Podzim v zimě, zima na jaře

Klimatická změna znamená místo od místa a zimu od léta tisíc různých věcí – posun podzimu do zimy a zimy do jara, přívalové deště, suchá léta a podzimní povodně, znovuobjevení malárie v Řecku (a potenciálně i třeba na Slovensku, kde byla ještě po roce 1950), invazi klíšťat, tři generace kůrovce apod. Nicméně v jádru celého problému leží právě oteplování. Je důležité rozlišit přirozené pozadí skleníkového jevu a antropogenní, tedy lidmi způsobený přínos. Bez skleníkových plynů by teplota planety byla –33 °C, ale naštěstí nám mikroorganismy vytvářejí příznivější klima.

Funkci skleníkového jevu si představme na jednoduchém příkladu: je léto, slunce pálí a ohřívá asfaltový chodník, ten přijímá energii od slunce a zahřeje se. Navečer ale vychládá, to znamená, že vyzařuje teplo. Sluneční záření o větší energii mělo poměrně jednoduchou cestu, když pronikalo atmosférou na zemský povrch, ale vyzářené teplo má jinou vlnovou charakteristiku, takže naráží na molekuly skleníkových plynů, které jej ve větší míře vrací zpátky na Zemi, jejíž povrch se pak ohřívá. Jak je uvedeno v kapitole o světu v nerovnováze, tak pro výpočet skleníkového působení musím znát množství energie, které se od slunce dostává na vrchní obal atmosféry, kvalitu ovzduší (zejména množství aerosolů), při kterém toto záření proniká na zem a rovněž kvalitu ovzduší (zejména obsah skleníkových plynů), při kterém se záření ale již jiného druhu snaží „utéct“ do vesmíru.

Podstatné je, že jen velice málo slunečního záření projde přímo atmosférou ať již na Zemi nebo naopak do vesmíru. Většina sluneční energie se odráží, rozptyluje, pohlcuje a opět vyzařuje v atmosféře. Třeba typický mrak dokáže odrazit až 50 % (některé až 80 %) sluneční energie. Představte si, že jste někde v Grónsku a nemáte, co na sebe. Zachrání vás, že si kolem sebe vytvoříte pomocí svetrů a kožichu teplotní bariéru. Ovlivňovat složení atmosféry vlastně znamená měnit energetický obal – ošacení – planety.

Svět v nerovnováze

Základním motivem či dokonce filosofií celé knihy je koncepce světa v nerovnováze. Nerovnovážný systém se vychýlí až za určitou mez stability, dojde k jeho transformaci a ustanovení nové rovnováhy. U složitých systémů jako je atmosféra, les či ekonomika obvykle cítíme, že se k nějaké limitní hranici blížíme, ale nikdy přesně nevíme, kde leží. Římský klub se již v roce 1970 domníval, že na limity globálního systému narazíme už během dvou desetiletí.

Původně jsem vycházel z konceptu zemské energetické nerovnováhy (Earth´s energy imbalance) slavného amerického klimatologa Jima Hansena, ale vzápětí se ukázalo, že pojem nerovnováha začíná být stále častěji používán ekonomy a sociology a může proto představovat jednu z hlavních charakteristik současného světa a to jak z hlediska geografického prostředí, tak i velikosti populace a toků peněz.

V dalších kapitolách sice budeme hovořit o příčinách a dopadech globálního oteplování, ale Hansen upozorňuje, že je důležitější si uvědomit, že se dnes jedná o energetickou rovnováhu celé Země. Té je dosaženo, pokud množství dopadající energie odpovídá množství odcházející energie tak, jako tomu bylo posledních 12 tisíc let. Můžeme to popsat jako rovnováhu mezi příjmy a výdaji. Na jedné straně Země přijímá energii od Slunce, v atmosféře a na svém povrchu ji transformuje na poněkud jiný druh energie a opět ji vyzáří do prostoru. Rovnovážný energetický stav planety umožnil vznik zemědělství a vedl k vytváření království a říší. Lidé umí žít i za nerovnováhy, ale jako lovci a sběrači v malých pohyblivých tlupách.

Kdybychom si pro tuto dobu sestavili jakousi účetní bilanci „má dáti/dal“, pohybovali bychom se v následujících číslech. Solární konstanta (ve skutečnosti není úplně konstantní), tedy množství slunečního záření dopadajícího na kolmou plochu za rok na horní obal atmosféry je 1366 wattů (podle údajů kolektivní monografie Encyclopaedie Britanniky, jiní autoři se mírně liší). Na povrch Země dopadá průměrně 342 wattů na metr čtvereční za rok. Asi 70 % slunečního záření se zachytí na Zemi a 30 % se odrazí. Tomuto jevu říkáme albedo. Nicméně těch 70 %  slunečního záření se potřebujeme zbavit. Musí se vyzářit zpět do kosmu, jinak by se Země neustále oteplovala.

Tím, jak se v poslední době zvyšuje obsah skleníkových plynů, tak se energie vyzáří o zhruba půl wattu až jeden watt méně. Znamená to, že zemský systém toto teplo někde skladuje. Odpověď je celkem jednoduchá – je to celý oceán, který jej přijímá a jednou opět vydá. Dělal to tak vždycky a tím vytvářel komfortní teplotní setrvačnost zemského systému. Jen posledních několik milionů let (nejméně od závěrečného období třetihor – od pliocénu) to nikdy nemusel vyrovnávat energetickou nerovnováhu rychle a intenzivně.

Různé části zemského systému mají různé reakční doby, podobně jako existuje velké množství termínovaných bankovních vkladů. Největší část lidmi uvolněných skleníkových plynů se projeví zvýšením teploty téměř okamžitě, možná až třetina se projeví během několika let a asi méně jak 10 % skleníkových plynů se projeví až za další desetiletí. Na úplnou odezvu je nutné si počkat a nelze ji zcela poměřovat intenzitou současné změny. Podle některých výpočtů jsme plánované maximální oteplení o 2 °C již překročili, ale zatím se neprojevilo.

Ono by to možná příliš nevadilo, kdyby někdo neustále promíchával oceán, takže by rostla jeho teplota jako jednoho homogenního celku. Oceán je však tvořen složitou nervaturou teplých a studených proudů, které vzdáleně připomínají řeky na kontinentech. Ukazuje se, že neobvykle velké množství buď teplé rovníkové vody, anebo naopak studené vody uvolněné táním severských ledovců, může tuto nervaturu zablokovat – doslova ucpat – a tím proměnit přenos tepla, tedy směry větrů a množství vláhy, které přenášejí v měřítku celých kontinentů. Klimatická nerovnováha se sice týká celého zemského systému, ale má svá kritická místa – v našem případě ty části Severního oceánu, kde se ponořují do původně teplé a slané vody, které svoji energii předaly např. severní přímořské polovině Evropy.

Pokud bychom zůstali u civilizačního příměru, tak na většině sítě se nebude skoro nic dít, ale postupnou kumulovanou změnou vypadnou důležité servery a některé klíčové finanční instituce. Nicméně zůstaňme zatím u atmosféry a její teplotní bilance.

Pokračování příště

Čtěte první díl: Věk nerovnováhy