Stúpne v 21. storočí hladina oceánov o tri metre?

Globálne dôsledky kolapsu ľadovcov v Antarktíde neobídu ani Slovensko

Globálna atmosférická koncentrácia oxidu uhličitého niekedy počas tohto roka prekročí magickú hranicu 400 ppm. Zostane to tak navždy, presnejšie, na niekoľko desiatok tisícročí, čo je pre nás to isté. Takúto vysokú koncentrácie zažila Zem naposledy niekedy pred 20 miliónmi rokov. Priamym dôsledkom tejto zásadnej zmeny je rastúca nerovnováha medzi celkovým príjmom a výdajom energie a tepla, ktoré prebiehajú medzi Zemou a medziplanetárnym priestorom.

Povedané jednoduchšie: príjem žiarenia zo Slnka sa významnejšie nemení, no výdaj tepla planétou sa čoraz viac znižuje. Výsledkom je vyššia akumulácia tepla v atmosfére či oceánoch, čo spôsobuje aj rýchlejšie topenie ľadovcov. Planéta teplo skutočne hromadí; vieme to zmerať buď priamo pomocou satelitov a pozemných prístrojov, alebo nepriamo, pomocou zmeny objemu ľadu a rastu hladiny oceánov. Nie je preto prekvapujúce, že rýchly rast hladiny oceánov patrí medzi najčastejšie argumenty a fakty podporujúce realitu globálneho otepľovania.

Obr. 1: Ľadovec Twaites v západnej Antarktíde patrí už v súčasnosti k významným prispievateľom k celkovému rastu hladiny oceánov (Zdroj)    

Rast hladiny oceánov síce nepatrí medzi problémy, ktoré by znepokojovali obyvateľov strednej Európy, no napriek tomu si zaslúži náležitú pozornosť. V hre je totiž bezpečnosť a životy stoviek miliónov ľudí žijúcich v husto obývaných pobrežných oblastiach, vrátane najväčších mestských aglomerácií sveta.

Za posledných približne 130 rokov vzrástla hladina oceánov v priemere o 25 centimetrov. Pre mnohých je táto zmena sotva pozorovateľná. V historickom kontexte však ide o najrýchlejšiu zmenu v posledných minimálne 6 000 rokoch, a ako sa zdá, v posledných troch desaťročiach rýchlosť nárastu evidentne akceleruje. Zatiaľ čo v priebehu 20. storočia sa hladina zvyšovala priemerne o 1,7 milimetra za rok, od roku 1993 rastie výrazne rýchlejšie, a to až o 3,5 milimetra za rok (Obr. 2).

Dve tretiny tohto zvýšenia až doposiaľ spôsobovala rastúca teplota oceánov - inak povedané, išlo o priamy dôsledok rastúcej teplotnej rozťažnosti morskej vody. Zvyšnú tretinu obstaral ústup horských a polárnych ľadovcov. Nedávny výskum stability veľkých kontinentálnych ľadovcov Grónska a západnej Antarktíde však varuje: počas tohto storočia sa môže zásadne zmeniť nielen podiel, akým prispievajú ľadovce k celkovému nárastu, ale aj samotná rýchlosť vzostupu hladiny oceánov (Joughin et al. 2014 a Rignot et al. 2014). Hlavným kľúčom k tejto náhlej zmene by mohol byť rozsiahly ľadovec v západnej Antarktíde (Obr. 1). (Samotné zvýšenie rýchlosti zvyšovania hladiny síce očakávajú aj IPCC scenáre, no neberú do úvahy "významnejšie" rastúci príspevok kontinentálnych ľadovcov, Obr. 3)

Obr. 2: Celkový nárast hladiny oceánov (vľavo), a jeho rýchlosť (vpravo), odhadnutý jednotlivými vedeckými tímami a porovnaný so satelitnými meraniami - čierna krivka (Zdroj)    

Nezabúdajme pritom, že už súčasná rýchlosť nárastu morskej hladiny spôsobuje v niektorých nízko položených oblastiach značné problémy. V tejto súvislosti sa síce najčastejšie spomínajú koralové ostrovy v Indickom alebo Tichom oceáne (Maledivy resp. Tuvalu), no zvyšujúca sa hladina oceánu začína poriadne trápiť aj obyvateľov východného pobrežia Spojených štátov amerických. Zvlášť mimoriadne vážna situácia počas hurikánu Sandy v októbri 2012 ukázala Američanom, a najmä obyvateľom New Yorku, čo znamená byť nepripravený na vysoký „búrkový“ príboj. Viac podrobností v článku Sandy a změna klimatu (Vesmír, 92 - 2013/7).

Čo však v prípade, že v budúcnosti bude hladina oceánov rásť dokonca ešte rýchlejšie ako dnes? Bude to stále problém len pre husto obývané pobrežia a veľké metropoly ako Tokio alebo Londýn?

Obr. 3: Pozorovaný a predpokladaný rast hladiny oceánov do roku 2100 podľa dvoch emisných scenárov (RCP8.5 - červaná; RCP2.6 - modrá) na základe výstupov IPCC AR5 (Zdroj) 

Výskum v tejto oblasti priniesol v poslednom rok veľmi zaujímavé výsledky. Svetové médiá celkom opodstatnene najviac zaujali dve nezávislé štúdie o možnom kolapse západoantarktického kontinentálneho ľadovca (WAIS). Obe analýzy prinášajú celkom jasný obraz o tom, že hlavnou príčinou rýchleho úbytku ľadu v západnej Antarktíde, najmä v oblasti ľadovcov Pine Island či Twaites, je rastúca teplota okolitého oceánu.

Teplejšia voda sa k pobrežiu dostáva v stále väčšej miere najmä v dôsledku silnejšej atmosférickej cirkulácii v okolí Antarktídy. Pretože podložie západnej Antarktídy netvorí súvislý kontinent a celý ľadovcový štít de facto „ukotvuje“ k zvyšku Antarktídy len niekoľko nesúrodých ostrovných celkov, báza ľadovca leží zväčša pod úrovňou mora (miestami až 2000 metrov pod hladinou). Ak by k nej morská voda prenikla, slabšie ukotvenie by mohlo viesť k destabilizácii celého WAIS a v časovom horizonte 100 až 200 rokov by sa minimálne jedna tretina jeho objemu mohla dostať do svetového oceánu. Zvyšok potom v časovom horizonte do 500 rokov.

