Důkazy a čísla mluví jasně: Za změnu klimatu můžeme my

Klima na Zemi se měnilo vždycky. Během posledních 800 tisíc let se vystřídalo osm dob ledových, přičemž ta poslední skončila asi před 11 700 lety. Hlavní příčinou střídání dob ledových a meziledových v tomto období byly podle současných vědeckých poznatků hlavně výkyvy v poloze naší planety směrem ke Slunci, kvůli kterým se měnilo množství solární energie dopadající na Zem.

Tyto změny matematicky vyjádřil už v první polovině minulého století geofyzik Milutin Milanković. Správnost teorie posléze potvrdila i moderní věda například prostřednictvím zkoumání sedimentů v oceánech nebo ledových vrtů z Grónska a Antarktidy.

Zároveň samozřejmě klima ovlivňovalo i mnoho dalších faktorů, které mohly efekt těchto změn buď posilovat, nebo oslabovat. Jmenovitě například aktivita Slunce, nebo zvýšené či snížené uvolňování přírodních skleníkových plynů a následný vliv na skleníkový efekt.

Proč se o tom ale vůbec zmiňujeme? Protože současná změna klimatu se ani takzvanými Milankovićovými cykly, ani jinými přírodními pochody vysvětlit nedá. Je jiná.

Podle rekonstrukcí klimatu postavených na datech z ledovců a sedimentů v oceánu je asi desetkrát rychlejší než průměrné oteplení, které nastávalo po koncích dob ledových. Co je ale ještě podstatnější: současná změna je především prokazatelně způsobená lidským příspěvkem k tzv. skleníkovému efektu.

Jeho prostřednictvím atmosféra pohlcuje a odráží zpět k Zemi záření ze Slunce, které by jinak putovalo dál do vesmíru, čímž ohřívá celou planetu.

V posledních stovkách tisíc let hrál zřejmě skleníkový efekt většinou až sekundární roli - po oteplení či ochlazení způsobeném změnou pozice planety dále umocňoval změny teplot. Nyní je ale jejich hlavní příčinou, což dokládají dva druhy důkazů. Zaprvé jsou to výpočty založené na znalosti fyzikálních vlastností jednotlivých skleníkových plynů a měření jejich koncentrací v atmosféře. Zadruhé pak i měření množství infračerveného záření dopadajícího na Zem a odcházejícího pryč z atmosféry do vesmíru.

Klimatické modely vznikají od 70. let, a že se nepletou, potvrzují reálné teploty naměřené v dalších letech. Ty se samozřejmě nedaří předvídat na chlup přesně, ale předpovězený trend oteplování - založený na odhadech množství vyprodukovaných emisí - se potvrzuje. Postupem let se modely zdokonalují a jsou stále přesnější.

Klimatických modelů je mnoho, na tomto grafu si můžete prohlédnout průměr všech modelů použitých ve 4. hodnotící zprávě Mezivládního panelu OSN pro klima (IPCC) porovnaný s reálnými teplotami. Data byla v té době známa z období před rokem 2000 (hindcast) a předpovězena pro následující období (forecast):

Chcete-li radši než průměr všech modelů ve střetu s realitou vidět jednotlivé modely, pusťte si následující video:

Ve věci měření záření vypadá situace následovně: Měření satelitů opakovaně ukázalo, že množství záření odcházejícího z atmosféry do vesmíru klesá, zatímco pozemní stanice naopak ukazují více záření přicházejícího k povrchu.

Teoreticky by to kromě posílení skleníkového efektu mohlo způsobit i silnější záření přímo od Slunce. K tomu však nedochází, což lze konstatovat hned ze tří důvodů. Zaprvé je zvýšené množství záření dopadajícího na Zem pozorováno i v noci. Zadruhé má toto záření i jiné specifické vlastnosti – jeho spektrum odpovídá záření odraženému skleníkovými plyny a vodní párou, a nikoliv záření slunečnímu. Třetí důvod pochází až z oběžné dráhy - měření satelitů totiž ukazují, že intenzita záření přicházejícího od Slunce v posledních 50 letech mírně klesá, takže to nemůže být Slunce, co zvyšuje množství záření padajícího na povrch Země.

