Globální oteplování Globální oteplování je termín popisující nárůst průměrné teploty zemské atmosféry a oceánů, který byl pozorován v posledních dekádách. V roce 2001 byl prezentován ve Zprávě třetího zasedání IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change - Mezivládního výboru OSN pro změnu klimatu) vědecký názor na změny klimatu. Tento dokument, který byl v roce 2005 explicitně potvrzen národními akademiemi věd zemí G8, konstatuje, že průměrná globální teplota od konce 19. století vzrostla o 0,6 ± 0,2 C a že je pravděpodobné, že většinu oteplování pozorovaného během posledních 50 let lze připsat lidským aktivitám. Lidstvo přispívá k oteplování zvětšováním množství oxidu uhličitého (CO2) a jiných skleníkových plynů, uvolňovaných při spalování fosilních paliv, mýcením lesů a dalšími aktivitami. Přirozený skleníkový efekt udržuje atmosféru asi o 33 C teplejší, než by byla bez přítomnosti uvedených plynů v atmosféře. Studie a Globální klimatický model (GCM), na které se odkazuje IPCC, předpovídají, že globální teplota v roce 2100 by mohla být o 1,4 až 5,8 C vyšší než v roce 1990. Nejistota výsledků je z velké části dána tím, že neznáme objem budoucích emisí oxidu uhličitého. K tomu se navíc přidává nepřesnost klimatických modelů. Očekává se, že změny teplot povedou k dalším klimatickým změnám včetně zvedání hladiny moří a změn v množství a alokaci srážek. Takové změny mohou zvýšit četnost a intenzitu extrémních atmosférických jevů jako jsou povodně, sucha, vlny veder a hurikány, změny zemědělských výnosů, globální stmívání, snižování průtoku řek v létě nebo přispívat k vymírání biologických druhů. Přestože se většina studií zaměřuje na období do roku 2100, lze očekávat, že bude oteplování pokračovat i poté, protože CO2 má v atmosféře dlouhý střední životní cyklus. Navíc studie klimatických vazeb ukazují, že již došlo k dalšímu oteplení o 0,5 až 1,0 C, které však dosud není pozorovatelné. Existuje určitá skupina vědců popírajících názor, že lidská činnost hraje v současném zvyšování teplot významnou roli. Současně probíhá řada politických i veřejných debat, zabývajících se možnostmi, jak případné oteplování a jeho vlivy omezit nebo jak se vyrovnat s jeho důsledky. Historické oteplování Země Ve srovnání s lety 1860 až 1900 se teplota na zemi i v moři zvedla o 0,75 C. Teploty ve spodní troposféře od roku 1979 podle satelitních měření rostly tempem 0,12 až 0,22 C za dekádu. O předchozích dvou tisících letech před rokem 1850 se předpokládá, že světové teploty byly relativně stabilní, přerušované výkyvy, jako bylo Středověké klimatické optimum nebo Malá doba ledová. Podle odhadů Goddard Institute for Space Studies, který je součástí NASAa, byl rok 2005 nejteplejším rokem od konce 19. století, kdy se rozšířily spolehlivé přístrojové měření teploty, čímž o pár setin stupně Celsia překonal předchozí rekord z roku 1998. Podobné odhady provedené Světovou meteorologickou organizací a organizací Climatic Research Unit z Velké Británie také ukazují na to, že byl druhým nejteplejším rokem po roku 1998. 1
Příčiny Klimatický systém se mění jak přírodními vnitřními procesy, tak také v důsledku různých externích vlivů, kterými kromě lidských zásahů mohou být sluneční aktivita nebo vulkanické emise skleníkových plynů. Klimatologové vesměs souhlasí s tvrzením, že se Země ohřívá, ale existují neshody v určení příčin klimatických změn. Zvyšování obsahu oxidu uhličitého nebo methanu (CH4) v atmosféře za jinak nezměněných podmínek povede bezesporu k ohřívání povrchu planety. Skleníkové plyny obsažené v současné době v zemské atmosféře způsobují skleníkový efekt, který zvyšuje teplotu v nižší vrstvě troposféry přibližně o 30 C. Bez tohoto efektu by Země byla prakticky neobyvatelná. [editovat] Skleníkové plyny v atmosféře Atmosférické koncentrace oxidu uhličitého a CH4 se proti preindustriálním úrovním roku 1750 zvýšily o 31 % a 149 %. To je značně více než kdykoli během posledních 650 000 let, což je období, ze kterého se díky studiu ledových jader