostrove Jamal. Ich pôvod bol sprvoti, aj vďaka médiám, opradený rúškom tajomstva, no po opadnutí prvotného vzrušenia verejnosti na rad prišlo racionálne vedecké vysvetlenie pravdepodobného vzniku týchto mysterióznych dier v zemi. Za hlavného vinníka bol označený metán, alebo presnejšie povedané, jeho rýchly únik spod povrchu zeme, ktorý bol zrejme sprevádzaný explóziou, keďže ide o horľavinu (najmä v koncentráciách, pri ktorých sa vyskytuje pod zemou). Kde sa ale tak obrovské množstvo metánu zobralo, a k tomu navyše ešte v tak vysokých koncentráciách? 

Obr. 2: Metán unikajúci z morského dna v okrajových moriach Severného ľadového oceánu (Zdroj)

Vysvetlenie je v tomto prípade relatívne jednoduché. Pôda v subpolárnych oblastiach tajgy a tundry, či už v Rusku, v Škandinávii alebo v severnej Kanade, je veľmi bohatá na organickú hmotu, a hlavne uhlík. Ten sa v priebehu tisícov rokov hromadil zo spadnutého ihličia, suchej trávy alebo inej biomasy. Rozklad tejto hmoty nie je v dôsledku nízkych teplôt tak rýchly ako v miernom či tropickom podnebnom pásme. Navyše, nedostupnosť uhlíka pre rozkladné procesy a obmedzenosť následných únikov v podobe oxidu uhličitého alebo metánu do atmosféry podporuje aj prítomnosť permanentne zmrznutej pôdy – permafrostu. Nie je preto asi žiadnym prekvapením, že v súčasnosti je v takejto forme viazané približne dvojnásobné množstvo uhlíka než v atmosfére Zeme, odhadom asi 1 700 mld. ton. 

Permafrost však v dôsledku globálneho otepľovania, ústupu snehovej pokrývky a ľadu a zvyšovania teploty vo vrchných vrstvách pôdneho profilu postupne mizne v takmer všetkých sledovaných oblastiach sveta. Uhlík v pôde sa tak stáva pre baktérie dostupnejší, čo sa okamžite odráža aj v rýchlejšej produkcii metánu. Ten sa buď priamo uvoľňuje do atmosféry, alebo sa hromadí pod povrchom v podobe „vzduchových bublín“. Z času na čas sa takáto bublina plná horľavého metánu vplyvom vysokého tlaku a teploty zapáli a vytvorí kráteru podobnú depresiu v teréne. 

No nie sú to len priehlbiny či diery v zemi (odborne sa tento typ reliéfu označuje ako termokras), ktoré upozorňujú na metánové úniky. V posledných rokoch vedecké expedície križujúce Severný ľadový oceán stále častejšie registrujú vysoké koncentrácie metánu na povrchu oceánu. Ide o ďalší dôkaz toho, že metán neuniká len na súši, ale aj z morského dna (Obr. 2), kde stále teplejšia morská voda nahlodáva nestabilné sedimenty tzv. metanových klatrátov. V nich môže byť uložených ďalších viac ako 10 000 mld. ton uhlíka, teda asi päťnásobok množstva v permafroste na pevninách. 

Obr. 3: Vývoj koncentrácie metánu v oblasti mesta Barrow na Aljaške za posledných 30 rokov poukazuje na pomerne častý a pravidelný výskyt metánových "outlierov" (zelená), ktoré pravdepodobne vznikajú ako následok veľmi rýchlych únikov metánu spod zemského povrchu alebo dna oceánu (Zdroj)

Závažnosť situácie v Arktíde tkvie v tom, že pokiaľ sa proces topenia permafrostu a klatrátov raz začne, neexistuje spôsob, ako tento proces zastaviť. Ide totižto o samopodporujúci sa proces. Vyššie teploty v Arktíde vedú k intenzívnejším únikom metánu a oxidu uhličitého do atmosféry a rastu ich koncentrácií (Obr. 3). Oba sú súčasne aj silné skleníkové plyny, najmä metán, ktorý je v horizonte 100 rokov asi 20 až 25 silnejší ako oxid uhličitý. Inak povedané, dokáže spôsobiť väčšie oteplenie. A takto môžeme pokračovať aj ďalej – čím rýchlejšie otepľovanie atmosféry v Arktíde, tým rýchlejší ústup permafrostu a snehu, tým rýchlejšie unikanie uhlíka do atmosféry, atď., atď. 