O tom, že ľad z celej oblasti WAIS mizne v dôsledku globálneho otepľovania 3-krát rýchlejšie ako sa pôvodne predpokladalo, ukazuje aj ďalšia štúdia z roku 2014 (Sutterley et al. 2014).

Obr. 4: (hore) Kolaps šelfového ľadovca Larsen B vo februári a marci 2002; (dole) čelo Larsenovho ľadovca (Zdroj) 

O tom, že teplejšia morská voda začína prenikať hlbšie pod ľadovec a ďalej do vnútrozemia, svedčí niekoľko skutočností. Predovšetkým je to rýchly ústup terminálnych časti ľadovcových šelfov do vnútrozemia, ďalej zmenšujúca sa vertikálna mohutnosť ľadovcov a nakoniec aj stúpajúca rýchlosť ich postupu do oceánu. (Ľadovec Pine Island pritom už dnes patrí medzi najrýchlejšie sa pohybujúce ľadovce – 4 tisíc metrov za rok, a spolu s ľadovcom Twaites odvádza ľad z viac ako 5% plochy celej Antarktídy)

Regiónov podobných Pine Island je ale v Antarktíde hneď niekoľko; preto ak skolabuje tento, je celkom možné, že skolabujú aj ďalšie. Názorným príkladom, ako takýto kolaps vyzerá v praxi, je náhla deštrukcia ľadovca Larsen B v marci 2002. V priebehu necelých troch týždňov sa ľadovcový šelf s plochou viac ako 3 tisíc kilometrov štvorcových nenávratne rozpadol v oceáne. Ľadovce, ktoré ho vytvárali, odvtedy stekajú do mora asi 6-krát rýchlejšie ako pred kolapsom Larsena (Obr. 4).  

Obr. 5: Odhad regionálneho rastu hladiny oceánov v obdobiach 1993-2003 a 2003-2013 na základe satelitných meraní - v oblasti pobrežia západnej Antarktídy je možné vidieť zvlášť nápadnú (modrú) oblasť s celkovým poklesom hladiny oceánu - ide pravdepodobne o dôsledok zníženia intenzity gravitačného poľa a zmenšovania hmoty WAIS (Zdroj) 

Po úplnom roztopení všetkých ľadovcov WAIS by globálna hladina vzrástla až o 9 metrov. Dôsledky tohoto náhleho kolapsu by boli pre mnohé pobrežné mestá a nízko položené regióny doslova fatálne (pravdepodobne viac postihnutá bude severná ako južná pologuľa v dôsledku zmeny gravitačného poľa v oblasti Antarktídy; Obr. 5). Napriek varovnému odkazu oboch štúdií nie je na mieste označiť ich za alarmistické, práve naopak.

Ich závery by mali viesť k prehodnoteniu doterajších, veľmi konzervatívnych scenárov nárastu hladiny oceánov pre 21. storočie publikovaných v poslednej správe IPCC. Tie v najhoršom prípade počítajú, že do roku 2100 stúpne morská hladina maximálne o 1 až 1,2 metra (Obr. 3). Tento odhad je však podľa viacerých expertov podhodnotený. Napríklad James Hansen varuje, že konečný nárast môže významne presiahnuť hranicu 3 metrov už v tomto storočí. Išlo by teda o nárast 15-krát rýchlejší ako ten súčasný.

Ak by k tom nakoniec došlo, Slovensko, ako aj ďalšie vnútrozemské krajiny, budú musieť celkom určite prehodnotiť svoju imigračnú politiku.

Zdroje

A new sea level curve
http://www.realclimate.org/index.php/archives/2015/01/a-new-sea-level-curve/
The antarctic ice sheet is a sleeping giant, beginning to stir
http://1url.cz/ofWg
Probabilistic reanalysis of twentieth-century sea-level rise
http://dx.doi.org/10.1038/nature14093#sthash.4VyYWuVT.dpuf
Briefing: Antarctic ice sheet mass loss and future sea-level rise
http://1url.cz/KfGo
Sea level and global ice volumes from the Last Glacial Maximum to the Holocene
http://www.pnas.org/content/111/43/15296
Sea level in the 5th IPCC report
http://www.realclimate.org/index.php/archives/2013/10/sea-level-in-the-5th-ipcc-report/
Sea-level rise: What the experts expect
http://www.realclimate.org/index.php/archives/2013/11/sea-level-rise-what-the-experts-expect/
Paleoclimate Implications for Human Made Climate Change
http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1105/1105.0968.pdf
Marine Ice Sheet Collapse Potentially Under Way for the Thwaites Glacier Basin, West Antarctica
http://www.sciencemag.org/content/344/6185/735.abstract
Widespread, rapid grounding line retreat of Pine Island, Thwaites, Smith, and Kohler glaciers, West Antarctica, from 1992 to 2011
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2014GL060140/abstract
Rising Waters: How Fast and How Far Will Sea Levels Rise?
http://e360.yale.edu/feature/rising_waters_how_fast_and_how_far_will_sea_levels_rise/2702/
Mass loss of the Amundsen Sea Embayment of West Antarctica from four independent techniques
http://1url.cz/jfGq

http://dx.doi.org/10.1038/nature14093#sthash.4VyYWuVT.dpufhttp://dx.doi.org/10.1038/nature14093#sthash.4VyYWuVT.dpuf

Storočie v tieni jednej sopky

Vulkanická erupcia Tambory spôsobila klimatickú zmenu, ktorá ovplyvnila celé 19. storočie

Čo si ako prvé vybavíte, keď sa spomenie rok 1815? Väčšina z vás by asi veľmi správne poznamenala, že v tom roku bol definitívne porazený francúzsky generál Napoleon Bonaparte v slávnej bitke neďaleko belgického Waterloo. Avšak len málo ľudí vie o podstatne dramatickejšej udalosti, ku ktorej došlo na niekoľko tisíc kilometrov vzdialenom indonézskom ostrove Sumbawa začiatkom apríla 1815, teda dva mesiace pred Napoleonovou porážkou. Pozoruhodné na tejto udalosti je však aj to, že historické pramene a učebnice dejepisu ju až trestuhodne opomínajú, a to aj napriek tomu, že ovplyvnila vývoj celého 19. storočia oveľa zásadnejšie než samotné napoleonské vojny.