podařilo získat spolehlivé údaje. Na základě jiných méně přímých geologických metod bylo určeno, že v minulosti byly takto vysoké hodnoty obsahu CO2 v atmosféře dosaženy před 40 miliony let. Další důležitý skleníkový plyn - methan - je produkován převážně biologicky. Některé biologické zdroje jsou přírodní, jako třeba termiti nebo močály, zatímco jiné lze připsat lidské činnosti jako je zemědělství, např. pěstování rýže. Nedávné výzkumy naznačují, že zdrojem by mohly být také lesy. Všiměte si, že toto je příspěvek k přirozenému skleníkovému jevu, ne k antropogennímu skleníkovému jevu. Ve vyšších zeměpisných šířkách může zalesnění vést ke zvýšení albeda (hlavně díky vlivu sněhu v zimě); v těchto šířkách to vede k celkovému oteplování. Očekává se, že obsah oxidu uhličitého bude nadále růst díky pokračujícímu využívání fosilních paliv, i když skutečný průběh bude záviset na obtížně předvídatelném ekonomickém, sociologickém, technologickém a přírodním vývoji. Potenciální negativní efekty Je mnoho různých předvídaných důsledků globálního oteplování, jak pro životní prostředí, tak pro lidský život. Tyto efekty zahrnují například vzestup hladiny oceánů, snížení síly ozónové vrstvy, zvýšenou intenzitu a četnost extrémních atmosférických jevů a rozšíření výskytu nemocí. V některých případech se již tyto vlivy projevují, ačkoli je v současné době obtížné připsat určitý přírodní jev pouze vlivu dlouhodobému globálnímu oteplování. Zvláště se v této souvislosti debatuje o vztahu mezi globálním oteplováním a zvýšeným výskytem a intenzitou hurikánů. Nové publikované vědecké práce uvádějí korelaci mezi klimatickými změnami a zvýšenou intenzitou hurikánů a naznačují, že tyto dva jevy jsou navzájem propojeny. Rozsah publikovaných korelací a jejich důvěryhodnost jsou předmětem intenzivní diskuze. Shrnutí možných důsledků je možné najít ve zprávě Druhé pracovní skupiny en:ipcc. Podle některých vědců již nyní globální oteplování ve světě projevuje záplavami, destrukcí životního prostředí, vlnami veder a jinými extrémními klimatickými jevy, způsobujícími smrt a nemoci značného počtu osob (Reuters, February 9, 2006; archived). 2
Vliv na ekosystémy Druhotné příznaky globálního oteplování jako například zmenšení sněhové pokrývky, stoupající hladina moří nebo změny počasí mohou ovlivnit nejen lidské aktivity, ale také ekosystémy. Rostoucí globální teplota může způsobit i změny v ekosystémech; některé živočišné nebo rostlinné druhy mohou být vytlačeny ze svého přirozeného prostředí (pravděpodobně vyhynou). Již teď byly popsány posuny areálu různých organizmů, změny početnosti jednotlivých druhů, a v několika zemích bylo dokonce dokázáno, že stěhovavé druhy ptáků na jaře přilétají dříve. Na britských ostrovech se nyní zjistilo, že tím, jak se otepluje tamní klima, se mění i morfologické parametry různých druhů ptáků. Jiné druhy mohou naopak vzkvétat. Jen málokteré terestriální ekoregiony na Zemi nebudou zasaženy. Pro složité biodiverzitní prostředí, propletené symbiózami živočišných i rostlinných druhů, kdy globální oteplování různě ovlivní vegetační fázi některých druhů, mohou mít i malé vstupní změny neodhadované následky. Vliv na ledovce Globální oteplení vedlo na celém světě k ústupu ledovců. Oerlemans (2005) prokázal podle záznamů od roku 1900 do roku 1980 jednoznačný ústup 142 ze 144 horských ledovců. Od roku 1980 se ústup ledovců značně zrychlil. Podobně Dyurgerov a Meier (2005) zprůměrovali data o velikosti ledovců z hlediska velkých regionů (např. Evropy) a zjistili, že v každém regionu došlo od roku 1960 do roku 2002 k celkovému ústupu ledovců, ačkoli některé lokální regiony (např. Skandinávie) vykázaly nárůsty. Některé ledovce již zmizely zcela a očekává se, že rostoucí teploty způsobí neustálý ústup i většiny ostatních horských ledovců na světě. U více než 90 % ledovců zaznamenala Světová služba pro sledování ledovců od roku 1995 jejich ústup. Destabilizace oceánských proudů Existují také spekulace o tom, že globální oteplování by mohlo ovlivnit termocirkulaci