V Arktíde tak pod povrchom zeme a hladinou Severného ľadového oceánu doslova tiká nebezpečná časovaná "metánová" bomba, ktorá v prípade, že by vybuchla, môže globálnu klímu dostať do pre nás nežiaduceho termálneho stavu, ktorému sa naša ekonomika a poľnohospodárstvo budú len ťažko vedieť prispôsobiť. Nie sa preto ani čomu čudovať, že jeden najpoprednejších klimatológov, Dr. James Box, študujúci klimatický systém Arktídy, svoje obavy z ďalšieho unikania metánu v dôsledku globálneho otepľovania, vyjadril slovami: „If even a small fraction of Arctic sea floor carbon is released to the atmosphere, we're f'd.“

Pochopiteľne, že nie všetci klimatológovia sa s týmto názorom celkom stotožňujú. Možné je argumentovať tým, že dokonca aj v prípade, že vyššie popísané procesy budú v budúcnosti prebiehať stále rýchlejšie a rýchlejšie, potrvá pravdepodobne niekoľko stáročí, kým sa všetok uhlík z permafrostu alebo klatrátov uvoľní do atmosféry. Súčasný výskum naznačuje, že do konca 21. storočia by sa z permafrostu mohlo uvoľniť maximálne 120 mld. ton uhlíka, čo by viedlo k otepleniu o približne 0,3 °C na globálnej úrovni. V porovnaní s tým, aké oteplenie očakávame v dôsledku pokračujúcich antropogénnych emisií oxidu uhličitého (stredný odhad: +3 °C, pesimistický odhad: +5-6 °C; pritom už oteplenie o menej ako 2 °C povedie pravdepodobne k mnohým nezvratným zmenám klimatického systému, čo môže ohroziť globálnu produkciu potravín či viesť mnohé národy v suchších oblastiach ku konfliktom o vodné zdroje, atď.) je oteplenie zo strany metánu takmer „zanedbateľne“. Na druhej strane treba ale pripustiť, že vo svetle pribúdajúcich vedeckých dôkazov o stále rýchlejších zmenách arktického klimatického systému, ide o veľmi konzervatívny odhad, ktorý veľmi pravdepodobne zásadne podhodnocuje dynamiku všetkých procesov spojených s únikom metánu do atmosféry. Ignorovanie vyjadrenia Dr. Boxa, aj keď je trochu expresívnejšie podané, by sa nám preto nemuselo vyplatiť.                


Súvisiace články 
Klimatická zmena v Arktíde prebieha doslova pred očami
Grónsko na prahu veľkých zmien (?)
Príbeh Arktídy živí "odborný" bulvár, ale aj naše obavy
Klíma v Európe smeruje k zásadným zmenám
Cena za život v Antropocéne


Zdroje 
Mysterious Siberian crater attributed to methane
http://www.nature.com/news/mysterious-siberian-crater-attributed-to-methane-1.15649
Permafrost
http://www.wunderground.com/climate/permafrost.asp
Is the climate dragon awakening?
http://www.meltfactor.org/blog/?p=1329
Do these methane bubbles signal the start of rapid climate change?
http://www.rawstory.com/rs/2014/08/09/do-these-methane-bubbles-signal-the-start-of-rapid-climate-change/
Mysterious Craters Are Just the Beginning of Arctic Surprises 
http://www.scientificamerican.com/article/mysterious-craters-are-just-the-beginning-of-arctic-surprises/?&WT.mc_id=SA_DD_20140805
The Arctic in the Anthropocene
http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=18726
The Arctic Methane Monster Exhales: Third Tundra Crater Found
http://robertscribbler.wordpress.com/2014/07/30/the-arctic-methane-monster-exhales-third-tundra-crater-found/

Havajské hurikány – rarita aj v budúcnosti?

Prečo sú hurikány na Havajských ostrovoch tak vzácne?

V piatok, 8. augusta, o jednej hodine popoludní svetového času (UTC) zasiahla pobrežie ostrova Havaj tropická búrka Iselle (Obr. 1-2). Aj keď tesne predtým stihla zoslabnúť z kategórie hurikánu najnižšieho stupňa, ľudí žijúcich na najväčšom z havajských ostrovov blížiaca sa búrka predsa len trochu vystrašila. Niet sa čomu čudovať, veď súčasní Havajci, aj napriek tomu, že žijú uprostred Tichého oceánu a k tomu ešte v tropickom pásme, žiadne bohaté skúsenosti s hurikánmi nemajú. Príprava na blížiaci sa hurikán musel byť pre nich celkom určite stresujúci zážitok. A navyše poniektorí si ešte spomínajú na obraz skazy, ktorý po sebe zanechal na ostrove Kauaj hurikán Iniki v septembri 1992.