Nabízí se otázka: Jsme si jistí, že skleníkový efekt posilují emise vypuštěné člověkem?

Ano. I to je dlouho jasné a vědecky podložené.

Jednotlivé skleníkové plyny zachytávají různé vlnové délky infračerveného záření, a tak je ze změny spektra možné určit jejich podíl na změně klimatu. Se znalostí zvýšení koncentrací skleníkových plynů v atmosféře lze fyzikálními výpočty zjistit, za jaké množství záření jsou zodpovědné lidské emise (3 W/m2 a z toho 2 W/m2 připadá na CO2). Tyto výpočty navíc nedávno opět potvrdila i měření ze satelitů.

Když je známo, o kolik víc záření kvůli lidským emisím na povrch Země dopadá, dá se dopočítat i to, o kolik se kvůli němu zvyšuje teplota.

Ve skutečnosti je to tak, že samotný oxid uhličitý a další lidmi produkované skleníkové plyny nezpůsobují oteplení samy o sobě. Oteplení způsobené přímo jimi nicméně funguje jako spouštěč řady dalších procesů, které růst teploty umocňují.

Jde hlavně o vyšší tvorbu vodní páry, která je mimochodem „zodpovědná“ za zhruba polovinu celého skleníkového efektu, dále tání sněhu a ledu, čímž se od Země odráží méně slunečního záření, a například i unikání metanu z tajícího permafrostu. Tato zpětná vazba efekt lidmi vyprodukovaných emisí násobí.

Oteplení globálního klimatu o zhruba 1,2  °C je tak výsledkem přímého důsledku lidských skleníkových plynů dále umocněných „přírodními“ procesy, ke kterým by ale bez vysokých koncentrací CO2 a dalších lidmi produkovaných plynů nedošlo.

Jak víme, že změnu klimatu nezpůsobují přirozené procesy, jako je například vulkanická činnost?

Opět lze argumentovat již zmiňovanými klimatickými modely. Ty budoucí oteplení odvozují v první řadě z odhadů lidské produkce skleníkových plynů na další roky a modelovaná velikost čistě přírodních vlivů, jako například vulkanismus, je v nich téměř nulová. I tak je předpovídané oteplení v rámci odchylky stejné jako pozorované oteplení.

Množství CO2 ze sopečné činnosti je totiž zlomkem v porovnání s lidskou činností. K takovému závěru došla celá řada různých výzkumů. Například Americká geologická služba (USGS) uvádí, že oxid uhličitý vyprodukovaný sopečnou činností odpovídá ani ne jednomu procentu CO2 produkovaného lidskou činností.

Zprávy typu, že jedna erupce sopky vyprodukovala tolik CO2 jako lidstvo za celou svou existenci, jsou jen mnohokrát opakovaným nesmyslem.

Například množství CO2 uvolněné při katastrofickém výbuchu sopky na hoře sv. Heleny v roce 1980 odpovídá množství CO2, které lidstvo vyprodukuje za pouhé 2,5 hodiny.

Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA) uvádí, že současná lidská produkce CO2 se rovná množství, které by sopečná činnost uvolňovala v případě, že by vybuchoval jeden či víc tzv. supervulkánů (například Yellowstone) ročně. K takovým explozím nicméně dochází průměrně jednou za 100 nebo 200 tisíc let.

Vypovídající je i graf ukazující koncentraci CO2 v atmosféře za posledních 800 tisíc let (zdroj). Ani příkrý růst po začátku industriální éry, ani samotná současná koncentrace neměly v daném období srovnání.

Experimentální důkazy vlivu CO2 na globální oteplování tedy máme dnes již na několika úrovních: máme změřeno, že méně záření opouští planetu a více záření dopadá na povrch, a tato měření souhlasí s modely radiačního přenosu v atmosféře – na jejich základě klimatologické modely správně předpovídají vývoj globálních teplot.

Nejistoty v našem poznání skleníkového efektu tak souvisí už v podstatě jen s detaily zesilujícího efektu vodní páry a přesnými procesy vzniku oblaků.

Naproti tomu nejistota ohledně budoucího vývoje klimatu spočívá hlavně v tom, kolik emisí skleníkových plynů budeme vypouštět v dalších letech.

Do článku jsme využili materiály od vzdělávacího projektu Fakta o klimatu.