Kedysi sa verilo, že následky vulkanickej erupcie postihujú zväčša len relatívne blízke okolie sopky. No udalosti z roku 1815 ukázali celému svetu, čo znamená žiť niekoľko desaťročí doslova v tieni jednej sopky. Erupcia Tambory (Obr. 1 a 2) bola nie len jedna z dvojice najsilnejších v zdokumentovanej histórii ľudstva, siahajúcej 10 tisíc rokov do minulosti, ale pravdepodobne bola aj najsmrtonosnejšia, keďže jej priamym alebo nepriamym následkom padli za obeť desiatky miliónov ľudí na celom svete. Áno, čítate správne. Neúroda, hladomory, epidémie "bengálskej" cholery a extrémne počasie, ktoré pretrvávali dve dlhé desaťročia po erupcii si vyžiadali niekoľkonásobne viac obetí ako pustošivé vojny z čias Napoleonovho cisárstva.

Obr. 1: Dnešná podoba kedysi majestátneho stratovulkánu Tambora - na mieste pôvodného sopečného kužeľa dnes nájdeme 7 kilometrov širokú kalderu, ktorej okraje siahajú do výšky 2850 m n.m. - mohutná erupcia dokázala znížiť masív o celých 1450 metrov - teda o výšku slovenskej Poľany (Zdroj) 

Kolosálna perspektíva erupcie
Erupcia Tambory mala žiaľ tú smolu, že sa odohrala dlho predtým, ako ľudia začali používať telegraf. (Sopka Krakatoa, k erupcii ktorej došlo v roku 1883, mala v tomto ohľade väčšie šťastie a preto bola aj prvou veľkou vulkanickou erupciou, ktorá zaplnila titulné strany svetových denníkov) Informácie o samotnej erupcii sú preto dosť útržkovité. Tento stav ma na svedomí aj celkom "triviálny" fakt, že kvôli extrémne silnej erupcii neexistuje v podstate žiadne očité svedectvo, ktoré by prinášalo podrobnejší popis priebehu celej udalosti. Je to hlavne preto, že samotnú erupcia, ako aj následný hladomor na ostrove Sumbawa a Lombok prežilo len niekoľko desiatok ľudí (z celkovej populácie asi 88 tisíc obyvateľov; na priame následky erupcie však zomrelo v celej Indonézii odhadom až 100 tisíc ľudí). Podstatne podrobnejšie informácie, ktoré nám umožňujú erupciu Tambory porovnať s významnými a lepšie dokumentovanými erupciami z neskoršieho obdobia, máme k dispozícii len na základe geologického výskumu. Informácií teda nie je veľa, o to viac sú cenné a zaujímavé.

Obr. 2: Stratovulkán a kaldera Tambory pri pohľade z ISS - komplex Tambory je jedným z najlepšie rozpoznateľných vulkanických tvarov na zemskom povrchu (Zdroj: NASA) 

Masív Tambory patril kedysi k tým najvyšším v celej Indonézii. Mohutný stratovulkán sa pred erupciou týčil do výšky viac ako 4300 metrov. Až do osudnej erupcie, ktorá sa začala 5. apríla 1815, nevykazovala Tambora takmer žiadne známky činnosti, s výnimkou slabších seizmických otrasov, ktoré začali postihovať ostrov Sumbawa od polovice roku 1814. K hlavnej fáze erupcie došlo v dňoch 10. a 11. apríla 1815, kedy sopka vyvrhla do atmosféry odhadom až 175 kilometrov kubických pyroklastického materiálu (horný odhad však hovorí až o 300 km3 materiálu, len pre porovnanie – erupcia Mt. Pinatubo z roku 1991 vyprodukovala „len“ 10 km3 materiálu).

Erupcia z 10. apríla patrí medzi najsilnejšie v známej histórii (Obr. 3). Bolo ju počuť až do vzdialenosti 2600 km (ostrov Sumatra) a vulkanický popol sa pravdepodobne dostal až do výšky okolo 43 kilometrov. Spad produktov sopečnej činnosti, predovšetkým popola, bol registrovaný počas niekoľkých dní ešte vo vzdialenosti 1300 kilometrov (južná časť ostrova Borneo, Obr. 4). V okruhu 600 kilometrov od Tambory panovala od 11. do 13. apríla absolútna tma, ktorú sprevádzalo veľmi citeľné ochladenie (o koľko stupňov Celzia sa presne nevie). Svoje obete si vyžiadali aj 4 metre vysoké vlny cunami, ktoré zdevastovali najmä blízko ležiace ostrovy.

Obr. 3: Umelecká predstava erupcie Tambory, ktorá bezprostredne usmrtila okolo 10 tisíc obyvateľov ostrova Sumbawa a ďalších približne 70 tisíc ľudí zomrelo počas následného hladomoru (Zdroj) 

Z hľadiska sily erupcie (asi 51 000-násobok hirošimskej bomby) a množstva vyvrhnutého materiálu, erupcia Tambory bola minimálne 10-krát silnejšia než známejšie erupcie Krakatoa (1883) či Pinatubo (1991). Toto všetko sú však len štatistiky, za ktorými žiaľ nevidieť individuálne životné tragédie či nesmierny rozmer ľudského utrpenia, ktorého svedkami boli miestni obyvatelia. Vzhľadom na dobu, v ktorej k tejto udalosti došlo, je celkom pochopiteľné, že prvá fáza kataklizmy zvanej Tambora 1815 sa odohrala bez záujmu a účasti svetovej verejnosti. Tá sa mala o drastických globálnych dôsledkoch ničivej erupcie dozvedieť už v priebehu nasledujúcich mesiacov a rokov.