Iselle celkom určite tak obrovské škody ako Iniki nespôsobil, keďže maximálna rýchlosť vetra v čase príchodu tropickej búrky na ostrov nedosiahla ani 100 km/h. (Výnimkou je len astronomické observatórium na vrchole Mauna Kea vo výške 4205 m n. m., kde zaregistrovali nárazy až 115 km/h.) Väčšie škody než samotný vietor napáchal podľa všetkého skôr silný a intenzívny dážď. V náveterných polohách ostrova Havaj mohlo podľa odhadov miestami spadnúť aj viac ako 300 mm vody (300 litrov na m²), čo v niektorých oblastiach zrejme viedlo k lokálnym povodniam či zosuvom pôdy. 

Obr. 1: Hurikány Iselle (vľavo) a Julio pohybujúce sa nad centrálnym Tichým oceánom dňa 6. augusta 2014 (Zdroj: NASA/Goddard Space Flight Center); Havajské ostrovy vidieť na zábere pri ľavom hornom okraji.

Ani po prechode Iselle si Havajci zatiaľ oddýchnuť nemôžu. Zatiaľ čo sa tá pomaly zaniká nad oceánom západne od súostrovia, od východu sa v jej tesnom závese približuje ďalší hurikán, tento krát Julio (Obr. 1). Podľa predpovedí by síce ostrovy zasiahnuť nemal, no neistoty v predpovediach jeho trajektórie sú natoľko veľké, že minimálne obyvatelia ostrova Maui (susedný ostrov najväčšieho Havaja) by mali ešte niekoľko nasledujúcich dní zostať v pohotovosti. (UPDATE: Julio nakoniec minul súostrovie pomerne výrazne, pričom sa odklonil po dráhe severne od ostrovov a na zemepisnej dĺžke Honolulu sa nachádzal približne 550 km severne od ostrova Maui.)

Odhliadnuc od súčasnej situácie na hlavnom ostrove Havaj, Iselle je v poradí len druhou tropickou búrkou, ktorá za posledných 22 rokov ostrovy zasiahla. Otázkou teda je, prečo sú hurikány v tejto oblasti tak vzácne. 

Obr. 2: Hurikán Iselle na zábere z meteorologickej družice 7. augusta 2014 v čase, kedy bol stále hurikánom 1. kategórie, približne 150 km východne od hlavného ostrova Havaj (Zdroj: NASA/Goddard Space Flight Center)

Obr. 3: Pobrežie ostrova Havaj v dobe príchodu tropickej búrky Iselle (Zdroj)

Asi to bude znieť skutočne zvláštne, ale pre obyvateľov Havajských ostrovov sú hurikány skutočne asi takou raritou, ako pre beduínov búrka uprostred púšte v lete. Naposledy, keď hurikán Iniki (Obr. 4) zasiahol jeden z ostrovov havajského súostrovia, Steven Spielberg dokončoval svoj megahit Jurský park na ostrove Kauaj. Pre obyvateľov ostrova, ale koniec-koncov aj pre celý filmový štáb Universal Picture, to bola doslova katastrofa, keďže Iniki bičoval ostrov vetrami hurikánu 4. kategórie takmer 24 hodín a spôsobil škody vo výške viac ako 2 miliardy amerických dolárov. Ak sa pozrieme trochu hlbšie do histórie zistíme, že Iselle je len štvrtou tropickou cyklónou (TC), ktorá za posledných 65 rokov ostrovy zasiahla, a druhou a súčasne najsilnejšou, ktorá zasiahla ostrov Havaj. Dôvod tejto zriedkavosti TC v okolí Havajských ostrovov súvisí predovšetkým s prevládajúcimi meteorologickými podmienkami, ktoré nakoniec určujú aj napodiv veľmi stabilný klimatický ráz súostrovia. 

Obr. 4: Hurikán Iniki (vľavo pri pohľade z meteorologickej družice) - v novodobej histórii  najsilnejšia TC, ktorá zasiahla Havajské ostrovy (Zdroj: Wikpedia)      

Video: Zdokumentované záznamy devastácie hurikánu Iniki na ostrove Kauaj v septembri 1992 (Zdroj)

Prečo sú hurikány na Havaji tak vzácne?

Centrálny a východný Tichý oceán je pre vznik a vývoj TC doslova „zemou zasľúbenou“. Po väčšinu roka tu panujú veľmi vhodné podmienky pre ich formovanie: dostatočne vysoká teplota oceánu (> 26 °C), dostatok vlhkého vzduchu a k tomu všetkému aj slabé výškové prúdenie. Teda ingrediencie potrebné pre vývoj mohutnej konvekcie, ktorá je základným termodynamickým procesom v hurikánoch. V priemere sa každoročne v tejto oblasti Pacifiku vytvorí až 15 tropických búrok a z toho 8 hurikánov. Po svojom vzniku TC putujú najčastejšie na severozápad až sever, a pri tejto trajektórii občas zasiahnu pobrežie Mexika alebo niektorej zo stredoamerických krajín. Zhruba v polovici prípadov sa TC pohybujú na západ, kde v podstate nemajú čo zasiahnuť alebo koho ohroziť. Jedine, že by prežili cestu dlhú päť tisíc kilometrov a priblížili by sa k Havajským ostrovom. K takejto situácii však dochádza len veľmi zriedkavo. A prečo?

