Země se otepluje mnohem rychleji. Naštěstí jen na papíře

V pondělí 9. srpna začne nejen v Česku další kolo debat o globálním oteplování. Mezivládní panel OSN pro změnu klimatu (IPCC) začne postupně vydávat svou šestou zprávu o stavu klimatu a probíhající změně klimatu.

Zpráva nabrala kvůli pandemii způsobené novým koronavirem téměř roční zpoždění. V jednom ohledu ovšem ani to úplně nepomohlo: vědcům se nepodařilo zcela „zkrotit“ modely, které zpráva používá.

Část pokročilých klimatických modelů, které IPCC nasadil, podle vědců předpovídá razantnější oteplení, než se zdá možné podle jiných důkazů a indicií.

Klimatické modely jsou běžnou součástí průběžných zpráv IPCC. Neexistuje jeden jediný model, jsou jich desítky a vytváří je řada odborníků z různých pracovišť po celém světě.

Výsledky jejich práce se shromažďují v rámci projektu CMIP (Coupled Model Intercomparison Project). I když výsledky modelů jsou součástí zprávy IPCC, samotné modely neslouží laikům. My se potkáme pouze s jejich výstupy. Ty pomáhají zpřesnit obrázek budoucího vývoje, jsou východiskem pro tvorbu doporučení IPCC, a měly by tedy být ideálně co nejpřesnější.

S každou zprávou se tedy snaží klimatologové své modely vylepšovat. Ty, které byly vytvořeny pro šestou zprávu IPCC, jsou v mnoha ohledech vylepšením modelů předchozích. Významná část z nich ovšem nedává dobrou odpověď na pro současné klima zásadní otázku: „Jak se zvýší teplota Země, když se zvýší hladina oxidu uhličitého?“

Dobrý příkladem toho, jak moc se některé nové modely mýlí, je práce zveřejněná na začátku letošního roku.

Ta se pokusila v jednom z nich (konkrétně modelu CESM2) nasimulovat podmínky doby ledové, která vrcholila zhruba před 20 tisíci lety. Podle modelu se klima v té době mělo ochladit až o -11°C. Podle současných odhadů na základě dostupných záznamů o tehdejším klimatu se ve skutečnosti zřejmě ochladilo zhruba o šest stupňů Celsia.

„Je to úplně mimo. Je to zcela mimo rozmezí, které naznačují geologické důkazy,“ řekla pro časopis Science paleoklimatoložka Jessice Tiernyová, spoluautorka zmíněné letošní práce.

V oboru se o nepřesnosti modelů ví delší dobu. Na základě výsledků prvních klimatických modelů pro šestou zprávu na něj již v roce 2019 upozornil například klimatolog Zeke Hausfather z Breakthrough Institute.

Problém se (nejen) podle Hausfathera týká jen menší části modelů, je jich však dost na to, aby ho nešlo úplně přehlédnout. „Za poslední rok se jasně ukázalo, že se s tím musíme vypořádat“, řekl pro Science Gavin Schmidt, šéf Goddardova institutu při NASA, který je v oboru jednou z nejznámějších tváří boje proti globálnímu oteplování.

Nepřesnost je velmi zjednodušeně řečeno dána tím, že modely jsou příliš „citlivé“, co se týče vlivu oxidu uhličitého na klima. Jinak řečeno, změny hladiny tohoto skleníkového plynu se projevují příliš výrazně.

Při pohledu zpět dojde k příliš velkému poklesu teplot, při pohledu do budoucnosti by stejně tak mělo dojít k příliš výraznému nárůstu. V těch „nejcitlivějších“ klimatických modelech by zdvojnásobení hladiny oxidu uhličitého proti dobám před průmyslovou revolucí mělo přinést oteplení zhruba o pět stupňů. Což je zhruba dva stupně nad obecně uznávaným odhadem – který sám o sobě je ale poměrně nový.

„Přecitlivělé“ modely se totiž poněkud ironicky objevily v době, kdy se povědomí klimatologů o citlivosti klimatu právě vůči hladinám CO2 zlepšilo. V roce 2020 vyšla podle celé řady odborníků přelomová studie, která na základě pěti let trvající mezinárodní spolupráce vědců různých specializací tuto klíčovou hodnotu významně zpřesnila.

Odhady citlivosti klimatu se předtím pohybovaly zhruba mezi 2 až 4,5°C (vědci samozřejmě používají Kelviny). S tím rozmezím pracovala i předchozí zpráva IPCC. Nový odhad na základě různých důkazů citlivost klimatu klade do užšího rozmezí zhruba 2,6 až 3,9°C (v tomto rozmezí se hodnota má pohybovat s pravděpodobností 66 procent, jde tedy podle terminologie IPCC o „pravděpodobné“ („likely“) rozmezí).

Můžeme to jednoduše shrnout tak, že pokud by koncentrace oxidu uhličitého dosáhla dvojnásobku hodnot ze století před průmyslovou revolucí a nic jiného by se nezměnilo, průměrná teplota Země by se mohla zvýšit nejspíše zhruba o 3°C.