oceánů hlavními mořskými proudy a nastartovat tak například v Severním Atlantiku lokální ochlazení změnou intenzity a směru základních mořských proudů. To by ovlivnilo určité oblasti jako Skandinávii nebo Velkou Británii, které jsou v současné době oteplovány Golfským proudem. Vlivy na zdraví Podle WHO jsou negativními dopady klimatických změn již dnes pozorovatelné i v Evropě a v současnosti umírají desítky tisíc lidí ročně na celém světě na nemoci a zranění související se změnou klimatu. WHO za varovné příklady dopadů změny klimatu v Evropě považuje změny v geografickém rozložení nemocí přenášených klíšťaty a komáry. Jako hlavní zdroje potenciálních hrozeb pro lidské zdraví v souvislosti se změnou klimatu WHO považuje častější vlny extrémních veder a extrémně studeného počasí, větší výskyt infekčních nemocí, rozšíření podvýživy, zvýšení počtu dýchacích onemocnění a vyšší výskyt nemocí v důsledku kontaminace vody. Šíření nemocí 3
Globální oteplení může přispět k lepším podmínkám pro vznik epidemií až pandemií infekčních nemocí, jako je například malárie, en:bluetongue disease která se nedávno rozšířila do severního Středomoří. Během let 2004-2005 se rozšířily ve velkých oblastech Ruska en:hantavirus, en:crimean-congo hemorrhagic fever, tularémie a vzteklina jako důsledek populační exploze hlodavců. Tato skutečnost však může to být dle některých autorů údajně přičtena chybám ve vládním dohledu na programy týkající se vakcinace hlodavců. Podobně navzdory vymizení malárie z většiny teplých regionů se místní druhy komárů, kteří ji přenášeli, nepodařilo v některých oblastech zcela eliminovat. Proto hraje v dynamice přenosu malárie kromě klimatických změn důležitou roli i mnoho jiných faktorů. Profesor Jaroslav Kadrnožka (působící na VUT v Brně) zveřejnil v jedné ze svých publikací odhad, že pokud by teplota vzrostla o 3 C, vzroste území souše, potenciálně ohrožené malárií, z 25 na 60 procent. Častější zemětřesení Tání ledovců a zvyšování hladiny moří má velký vliv na rozložení tlaků na zemské desky a to je příčinou častějších zemětřesení a snad i zintenzivnění vulkanické činnosti. To je teze, ke které nachází cestu čím dál více vědců. Úbytek tíhové síly na oblasti s tajícími ledovci, stejně jako zvednutá hladina světových moří vyvolá podstatné změny v rozložení tlaků na litosférické desky a jejich vzájemné pnutí. Oba tyto jevy mohou zvyšovat intenzitu a četnost zemětřesení a vulkanické činnosti. Zemětřesení a tání sněhu bylo dáno do souvislosti jen v několika málo vědeckých studiích: v Cambridgi studie na toto téma vycházela ze statistik pro celou severní polokouli. Z několika tisíců zaznamenaných erupcí a jejich souvislostí s tajícím sněhem byl vyvozen závěr, že tyto dva jevy spolu souvisejí - počet zemětřesení v obdobích tání je až třikrát větší. V zimě napadaná sněhová pokrývka souše je jen pár centimetrů (maximálně decimetrů) silná a zatlačuje zemské desky do hloubky maximálně několika milimetrů. Naproti tomu antarktický ledovec dosahuje tloušťky 4,5 km a zatlačuje zemskou kůru do podloží až od 900 m. Jeho náhlé roztání (pokud by k němu došlo) by četnost a do jisté míry i intenzitu zemětřesení a vulkanické činnosti ovlivnil do míry dvou až tří řádů v porovnáním s důsledky tání sněhu. Zpětná vazba Globální oteplování může uvolnit pochody směřující k podpoře globálního oteplování (kladná zpětná vazba). Někdy se o této závislosti mluví jako o Pádivém skleníkovém efektu. Zvýšená teplota vytváří více vodní páry, která je ještě účinnějším skleníkovým plynem než CO2. (Vodní pára má schopnost i odrážet sluneční světlo před proniknutím na povrch Země, ale všeobecně se považuje faktor zvyšující oteplování.) Vodní páru mají tendenci tvořit i tropické bouře a hurikány, které s vyšší teplotou narůstají. Polární ledová pokrývka planety odráží 90 % slunečního záření, aniž by jej absorbovala. Naopak, mořská voda jej 80 % absorbuje (přijme jeho energii). Čím více ledu se oddělí a rozpustí, tím snadněji se bude rozpouštět zbytek. Freony jsou moderátory chemické reakce, rozbíjející ozón - to znamená, že jedna freonová molekula může ovlivnit rozpad tolika molekul ozónu, s kolika se potká, aniž by se na reakci spotřebovala. Rychlost, s jakou tato změna proběhne, je velmi citlivá na množství těchto moderátorů. 4