Obr. 5: Zjednodušená schéma prevládajúceho prúdenia vzduchu v prízemných vrstvách atmosféry a priemerná poloha určujúcich tlakových útvarov v priestore Tichého oceánu (Zdroj)

Jedným z dôvodov je veľmi stabilná tlaková výš (na Obr. 5 je označená ako "North Pacific Sub-Tropical High" - NPSH), ktorej centrum leží severovýchodne až severne od ostrovov a svojim prízemným prúdením a prevládajúcimi vetrami od severovýchodu až severu odkláňa všetky potenciálne TC južnejšie od súostrovia. Ďalším faktom je aj relatívne chladnejšia voda v okolí ostrovov (hlavne severne a severovýchode od ostrovov) a z toho plynúci nedostatok vzdušnej vlhkosti pre rozvoj rozsiahlejších konvektívnych systémov. Niet sa preto čomu čudovať, že aktivita TC je v okolí tohto "tropického raja" skutočne minimálna. Ako sme už uviedli vyššie, ak nepočítame Iselle, od roku 1949 zasiahli súostrovie len tri TC, z toho dva hurikány (nepomenovaná tropická búrka v roku 1958, hurikán Dot v auguste 1959 a už tiež spomínaný hurikán Iniki v septembri 1992, ktorý bol súčasne aj najsilnejší, aký kedy Havaj zasiahol; Obr. 6). Súvisí však prechod Iselle, ako aj možná hrozba zo strany hurikánu Julio, len s momentálnym charakterom počasia, resp. je výsledkom "len" aktuálnej synoptickej situácie, alebo je v hre aj niečo iné?

Obr. 6: Trajektórie všetkých pozorovaných TC v blízkosti Havajských ostrovov v období rokov 1949 až 2013 - na obrázku je možné si všimnúť, že prevažná časť TC sa k súostroviu približuje od východu (Zdroj)

Klimatická zmena a havajské hurikány

To, že Havajské ostrovy sú v priebehu jediného týždňa vystavené pôsobeniu hneď dvoch hurikánov, ktoré navyše postupujú jeden za druhým, je aj podľa havajských meteorológov skutočnou zvláštnosťou. Celá situácia vznikla pravdepodobne najmä v dôsledku toho, že tlaková výš (NPSH), ktorá zvykne odkláňať TC na juh od Havaja, je v poslednom období usídlená ďalej na sever od svojej normálnej polohy. Ďalším faktorom môže byť aj relatívne vyššia teplota oceánu východne od hlavného ostrova, čo sa nepochybne podpísalo na tom, že tak Iselle ako aj Julio neslabnú pri svojom postupe k ostrovom tak rýchlo ako meteorológovia očakávali. Zaujímavosťou je však aj to, že k veľmi podobnej situácii došlo už minulý rok, kedy sa severne od súostrovia prehnala tropická búrka Flossie (Obr. 6). Samozrejme, tri TC v priebehu dvoch rokoch ešte nerobia trend, no aj v súvislosti s pomerne zásadnými zmenami teploty oceánov a zmenami globálnej cirkulácie (predovšetkým expanzia tropického pásma) sa vynárajú obavy z toho, že TC by mohli byť v tejto oblasti Pacifiku v budúcnosti častejším fenoménom.

Nedávna štúdia v Nature Climate Change (2013) porovnala historický výskyt TC v blízkosti Havajských ostrovov s modelovými odhadmi počtu a frekvencie TC pre koniec tohto storočia a prišla k zaujímavému záveru. V porovnaní s obdobím rokov 1979 až 2003 je možné očakávať v najbližšom storočí nárast frekvencie výskytu havajských hurikánov o približne dvoj- až trojnásobok. Čo to ale znamená v bežnej reči? Zatiaľ čo doposiaľ sa hurikány v blízkosti súostrovia (vzdialenosť menej ako 160 km) objavovali v priemere len asi každé štyri roky a dokázali zasiahnuť niektorý z ostrovov len každých 27 rokov, v budúcnosti to už môže byť každých 9 až 14 rokov. 