Zatím jsme v tomto ohledu zhruba na půl cesty. Předprůmyslová hodnota byla cca 280 ppm (tedy částic na milion, jinak řečeno 0,028 procenta), letošní hodnoty se pohybují kolem 415 ppm. Další vývoj samozřejmě bude do značné míry záviset na vývoji emisí skleníkových plynů a případně i na dalších těžko předpověditelných vlivech či mimořádných událostech.

Příliš „horké“ klimatické modely měly podle analýz chybu v parametrech, které jsou nám Čechům hodně vzdálené.

Jeden rozbor zveřejněný na začátku loňského roku dospěl k závěru, že modely obsahovaly chybu v popisu určitých mračen v částech jižního Pacifiku. V modelech docházelo v důsledku k toho příliš výraznému úbytku oblačnosti v tropech. Planeta tak byla o něco „tmavší“ a pohlcovala více tepla.

Odhalení této jedné chyby pak vedlo k odhalení dalšího omylu, který se také týkal mračen, konkrétně vlivu nízké oblačnosti nad oceány. Ta mají poměrně výrazný vliv na ochlazování planety. V modelech (a tady se to týkalo i předchozích generací modelů) se mračna v důsledku oteplování příliš často rozpouštěla, a odrážela tedy zpět do vesmíru méně slunečního záření. Modely tak znovu předpovídaly příliš vysokou míru oteplení.

„Oblačnost je z pohledu klimatických modelů obecný problém,“ říká klimatolog Ladislav Metelka a bývalý zástupce Česka v IPCC, který se však na přípravě šesté zprávy panelu nepodílel. Vliv oblačnosti je totiž různorodý: „Různé typy oblačnosti nad různými typy terénu mohou přispívat jak k ochlazování, tak oteplování planety.“

V případě oblačnosti nad oceánem navíc máme k dispozici jen poměrně málo historických dat: „Máme nějaké záznamy z lodí, ovšem skutečně dobrá pozorování máme jen díky satelitním pozorováním z posledních několika desetiletí,“ dodává Ladislav Metelka.

Řada odborníků se tak domnívá, že modely se podařilo v důsledku jejich zjevné chyby znatelně vylepšit. Už ovšem nebyl čas zahrnout vylepšené simulace do šesté zprávy IPCC. V době, kdy modeláři odhalili toto zkreslení, byly už na superpočítačích prováděné simulace hotové, a práce na zprávě IPCC se blížily k závěru. Vytvoření zprávy, na které se podílí zástupci prakticky všech zemí světa a často i řada týmů z jedné země, trvá doslova roky.

IPCC také má se zahrnováním nových materiálů na poslední chvíli špatné zkušenosti, připomíná Ladislav Metelka: „V minulosti byl panel pkritizován za to, že na poslední chvíli zahrnul do zprávy nové materiály.“ Při tvorbě posledních zpráv se tak klade podle Metelky důraz především na spolehlivost. Ve zprávě se nepoužívají výsledky, která nebyly řádný publikovány, a které tedy širší odborná veřejnost neměla možnost kritizovat.

Nové modely jsou přitom podle odborníků výrazně lepší v mnoha ohledech výrazně lepší než modely předchozí. Lépe mají předpovídat například vliv změn teploty na rozložení srážek. Což je samozřejmě pro lidstvo extrémně důležitá otázka. Důležitý je i pokrok v regionalizaci: modely mají být podrobnější a lépe předpovídat vliv oteplování na regionální úrovni.

V tomto ohledu do jisté míry nezáleží na tom, zda model určí špatně okamžik, ve kterém dojde k nárůstu teploty. Pokud dokáže dobře popsat, co se stane se srážkami, jak se změní lokální teploty atp., v řadě ohledů nezáleží na tom, zda v hlavičce modelu je uveden rok 2030 nebo 2035.

V řadě ohledů ovšem samozřejmě na „citlivosti“ modelů samozřejmě záleží. Ani v tomto ohledu nejsou autoři zprávy zdaleka bezmocní. Za prvé mají k dispozici už poměrně dlouhou řadu pozorování z posledních desetiletí, kdy teplota Země již stoupala. Jinak řečeno, globální oteplování probíhá dostatečně dlouho na to, aby se výstupy modelů daly porovnávat se skutečně naměřenými hodnotami. „Dnešní pozorování jasně ukazují, jak bude globální oteplování vypadat,“ vyjádřil přesvědčení řady klimatologů pro časopis Science francouzský klimatolog Aurélien Ribes.

Protože se o chybě ví a mluví, tvůci zprávy mohou do svých předpovědí (alespoň těch časových) zahrnout tedy odpovídající „tvrdé mantinely“. V podstatě tedy mohou z předpovědí vyjmout výsledky, kterou jsou založeny na podle všeho špatných hodnotách senzitivity klimatu. Jak přesně si s tím poradí, uvidíme již příští týden.