Zápornou zpětnou vazbou v důsledku růstu koncentrace oxidu uhličitého a poklesem jeho rozpustnosti ve vodě, bude zvýšený parciální tlak CO2 v ovzduší, při jehož vyšší koncentraci však jeho rozpustnost mnohem víc vzroste. Změna teplotních pásem v planetárním měřítku ještě víc polarizuje povrch souše na nehostinná místa a průmyslové oblasti s o to vyšší produkcí oxidu uhličitého. Jako výsledek se z interakce klimat těchto diametrálně odlišných oblastí dá očekávat větší množství nestabilních a divergentních meteorologických jevů. Migrace živočišných (a rostlinných) druhů povede k tomu, že mnohé nenajdou vhodné podmínky (nebo časovou návaznost v stádii jiných druhů v rámci symbiózy s nimi) a jejich vyhynutí zintenzivní oslabení biodivergence a rozšíření ostatních druhů s nestabilními a nepředpokládanými důsledky. Vyšší teplota bude pro lidi zejména vyspělých států důvodem pro zvýšený provoz klimatizací v domácnostech a firmách, což se zpětně promítne na produkci CO2 i spotřebě energie. Potenciální pozitivní důsledky Globální oteplování může mít také pozitivní důsledky na rostliny, které jsou základním prvkem biosféry a využívají sluneční energii k přeměně živin a oxidu uhličitého na biomasu (fotosyntéza). Růst rostlin je ovlivňován mnoha faktory včetně úrodnosti půdy, dostatkem vody, teplotou a koncentrací oxidu uhličitého ve vzduchu. Nedostatek oxidu uhličitého může vyvolávat fotorespiraci, při níž se odbourávají dříve vytvořené sacharidy. Proto může vzrůst teploty a zvýšený obsah oxidu uhličitého v atmosféře stimulovat růst rostlin tam, kde existují tyto omezujícími faktory. Modely IPCC však předvídají, že zvýšení koncentrace oxidu uhličitého by povzbudilo růst flóry jen do jistého bodu, protože v mnoha regionech jsou omezujícími faktory dostupnost vody a živin, nikoli teplota a obsah oxidu uhličitého. Přes omezující faktor dostatku vláhy platí, že zvýšená koncentrace oxidu uhličitého má přímý vliv na intenzitu fotosyntézy většiny rostlin, takže rostliny skutečně produkují více biomasy na jednotku spotřebované vody. Data z družic ukazují, že produktivita severní polokoule skutečně od roku 1982 do roku 1991 vzrostla. Avšak novější studie shledaly, že rozsáhlá sucha způsobila v létě ve středních a vyšších zeměpisných šířkách severní polokoule pokles letní fotosyntézy. Navíc vzrůst celkového množství vyprodukované biomasy není jednoznačně pozitivní, protože i když menší množství druhů prosperuje, dochází k poklesu biodiverzity. Reakce Hrozba možného globálního oteplení vedla k pokusům tlumit globální oteplování. Primární světovou dohodou o boji se změnou klimatu je Kjótský protokol s dodatkem k Rámcové konvenci OSN o změně klimatu. Státy, které ratifikovaly tuto dohodu, souhlasily s omezením svých emisí oxidu uhličitého a pěti dalších skleníkových plynů nebo se zavázaly k obchodu s emisemi v případě, že nesníží své emise těchto plynů. Ačkoli kombinace vědeckého konsensu a ekonomických pobídek stačily k tomu, aby přesvědčily vlády více než 150 států k ratifikaci Kjótského protokolu, pokračuje debata o tom, jak emise skleníkových plynů skutečně ohřívají planetu. Strategie pro útlum globálního oteplení zahrnují vývoj nových technologií, využití větrné energie, jaderné energie, obnovitelných zdrojů energie, bionafty, elektromobilů nebo 5
hybridních automobilů, palivových článků, úspor energie, uhlíkových daní a sekvestraci uhlíku. Některé ekologické skupiny nabádají k individuálnímu postupu proti globálnímu oteplování založenému změnou chování spotřebitelů. Adaptační strategie akceptují určité oteplování jako neodvratitelný fakt a zaměřují se na omezení jeho nežádoucích důsledků. Příkladem takových strategií může být obrana proti růstu hladiny moří nebo zabezpečení dostupnosti potravy. 6