Autori príspevku vidia hlavné príčiny predpokladaného nárastu nie len v posune subtropickej tlakovej výše (NPSH) ďalej na sever, ale aj raste povrchovej teploty oceánu v širšom okolí Havajských ostrovov. Tento predpoklad je v celkovej zhode so štúdiou NOAA (Nature, 2014), ktorá na základe analýzy historických dráh tropických cyklón na celom svete identifikovala zásadný posun geografického rozšírenia TC smerom k obom zemským pólom. Inými slovami, TC na severnej pologuli putujú čím ďalej tým viac na sever (na južnej pologuli smerom na juh) od rovníka, presne v súlade s tým, ako v dôsledku globálneho otepľovania dochádza k rozširovaniu oblasti tropickej cirkulácie. 

Akokoľvek však budeme brať uvedené výsledky do úvahy, pre obyvateľov Havajských ostrovov sa toho nakoniec veľa nezmení, keďže v porovnaní s niektorými inými, viac exponovanými tropickými oblasťami, súostrovie zostane aj naďalej relatívne nedostupné pre hurikány či tropické búrky, a to aj napriek súčasným udalostiam. Veru už je to tak, Havajci si lepšie miesto v trópoch už ani nemohlo vybrať.

Viac informácií o tom, ako činnosť tropických cyklón môže byť v budúcnosti ovplyvnená klimatickou zmenou, je možné nájsť napríklad aj na stránke NOAA (GFDL): Global Warming and Hurricanes. Prípadne aj v dvoch predošlých článkoch na tomto blogu (Keď sa z hurikánov stávajú super-búrky a Teplejší Atlantik zvýši riziko hurikánov v západnej Európe).


Zdroje 
Projected increase in tropical cyclones near Hawaii
http://www.nature.com/nclimate/journal/v3/n8/full/nclimate1890.html
Tropical Cyclones and Climate Change
http://www.aoml.noaa.gov/hrd/Landsea/knutson-et-al-nat-geo.pdf
Why Hurricanes Are So Rare in Hawaii
http://www.climatecentral.org/news/why-hurricanes-are-so-rare-in-hawaii-17870
Climate Change May Increase the Number of Hawaiian Hurricanes
http://www.wunderground.com/blog/JeffMasters/comment.html?entrynum=2749
Rare Twin Hurricanes Headed Towards Hawaii
http://www.wunderground.com/blog/JeffMasters/comment.html?entrynum=2750
Tropical Storm Iselle Hits Hawaii's Big Island
http://www.wunderground.com/blog/JeffMasters/comment.html?entrynum=2753
NOAA-led study: Tropical cyclone 'maximum intensity' is shifting toward poles
http://www.noaanews.noaa.gov/stories2014/20140514_tropicalcyclone_poleward.html

Cena za život v Antropocéne

Paul Crutzen, nositeľ Nobelovej ceny za chémiu, vyslovil v roku 2002 názor, že ľudstvo už približne pred 200 rokmi vstúpilo do novej geologickej éry – Antropocénu. Tú možno v súčasnosti už jasne identifikovať v sedimentárnych záznamoch hornín na celej Zemi a odlíšiť ju tak od predošlej, sotva 12 tisíc rokov trvajúcej periódy, Holocénu. V odbornej komunite tento pojem síce zatiaľ ešte nedostal definitívne zelenú, no na neformálnej úrovni je jeho používanie dnes už tak časté, že je len otázkou času, kedy budeme môcť dať Holocénu, teda súčasnej geologickej ére, ktorá začala na konci poslednej ľadovej doby, definitívne zbohom. Je však jeho vyčlenenie opodstatnené, a máme pre to aj vedecké dôkazy? Celkom určite áno.

Obr. 1: Nesmierne extenzívny (planetárny) rozsah ľudských aktivít je najlepšie viditeľný z obežnej dráhy Zeme

Pochopiteľne, samotná myšlienka vyčleniť novú geologickú éru nespadla vedcom len tak z neba. (Prvou terminologickou lastovičkou bol pokus talianskeho geológia Antonia Stoppaniho zaviesť v roku 1873 termín „Antropozoikum“, o asi polstoročie neskôr jeho ruský kolega, Vladimir Vernadsky, prišiel s nápadom vyčleniť nie novú geologickú éru, ale hneď celú sféru – noosféru, teda sféru ľudí a výsledkov ich aktivít, ktorá by stála popri sfére neživej – geosfére, a sfére živej – biosfére.) Zdôvodnenie opodstatnenosti tohto kroku nachádza dnes už podporu v celom rade pozorovaných javov a rýchlo prebiehajúcich zmien vysledovaných približne od začiatku priemyselnej revolúcie. A napokon aj zoznam dôsledkov našich aktivít na planéte je natoľko dlhý, že by ste sa ani za dobu, počas ktorej čítate tento blog, neprepracovali k jeho záveru. Problém je okrem toho aj v niečom inom. Ľudstvo malo a zdá sa, že v mnohých prípadoch ešte stále má tendenciu zásadne podceňovať veľkosť svojho vplyvu na živú či neživú zložku prírodného prostredia. Proti tomuto „názoru“ ale stojí skutočnosť, že už minimálne od polovice 20. storočia, človek významne ovplyvnil alebo zmenil charakter takmer všetkých existujúcich prírodných prostredí, možno s výnimkou najhlbších častí oceánov. 