Obr. 4: Priestorový rozsah/dosah spadu vulkanického materiálu (červené elipsy) s udaním výšky celkovej akumulácie tefry v centimetroch (Zdroj) 

Globálne klimatické dôsledky

Globálne dôsledky takto silnej erupcie nenechali na seba dlho čakať. Klimatický efekt, či už v jednotlivých regiónoch alebo na celej Zemi bol niekoľkonásobne silnejší než pri relatívne nedávnej erupcii Mt. Pinatuba. Ako je určite zjavné z vyššie uvedeného, dôvod spočíva v sile samotnej erupcie (VEI 7) a čiastočne vyplýva aj z "vhodnej" geografickej polohy vulkánu.

Tambora vyvrhla do stratosféry asi šesťkrát väčšie množstvo síranových aerosólov ako Pinatubo (teda približne 120 mil. ton). V dôsledku toho klesol globálny priemer teploty na obdobie asi dvoch rokov o takmer 1 °C (najčastejšie sa uvádza rozsah 0,4 až 0,7 °C), pričom regionálne ochladenia boli v niektorých prípadoch ešte výraznejšie. Popri bizarne farbených východoch či západoch slnka, asi najznámejším klimatických fenoménom bol tzv. „Rok bez leta“ – teda v priemere veľmi chladné leto, ktoré postihlo predovšetkým severoamerický kontinent a západnú Európu (treba ale poznamenať, že oblasť Arktídy a Grónska bola relatívne teplejšia; pozri článok: Vulkanické erupcie a globálna klíma). Z týchto oblastí je výskyt extrémnych prejavov počasia aj najlepšie dokumentovaný. Leto v prevažnej časti severnej pologule bolo relatívne chladné a miestami aj veľmi vlhké, snehová pokrývka sa v niektorých oblastiach USA vyskytovala ešte aj v júni, čo pochopiteľne viedlo k veľmi krátkemu vegetačnému obdobiu. Ohromujúci výpadok produkcie potravín v rokoch 1816-1818, ich následný nedostatok na trhu a vysoké ceny doviedli Spojené štáty do prvej hlbokej hospodárskej krízy, ktorá vrcholila v rokoch 1819-1820 (Američania sa však z tejto depresie nedokázali dostať ani v priebehu nasledujúceho desaťročia). No to horšie malo najmä do Európy ešte len prísť.

Obr. 5: Umelecká predstava života ľudí v Európe počas "Roka bez leta" (Zdroj) 

Menej známym faktom v súvislosti s erupciou Tambory boli dramatické udalosti, ku ktorým došlo už niekoľko mesiacov po erupcii v juhovýchodnej a južnej Ázii. Pravdepodobne v dôsledku veľkej prašnosti a väčšieho množstva síranových aerosólov v stratosfére, letný monzún prinášajúci do Indie životodárnu vlahu v rokoch 1815-16 jednoducho neprišiel. Výpadok letných zrážok bol pre Indiu doslova katastrofálny. Veľké sucho však v niektorých regiónoch okolo Bengálskeho zálivu v krátkom čase vystriedal opačný extrém - ničivé prívalové dažde, ktoré naopak viedli k rozsiahlym povodniam. Toto prostredie prialo najmä baktériám cholery, ktorá sa v Indii rozšírila do pandemických rozmerov a v priebehu rokov 1817 až 1823 si vyžiadala až 3 milióny obetí. K druhej pandémii bengálskej cholery došlo už v rokoch 1826 až 1837, a počas nej sa ochorenie začalo rýchlo šíriť aj do Ruska, Európy a nakoniec sa dostalo až do Spojených štátov amerických (New Orleans). V priebehu 19. storočia sa svetom prevalili ešte ďalšie tri pandémie bengálskej cholery (dve ďalšie v 20. storočí), pričom odhady počtu úmrtí idú až do niekoľkých desiatok miliónov. Podobne ako čierny mor poznamenal celé 14. storočie, cholera to isté urobila o celých 500 rokov neskôr.

Tambora 21. storočia

Dlho by sme mohli písať aj o ďalších, menej nepríjemných dôsledkoch erupcie Tambory (napríklad vzostup ópiového „kráľovstva“ v južnej Čine a severnom Laose, či zlatý vek polárneho výskumu za čias kráľovnej Viktórie), no jedna vec je istá. Dôsledky mimoriadne silnej erupcie Tambory boli ohromujúce, presahujúce nie len oblasť juhovýchodnej Ázie, ale aj časový rámec jedného desaťročia. Straty na ľudských životoch sa dajú porovnať s najväčšími vojnovými konfliktami 20. storočia a ekonomické straty sú takmer nevyčísliteľné.

V tejto súvislosti je celkom určite na mieste aj úvaha o tom, aké následky by podobne silná erupcia spôsobila v dnešnej dobe. Pravdepodobnosť toho, že v ktorejkoľvek vulkanicky aktívnej zóne na Zemi dôjde v najbližších 50 rokoch k erupcii podobne silnej ako Tambora je asi 10 %. Nikto samozrejme nevie presne, kedy k tomu dôjde, no udalosti spojené s výbuchom Tambory v roku 1815 nám ukazujú jednu zásadnú vec – ľudstvo je stále mimoriadne zraniteľné na dôsledky náhlych klimatických zmien, či už spôsobených vulkanickými erupciami alebo inými faktormi. Tambora nám tak zanechala dosť jednoznačný odkaz v zmysle: „A changing climate changes everything“.