Oficiálnym začlenením Antropocénu do stratigrafického systému geologických období by sa preto dosiahla jedna zásadná a prelomová vec. Uznanie veľmi ťažko prijímaného faktu, že človek je ako "geologická" sila v porovnaní s ostatnými faktormi nielen nezanedbateľný, ale v mnohých prípadoch oveľa významnejší či dokonca deštruktívnejší. Prijatie Antropocénu by sa dalo do bežného jazyka nakoniec tlmočiť aj tak, že vedecká komunita by týmto gestom dala svetu konečne najavo to, že z mnohých dôvodov je potrebné brať vplyv ľudstva na planétu Zeme do úvahy a nemožno ho už viac podceňovať. A prečo? Jednoducho preto, že sa nám to nevyplatí, či už ekonomicky alebo ekologicky. Ak teda chceme aj naďalej budovať prosperujúcu spoločnosť a Antropocén nakoniec aj prežiť, bude potrebné od základov naše aktivity a vplyv zásadne prehodnotiť. Mnohí sa asi pýtate „prečo“.  

Obr. 2: Hlavné geologické éry v časovej mierke od začiatku existencie Zeme (vľavo hore) až po súčasnú éru človeka (vpravo dole - "You are here"; Zdroj)

Človek dnes vypúšťa do atmosféry stonásobne viac oxidu uhličitého ako všetky činné sopky na Zemi, presúva viac hornín a sedimentov, než všetky svetové rieky dohromady a spôsobuje minimálne tisícnásobne rýchlejšie vymieranie druhov, ako všetky súčasné prírodné hrozby dovedna. Za posledných približne 10 tisíc rokov sa vplyv človeka presunul z mierky lokálnej až regionálnej na mierku globálnu, čoho najlepším príkladom je súčasná a vo všetkých parametroch bezprecedentná klimatická zmena. Možno aj práve preto sa v poslednom období trochu nedôsledne a povrchne začína termín Antropocén používať ako synonymum klimatickej zmeny, čo je pochopiteľne nesprávne. Námietka k tomuto generalizovaniu vyplýva hlavne z toho, že klimatická zmena v skutočnosti predstavuje len menšiu časť rozsiahlejšieho komplexu globálnych zmien súvisiacich s vývojom modernej spoločnosti – vývojom exponenciálnym v takmer všetkých známych kvantitatívnych ukazovateľoch. 
 

Vzhľadom na súčasný devastačný charakter aktivít ľudského druhu dúfajme, že Antropocén nebude len veľmi krátkou epizódou v dejinách Zeme a že po nás v horninovom zázname zostane niečo pozoruhodnejšie ako len plasty, ťažké kovy či signály katastrofálne zníženej biodiverzity. Mali by sme sa preto spoločne snažiť o to, aby naši potomkovia, ak vôbec nejakí budú, nenašli v zemi len úzky prúžok krajne nesúrodej zmesi syntetických a toxických látok, poukazujúci na našu rozmarnú a zdrojmi plytvajúcu civilizáciu.

Ďalšie zaujímavé články o Antropocéne: 
The Anthropocene: our place in Earth’s history
http://climatica.org.uk/anthropocene-climate-change
A man-made world
http://www.economist.com/node/18741749
Gwynne Dyer: Welcome to the Anthropocene epoch
http://www.straight.com/news/642886/gwynne-dyer-welcome-anthropocene-epoch
Time for a new epoch? – the Anthropocene
http://blogs.scientificamerican.com/history-of-geology/2011/07/22/time-for-a-new-epoch-the-anthropocene/
The cost of living in the Anthropocene
http://www.earth-perspectives.com/content/1/1/2
The New World of the Anthropocene
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/es903118j

Silnejšie pasáty v Tichom oceáne. Môže za to teplejší Atlantik?

Približne od druhej polovice 90. rokov údaje o smere a hlavne rýchlosti vetra poukazujú v tropickej oblasti Tichého oceánu (Pacifiku) na významné zosilnenie stabilného pasátového prúdenia. To so sebou prinieslo celý rad veľmi nápadných dôsledkov – rýchly rast hladiny oceánu v západnej časti Pacifiku, zintenzívnenie morskej cirkulácie v Indo-pacifickej oblasti, zrýchlenie ukladanie tepla z atmosféry do oceánov či nápadne častý výskyt fenoménu La Niña po roku 1998. Výskum nakoniec poodhalil fyzikálne príčiny týchto zmien, pričom výsledky poukazujú na to, že podstatnú časť tejto „záhady“ vysvetľuje rýchlo sa otepľujúci Atlantický oceán.

Uvedený záver prináša nielen najnovšia štúdia zverejnená v Nature, ale pokiaľ si uvedomíme ako funguje tropická cirkulácia, podporuje ho aj teória planetárnej cirkulácie. Tropická cirkulácia sa právom označuje za hlavný motor prúdenia vzduchu na Zemi (Obr. 1). Poháňaná je rýchlym ohrievaním zemského povrchu v dôsledku intenzívneho slnečného žiarenia. Či už nad oceánmi alebo kontinentmi, intenzívne ohrievanie vedie k vzniku silných výstupných pohybov vzduchu (konvekcia). Odhliadnuc od dynamických príčin vzniku konvekcie v trópoch, a hlavne v oblasti tzv. Intertropickej zóny konvergencie (zbiehanie, teda konvergencia prízemného prúdenia v dôsledku „stretu“ pasátov zo severnej a južnej pologule), vo všeobecnosti platí, že pokiaľ je povrch pevniny alebo oceánu teplejší (a voda nie je limitujúcim faktorom), intenzita konvekcie narastá. Dobrým príkladom sú celoročne veľmi silné výstupné pohyby vzduchu nad veľmi teplými vodami západného Pacifiku, v blízkosti Filipín, Indonézie a Austrálie  – hlavným prejavom je permanentne veľká oblačnosť, vysoké ročné úhrny zrážok, ale nakoniec aj vysoký počet tropických cyklón v tomto regióne. Opačným príkladom je oblasť východného Pacifiku (Galapágy, pobrežie Peru, atď.), kde predovšetkým v dôsledku relatívne chladnejšej vody je konvekcia minimálna, prípadne až ojedinelá. 
   

Obr. 1: Schéme planetárnej cirkulácie vzduchu - tropická cirkulácia je reprezentovaná v prízemných vrstvách atmosféry veľmi stabilnou pasátovou cirkuláciou ("trade winds"), ktorá je "spodnou" časťou tzv. Hadleyovej bunky (Zdroj)

Obr. 2: Poludníkový (severo-južný) profil planetárnej cirkulácie vzduchu s veľmi výraznou tropickou cirkulačnou bunkou - "Hadley cell" (Zdroj)

Ak sa na to pozrieme viac z globálnejšej perspektívy, uvedený fyzikálny mechanizmus, ktorý v konečnom dôsledku presúva obrovské objemy teplejšieho vzduchu z trópov do miernych zemepisných šírok, či prípadne až k pólom (obr. 2), má v podstate len jediný účel. Zbavovať trópy prebytočného tepla, ale aj vlhkosti, a pomáhať planéte efektívne vyrovnávať extrémne teplotné rozdiely. Avšak táto výmena vzduchu neprebiehali len pozdĺž poludníkov (teda v severo-južnom smere), ale v rámci tropického pásma sa realizuje aj v smere rovnobežiek. Takýmto spôsobom si všetky tri oceány, Tichý, Atlantický a Indický, medzi sebou navzájom vymieňajú vzduchové hmoty a sú tak prepojené vzájomnými väzbami. Nie je preto žiadnym prekvapením, že akákoľvek meteorologická udalosť v jednom regióne sa po istom čase prejaví „určitým signálom“ v oblasti vzdialenej niekoľko tisíc kilometrov. Táto zonálna cirkulácia pozdĺž rovníka má aj svoj názov: Walkerová cirkulácia. Tu sa nakoniec dostávame aj k tomu, ako je možné, že zmeny cirkulácie nad Atlantikom môžu mať tak zásadný vplyv na pasáty v oblasti Pacifiku. 

Obr. 3a: Zjednodušená schéma Walkerovej cirkulácie v blízkosti rovníka v podmienkach bez výskytu výskytu El Niña alebo La Niña  (Zdroj)