Zdroje
The Volcano That Changed the Course of History
http://1url.cz/ufNU
The environmental impact of the 1815 Tambora eruption in 2015 
http://www.axa-research.org/project/jessica-kandlbauer
Blast from the Past
http://www.smithsonianmag.com/history/blast-from-the-past-65102374/?no-ist
Volcanoes
http://www.wunderground.com/climate/volcanoes.asp?MR=1
Před 180 lety v českých zemích poprvé udeřila cholera
http://www.tribune.cz/clanek/24974-pred-lety-v-ceskych-zemich-poprve-uderila-cholera 
1815 eruption of Mount Tambora
http://en.wikipedia.org/wiki/1815_eruption_of_Mount_Tambora 
The Great Tambora Eruption in 1815 and its Aftermath
http://pubs.giss.nasa.gov/docs/1984/1984_Stothers_2.pdf  
The Asiatic or Bengal cholera of 1867 to 1873 (1871)
https://archive.org/details/asiaticorbengalc00pete 
The Climatic Effects of the 1815 Eruption of Tambora
http://1url.cz/8fN5
Climatic, environmental and humanconsequences of the largest knownhistoric eruption: Tambora volcano(Indonesia) 1815 
http://1url.cz/zfNb

Rekviem za oceány

Rekordne teplé oceány a bezprecedentne vysoká koncentrácia oxidu uhličitého v atmosfére sú predzvesťou extrémov, ktoré ešte len prídu

Svetové médiá vystrieľali v posledných dvoch týždňoch doslova kanonádu správ o tom, že rok 2014 bol rekordne teplý, čo inak povedané znamená, že skončil ako najteplejší za posledných minimálne 135 rokov (napr. aj na základe NOAA, NASA). Žiaľ, pri tomto strohom konštatovaní väčšina tlačových agentúr ostala bez toho, aby detailnejšie pomenovala hlavnú príčinu extrémne teplého roku 2014. Nakoniec, ako nedávno uviedol aj súčasný riaditeľ Goddardovho centra pri NASA, Galvin Schmidt, ľudí a média viac fascinuje to, či daný rok skončí alebo neskončí ako rekordne teplý, a nie fakt, že veľmi nápadná kumulácia extrémne teplých rokov v posledných dvoch dekádach je nevyhnutným dôsledkom dlhodobého trendu globálnej teploty.

V tomto smere je zaujímavé nie len to, že v dôsledku dlhodobého trendu sa globálna teplota zvýšila od roku 1970 o viac ako 0,6 °C (podľa NASA, GISTEMP), ale aj to, že trend vykazuje pozoruhodnú stabilitu, čo znamená, že otepľovanie nejaví žiadnu známku spomalenia ani v posledných 15 rokoch. Nakoniec, ako sme uviedli v predošlom texte, súčasné otepľovanie je mimoriadne rýchle aj v historickom kontexte a z pohľadu adaptability ľudskej spoločnosti a prírodných spoločenstiev začína nadobúdať všetky podstatne rysy nebezpečnej klimatickej zmeny. Je skutočne až zarážajúce, že tento fakt cez veľmi hrubo nadstavený informačný filter tlačových agentúr k širokej verejnosti „takmer“ vôbec neprenikol.

Obr. 1: V priebehu minulého roka bola povrchová teplota oceánov rekordne vysoká - bol to jeden z faktorov, ktorý viedol k celému radu poveternostných a klimatických extrémov na celej Zemi (Zdroj)

Je tu však ešte jedna vec, ktorá ostala v tom šialenom informačnom balaste úplne opomenutá. (A ak sa aj objavila, interpretačná hodnota tejto informácie bola zatlačená do úzadia) Ako uviedla aj americká NOAA, neboli to kontinenty, ktoré prispeli k rekordnej teplému roku, ale oceány (Obr. 1). Zatiaľ čo priemerná teplota pevnín skončila v minulom roku ako štvrtá najvyššia, oceány boli ďaleko najteplejšie od roku 1880 (odchýlka +0,57 °C v porovnaní s obdobím 1901-2000; Obr. 2), a teda významne teplejšie než v rokoch 1998 a 2003 (oba roky skončili s odchýlkou +0,52 °C podľa NOAA). Skutočnosť, že všetky štyri oceánske regióny boli rekordne teplé možno neupúta našu pozornosť dostatočne, no fakt, že rekordné vysoké boli teploty namerané aj hlboko pod povrchom oceánu (aj v hĺbkach okolo 1500-2000 metrov), je už viac znepokojujúci. A to predovšetkým z pohľadu veľmi rýchleho rastu tepelného obsahu oceánov v posledných rokoch (Obr. 3).

Obr. 2: Vývoj globálne teploty (čierna), teploty pevnín (olivová) a oceánov (modrá) v období 1880-2014 podľa NOAA (Zdroj)

Obr. 3: Vývoj globálneho tepelného obsahu oceánov v Jouloch do hĺbky 2000 metrov podľa údajov NOAA (Zdroj)

Dovolím si teraz krátke odbočenie k problematike tepelnej kapacity oceánov. Tá je z pohľadu termoregulačných schopnosti globálnej klimatického systému nezastupiteľná. Oceány pokrývajú takmer tri štvrtiny povrchu Zeme a pri svojej priemernej hĺbke 4 kilometre obsahujú 300-krát viac hmoty, majú 1000-krát väčšiu tepelnú kapacitu a obsahujú 80-krát viac oxidu uhličitého ako celá atmosféra. Bez termoregulačnej schopností oceánov a nebyť ich veľkej tepelnej kapacity, rozdiely v teplote vzduchu medzi rovníkom a polárnymi oblasťami by boli tak extrémne, že by sme len sotva našli na Zemi miesto, kde by sa dalo v týchto neznesiteľných podmienkach prežiť.

Nedocenenie úlohy oceánov pri genéze a zmene globálnej klímy vyplýva aj z toho, že my, ľudia, posudzujeme súčasné otepľovanie predovšetkým z pohľadu zmien v našom okolí, teda zmien teploty vzduchu nad pevninami. Pritom len približne 2 % tepla globálneho otepľovania sa premietajú do ohrievania atmosféry. Takmer celý zvyšok, teda viac ako 93 %, smeruje do oceánov. Teda aj keď sa zdá, že rast globálnej teploty povrchu Zeme v posledných 15 rokoch mierne spomalil, treba si uvedomiť, že to nie je celkom presný a úplný obraz súčasného otepľovania. V tomto istom období sme totiž v oceánskej časti planetárneho systému zaznamenali významné zrýchlenie ukladania tepla vo všetkých monitorovaných hĺbkach (viac v článku: Oceány „maskujú“ skutočný rozsah globálneho otepľovania).

Čo ale toto všetko znamená pre oceány? Povrchová teplota, aj napriek tomu, že je rekordné vysoká, ešte neprináša celý príbeh o skutočne alarmujúcom a zlom stave, v akom sa súčasné oceány a morský život nachádzajú. Keďže oceány dokážu absorbovať väčšinu nadbytočného tepla generovaného silnejúcim skleníkovým efektom atmosféry, pôsobia z hľadiska teplotného režimu atmosféry ako určitý "buffer", ktorý zatiaľ napomáha zmierňovať rýchlosť súčasného otepľovania na zvládnuteľnú úroveň (potrebné je ale poznamenať, že aj napriek tejto vlastnosti oceánov sa rýchlosť zvyšovania globálnej teploty nijako zásadnejšie nemení, bez nich by však bolo oveľa rýchlejšie).

Oceány však za túto "službu" platia obrovskú daň - okrem rastúcej teploty, ktorá morskému životu spôsobuje podobný diskomfort ako nám ľudom extrémne vysoké teploty v "dusnom" lete, je tu aj problém znižovania pH morskej vody (acidifikácia). Viac sa možno dočítať napríklad aj v článku Kolabujúce oceány.

Obr. 4: Priestorové rozloženie odchýlok povrchovej teploty oceánov v roku 2013 (hore) a 2014 (dole) podľa údajov NOAA (Zdroj)

Nakoniec, dôkaz toho, že sú to práve oceány, ktoré zásadne podmieňujú vývoj globálnej či regionálnej teploty či dokonca ovplyvňujú výskyt teplotných extrémov na pevninách, sme mali možnosť vidieť v priebehu minulého roka na Aljaške a Čukotke. Oblasť Beringovej úžiny bola v roku 2014 jednoznačne najteplejším regiónom na pevnine s odchýlkou až okolo +4,0 °C (v porovnaní s obdobím 1951-1980). Relatívne teplejšie ako dlhodobý priemer bolo však celé západné pobrežie Kanady a Spojených štátov, vrátane Kalifornie, čo ostro kontrastovalo s celoročne chladnejšími podmienkami vo vnútrozemí severoamerického kontinentu (podľa GISS NASA).

Kde však možno hľadať príčinu tohto teplotného rozdielu a extrémne teplej Aljašky? Odpoveďou je nie len veľmi špecifický charakter atmosférickej cirkulácie, ktorého hlavným rysom bola atypická poloha výškového tryskového prúdenia – jet streamu – a teda aj dlhodobo blokujúca tlaková výš nad severovýchodným Pacifikom, ale nakoniec aj rekordne vysoké teploty v celej oblasti severného Pacidiku (Obr. 4). Treba na tomto mieste pripomenúť, že pozoruhodne teplý severný Pacific nie je ani zďaleka otázkou posledného roka a teda nemožno tento stav vnímať ako dôsledok blokujúcej tlakovej výše. Oveľa významnejšiu úlohu tu zohrávajú dlhodobo rastúci trend teploty oceánov, ako aj prevažne negatívna fáza Pacifickej dekádnej oscilácie, ktorá dokáže v chladnej fáze „ohriať“ severný Pacifik aj o viac ako 0,8 °C v porovnaní s dlhodobým priemerom.

Obr. 5: Prejavy Pacifickej dekádnej oscilácie - PDO - v poli povrchovej teploty Tichého oceánu podľa prevládajúcej fázy - pozitívnej (vľavo) a negatívnej (vpravo; Zdroj)

Nie sú to však len teplotné extrémy, ktorých výskyt v minulom roku súvisel „aj“ s rekordne teplým povrchom oceánov a teda aj s intenzívnejším tokom tepla z oceánov do atmosféry. Teplejšie oceány znamenajú aj vyšších výpar a väčšie množstvo vodnej pary v atmosfére, čo pri vhodných poveternostných podmienkach znamená len jedno – extrémnejšie zrážky či intenzívnejšie búrky. Príkladov týchto extrémov bolo v minulom roku viac ako dosť aj v samotnej Európe.

Možno sa ale pýtate, aký súvis má všetko to, čo sme doteraz spomenuli s vývojom globálnej teploty a výskytom extrémne teplých rokov v najbližšej budúcnosti. Otázka je celkom na mieste, a ako správne tušíte, kľúčom k správnej odpovedi budú práve oceány. Vzhľadom na svoju obrovskú tepelnú kapacitu a aj na prostý fakt stále silnejšieho skleníkového efektu atmosféry (pozri Video nižšie) je krajne nepravdepodobné, aby oceány nadobudnuté teplo „niekde“ stratili v priebehu nasledujúcich rokov. Ak by ho aj predsa len začali strácať (uvoľňovať), najpravdepodobnejšou destináciou tohto tepla bude zemská atmosféra.

To znamená pre vývoj globálnej teploty v najbližších rokoch zrejme len jediné – pokračujúci rast teploty a pokračujúce otepľovanie. V konkrétnych dôsledkoch to znamená aj to, že rekordne teplý rok 2014 nebol žiadnym nečakaným vybočením z „normálu“. Práve naopak, novým normálom sa celkom určite stanú roky dokonca ešte teplejšie a extrémnejšie ako ten predošlý. Nemusí to síce znamenať, že už tento rok (2015) bude teplejší ako rok ten predošlý, no je extrémne nepravdepodobné, že rok 2014 ostane nadlho tým najteplejším.

Z dnešného pohľadu teda nestojí otázka tak, že či nás v najbližšej budúcnosti čakajú ďalšie extrémne teplé roky, pretože na takto položenú otázku vieme už dnes odpovedať. Otázkou je, berúc do úvahy naše skúsenosti s podobnými rokmi, či a ako sa dokážeme na ne pripraviť.