Aby ste si to vedeli lepšie predstaviť, pomôžeme si nasledujúcim obrázkom (Obr. 3 - a, b, c). Na ňom sú schematicky popísané zmeny Walkerovej cirkulačnej bunky (alebo skôr jej jednotlivých buniek) nad všetkými tromi oceánmi, a to v situácii, ktorá by sa dala popísať ako normálna (Neutral conditions; a), a ďalej v situáciách El Niño (b) a La Niña (c). V neutrálnych podmienkach to funguje tak, že oblasť veľmi silnej konvekcie je typická pre západný Pacifik (Obr. 3a), Indonéziu a východnú polovicu Indického oceánu, naopak významné zostupné pohyby sa stabilizujú nad chladnejšími vodami východného Pacifiku. V oblasti Atlantiku, najmä jeho západnej časti a ďalej aj nad Amazóniou, prevládajú opäť výstupné konvektívne pohyby. Podobná situácia platí aj v prípade štádia La Niña, len s tým rozdielom, že toky sú intenzívnejšie. V štádiu El Niño si ale môžeme všimnúť, že v dôsledku abnormálnej teplej vody v centrálnom a východom Pacifiku sa obvyklé centrá konvekcie presúvajú do jeho centrálnej až východnej oblasti, presne v súlade s tým, čo sme popísali vyššie (teplejšie more, intenzívnejšie výstupne pohyby vzduchu a väčšia oblačnosť). 

Ďalej si možno všimnúť aj to, že centrá výstupných (cyklóna) a zostupných (anticyklóna) pohybov vzduchu sú pozdĺž rovníka rozložené podobne ako polia na šachovnici, striedajú sa. To znamená, že ak sa nám nad centrálnym Pacifikom stabilizuje oblasť výstupných pohybov, v západnom Pacifiku a v oblasti Atlantického oceánu a Amazónie sa ako kompenzácia vytvárajú oblasti subsidencie (zostupné pohyby), a naopak (pozri porovnanie s neutrálnymi podmienkami). A z princípov dynamiky prúdenia platí aj to, že čím silnejšie sú výstupné pohyby, tým zákonite vznikajú aj predpoklady pre silnejšie zostupné pohyby. (Pri subsidencii vzduchu dochádza navyše k rastu teploty vzduchu adiabatickým ohrievaním a tým aj zmenšovaniu oblačnosti.)

Obr. 3b: Zjednodušená schéma Walkerovej cirkulácie v blízkosti rovníka v podmienkach výskytu El Niña (Zdroj)

Obr. 3c: Zjednodušená schéma Walkerovej cirkulácie v blízkosti rovníka v podmienkach La Niñe (Zdroj)

A teraz k samotnému výskumu o zosilnených pasátoch nad Tichým oceánom. Zrejme už začínate tušiť, ako môže zmena cirkulácie kdesi nad Atlantikom ovplyvniť tak stabilný systém vetrov, akými sú pasáty v oblasti Pacifiku. Ako uvádzajú aj autori štúdie, Atlantický oceán sa od polovice 90. rokov významne oteplil, dokonca rýchlejšie ako východný Pacifik či iné oceánske oblasti. (Tomuto pravdepodobne dopomohla aj erupcia sopky Mt. Pinatubo v roku 1991, ktorej ochladzujúci efekt z prvej polovice 90. rokov sa prejavil najviac v oblasti Atlantického oceánu – po odoznení dôsledkov erupcie bolo následné otepľovanie Atlantiku rýchlejšie ako v iných oceánoch.)

Táto skutočnosť viedla nakoniec k zosilneniu výstupných pohybov vzduchu v priestore Atlantického oceánu, čo celú Walkerovú cirkulačnú bunku uviedlo do dynamickejšieho režimu a prispelo tak k zosilneniu všetkých jej vetiev, vrátane prízemného pasátového prúdenia. Teda režimu, ktorý je typický skôr pre La Niña situáciu – ako je ukázané aj na Obr. 3c, pretože práve La Niña štádium sa vyznačuje abnormálne silnými pasátmi v oblasti Pacifiku. Autori však vo svojich úvahách idú ďalej a poukazujú na to, že práve väčší teplotný rozdiel medzi Atlantikom a Pacifikom spôsobil takmer permanentné štádium La Niña po roku 1998, čo sa prejavilo aj v rýchlejšej akumulácii tepla vo väčších hĺbkach Tichého oceánu. Žiaľ, skutočnosť rýchlo sa otepľujúceho tropického Atlantického oceánu veľmi pravdepodobne viedla k ešte jednému takpovediac „side efektu“, a to pozoruhodne častému výskytu extrémneho sucha v Brazílii a v oblasti Amazónie (v rokoch 2005 a 2010). 


Zdroje 
Recent Walker circulation strengthening and Pacific cooling amplified by Atlantic warming
http://www.nature.com/nclimate/journal/vaop/ncurrent/full/nclimate2330.html
The Walker Circulation: ENSO's atmospheric buddy
http://www.climate.gov/news-features/blogs/enso/walker-circulation-ensos-atmospheric-buddy
Strong La Niñas recently? Blame the Atlantic—and a volcano
http://arstechnica.com/science/2014/08/strong-la-ninas-recently-blame-the-atlantic-and-a-volcano/