Video: Model šírenia emisií oxidu uhličitého v kontexte dlhodobého rastu antropogénnych emisií tohto plynu


Zdroje
Global Temperature in 2014 and 2015
http://csas.ei.columbia.edu/2015/01/16/global-temperature-in-2014-and-2015/

Thoughts on 2014 and ongoing temperature trends

Thoughts on 2014 and ongoing temperature trends

How the Met Office forecast a hot 2014 and why it thinks 2015 may be even hotter
http://1url.cz/5fWN

Thoughts on 2014 and ongoing temperature trends

Thoughts on 2014 and ongoing temperature trends
http://1url.cz/AfWf
NASA, NOAA Find 2014 Warmest Year in Modern Record 
http://1url.cz/ifoo

Thoughts on 2014 and ongoing temperature trends2014 Wasn’t the Hottest Year Ever On Land. That’s Terrifying.2014 Wasn’t the Hottest Year Ever On Land. That’s Terrifying.

Thoughts on 2014 and ongoing temperature trends

Thoughts on 2014 and ongoing temperature trends

Thoughts on 2014 and ongoing temperature trends

Rok, ktorý sme si „ohriali“ sami (?)

Súčasné otepľovanie je 17-krát rýchlejšie ako na konci poslednej ľadovej doby

Predpoklady klimatológov o tom, že rok 2014 môže skončiť ako jeden z najteplejších, ak nie vôbec ako najteplejší v histórii sa nakoniec splnili. Prvé zo štyroch klimatologických centier, ktoré analyzuje vývoj globálnej teploty na základe povrchových meraní, Japonská meteorologický služba (JMA), prišlo so správou, že rok 2014 bol rekordne teplý. Inak povedané, minulý rok bol najteplejší minimálne od roku 1891 (Zdroj) a pravdepodobne aj najteplejší v celej doterajšej histórii ľudstva (Zdroj).

Aby sme však boli konkrétnejší, obdobie od začiatku januára do konca decembra 2014 bolo asi o 0,27 °C teplejšie ako dlhodobý priemer za obdobie 1981-2010, a približne o 0,63 °C teplejšie ako priemer za celé 20. storočie (Obr. 1). Nebude asi žiadnym prekvapením, ak v druhej polovici tohto mesiaca prídu s podobnými, prípadne ešte vyššími odhadmi aj zvyšné tri pracoviská (NASA, NOAA a CRU).

Dôvodov, prečo možno predovšetkým od NASA a NOAA očakávať vyššie odhady globálnej teploty je hneď niekoľko. Ak sa pozrieme na porovnanie vývoja globálnej teploty medzi jednotlivými databázami, odhady JMA sú za posledných asi desať rokov o približne 0,05-0,1 °C chladnejšie než odhady zvyšných troch inštitúcií (Zdroj). O vyšších odhadoch NASA či NOAA možno usudzovať aj podľa vývoja regionálnej teploty v priebehu minulého roka. (Tu treba pripomenúť najmä to, že v dôsledku rekordne teplých oceánov na severnej pologuli a veľmi teplej Arktídy, pomerne vysoké budú predovšetkým odhady americkej NOAA, a zrejme aj NASA, ktoré by sa mohli dostať aj nad hodnotu +0,30 °C v porovnaní s 1981-2010)

Obr. 1: Vývoj odchýlok globálnej teploty v období 1891-2014 od dlhodobého priemeru 1981-2010 podľa JMA (Zdroj)

V tejto časti hodnotenia by sa patrilo spomenúť aj to, že k veľmi podobnému odhadu ako japonská JMA sa síce dopracovali aj vedecké tímy UAH (Zdroj) a RSS (Zdroj) – tie odhadujú globálnu teplotu na základe diaľkového prieskumu Zeme pomocou družíc (+0,27 °C, resp. +0,26 °C v porovnaní s 1981-2010) – no v ich hodnotení skončil rok 2014 „až“ ako tretí, resp. šiesty najteplejší od roku 1979. V oboch uvedených databázach figurujú na prvých troch miestach celkom jednoznačne roky 1998, 2010 a 2005, teda tzv. roky „El Niña“, zatiaľ čo podľa JMA, a pravdepodobne aj NASA, NOAA a CRU, sa rok 2014 dostal/dostane „s prehľadom“ pred ne o minimálne 0,05 °C. A práve toto je na minulom roku veľmi pozoruhodné – bol rekordne teplý aj bez otepľujúceho účinku El Niña. To je nakoniec aj dôvod toho, prečo roky 1998, 2010 a 2005 sú v datasetoch UAH a RSS významne teplejšie ako rok 2014. (Fenomén El Niño totiž v dôsledku výrazného toku tepla z oceánov do atmosféry prostredníctvom konvekcie rýchlejšie ohrieva atmosférické vrstvy medzi barickými hladinami 850 a 300 hPa – teda približne vo výškach od 1500 do 9100 metrov – než prízemné vrstvy atmosféry. A keďže v priebehu minulého roku nedošlo k plnému rozvoju El Niña, nižšia a stredná troposféra zostali relatívne chladnejšie ako prízemné vrstvy vzduchu. Nakoniec, k „chladnejším“ odhadom UAH a RSS mohla dopomôcť aj relatívne máloaktívna sezóna atlantických hurikánov (Zdroj))

Obr. 2: Priestorové rozloženie odchýlok teploty na Zemi v roku 2014 podľa JMA - veľmi teplo bolo predovšetkým v Európe, na Aljaške, Sibíri, Austrálii, Kalifornii či severovýchodnom Pacifiku; chladné anomálie na kontinentoch sa obmedzili len na oblasť strednej Ázie a východnej a centrálnej časti Severnej Ameriky (Zdroj)

Bez absencie príspevku El Niña a tiež vzhľadom na fakt, že rekordne teplé boli v priebehu roka najmä oceány severnej pologule a niektoré časti kontinentov miernych až polárnych šírok (Európa, Sibír, západ USA + Kalifornia, Aljaška, južná Austrália, Arktída, Obr. 2), rok 2014 by bez významného pôsobenia zosilneného skleníkového efektu v dôsledku vysokej koncentrácie CO2 nebol tým, čím nakoniec bol – rekordne teplý a extrémny (z pohľadu extrémnosti počasia bola „zaujímavá“ najmä Európa – teplá zima 2013/14, extrémne zrážky v lete; Kalifornia a Brazília – sucho; či východná a južná Ázia – extrémne zrážky + sucho v Indii). Ľudský faktor tak pravdepodobne zohral pri vytváraní teplotných podmienok v minulom rok dosť zásadnú úlohu.

Video: Výborná grafická prezentácia vývoja globálnej teploty od roku 1881 dodnes (Zdroj) - ďalšiu je možné nájsť napríklad aj tu (Zdroj)

A čo nás čaká z pohľadu globálnej teploty v roku 2015? Aj v prípade, že by nedošlo k rozvoju El Niña, oceány pravdepodobne ostanú veľmi teplé v priebehu prevažnej časti nasledujúceho roka a to isté platí aj o Arktíde či niektorých kontinentálnych oblastiach. To by znamenalo jediné – rok 2015 by mohol byť minimálne tak teplý ako ten predošlý, čo by len ďalej podporilo skutočnosť, že otepľovanie atmosféry a oceánov sa nielenže nezastavilo, ale práve naopak, zrýchľuje sa! Súčasné tempo otepľovania je minimálne 14 až 17-krát rýchlejšie ako na konci poslednej ľadovej doby.

Obr. 3: Priestorové rozloženie odchýlok teploty na Zemi v roku 2014 odhadnuté na základe družicového monitoringu UAH (Zdroj) - ako vidieť rozloženie teplotných anomálií je v celkovej zhode s Obr. 2

Popri veľmi teplých oceánoch, dôležitú úlohu v tomto celkom určite zohrá pokračujúci, „rekordne“ rýchly rast emisií CO2 (pravdepodobne vzrastú o minimálne 2,5 % - Zdroj; a za zmienku určite stojí aj fakt, že tento rok dosiahne globálny priemer koncentrácie CO2 prvýkrát za najmenej 800 tisíc rokov hodnotu 400 ppm: Zdroj; veľmi pravdepodobne však ide o najvyššiu hodnotu za posledných minimálne 15 miliónov rokov: Zdroj). Divokú kartu však v tomto predpoklade bude aj naďalej hrať oblasť tropického Tichého oceánu, ktorý pravdepodobne v priebehu celého roku bude kdesi na hranici medzi vyhlásením El Niña a stabilných „normálnych“ podmienok (Zdroj).

UPDATE: NOAA a NASA dnes zverejnili (16.1.2015) svoje analýzy roku 2014, ktorý podľa oboch centier skončil ako najteplejší aspoň od roku 1880 s odchýlkou od priemeru 1901-2000: +0,69 °C (Zdroj, Obr. 4).

Obr. 4:  Vývoj odchýlok globálnej teploty (čierna krivka) v období 1880-2014 od dlhodobého priemeru 1901-2000 podľa NOAA (Zdroj) - rok 2014 nakoniec skončil aj podľa NOAA a NASA ako najteplejší aspoň od roku 1880 s odchýlkou +0,69 °C (od priemeru 1901-2000; Zdroj)

Ku klimatologickým hodnoteniam roku 2014 je celkom určite zaujímavé spomenúť aj to, že k rekordne teplému roku významnou mierou prispeli najmä oceány, ktoré boli podľa NOAA historicky najteplejšie (Obr. 4 - modrá krivka). Odchýlka globálneho priemeru teploty oceánov za minulý rok dosiahla +0,57 °C, čím bol celkom jednoznačne prekonaný doposiaľ najteplejší rok 1998 (resp. 2003). Čo ale toto hodnotenie znamená pre oceány? Povrchová teplota, aj napriek tomu, že je rekordné vysoká, ešte neprináša celý príbeh o skutočne alarmujúcom a zlom stave, v akom sa súčasné oceány a morský život nachádzajú. Keďže oceány dokážu absorbovať viac ako 90 % nadbytočného tepla generovaného silnejúcim skleníkovým efektom atmosféry, pôsobia z hľadiska teplotného režimu atmosféry ako určitý "buffer", ktorý zatiaľ napomáha korigovať rýchlosť súčasného otepľovania na zvládnuteľnú úroveň (potrebné je ale poznamenať, že aj napriek tejto vlastnosti oceánov sa rýchlosť zvyšovania globálnej teploty nijako zásadnejšie nemení, bez nich by však bolo oveľa rýchlejšie). Oceány však za túto "službu" platia obrovskú daň - okrem rastúcej teploty, ktorá morskému životu spôsobuje podobný diskomfort ako nám ľudom extrémne vysoké teploty v "dusnom" lete, je tu aj problém znižovania pH morskej vody (acidifikácia). Viac sa možno dočítať napríklad aj v článku Kolabujúce oceány.

Zdroje
It’s Official: 2014 Was the Hottest Year Ever Measured on Earth
http://1url.cz/NURC
2014 was the hottest year on record
http://www.nature.com/news/2014-was-the-hottest-year-on-record-1.16674
2014 Hottest Year on Record Amidst Ocean Heat Spikes and Arctic Wildfires
http://1url.cz/aURZ
2014 Was The Hottest Year On Record Globally By Far
http://thinkprogress.org/climate/2015/01/05/3607735/2014-hottest-year-by-far/
Global Average Surface Temperature Anomalies
http://ds.data.jma.go.jp/tcc/tcc/products/gwp/temp/ann_wld.html
The Japan Meteorological Agency temperature record
http://www.skepticalscience.com/jma_temperature_record.html
January ENSO update: The little engine that couldn't quite
http://www.climate.gov/news-features/blogs/enso/january-enso-update-little-engine-couldnt-quite  
UAH Ranks 2014 Third Warmest Year
http://www.reportingclimatescience.com/news-stories/article/uah-ranks-2014-third-warmest-year-just.html