Ke koncepci klimatických změn. Základní koncept klimatických změn (2.část)

Jan Zeman se ve druhém článku svého seriálu o klimatické změně věnuje dalšímu tématu důležitému pro pochopení problému – základnímu konceptu klimatických změn.

V diskusích o změnách klimatu dominuje tzv. velký panel předních odborníků na klima (IPCC), pracujících na objednávku Organizace spojených národů na základě dat shromážděných zejména národními meteorologickými ústavy a jiným výzkumem klimatu. Popisuje současné fyzické klimatické změny asi následovně:

• Skleníkový efekt (GHG – greenhouse gas) je přírodní jev, který objevil a popsal Svante Arrhenius roku 1896, daný zákony fyziky. Způsobují ho tzv. skleníkové plyny.
• Skleníkových plynů je řada. Nejvýznamnějším je vodní pára, jejíž koncentrace se ale v ovzduší Země podle klimatologů dlouhodobě nemění, což je zdrojem řady dohadů. Druhý základní GHG je oxid uhličitý CO₂. Třetí základní GHG je metan CH₄. Čtvrtý základní GHG je oxid dusný N₂O (nikoliv oxidy dusíku – NO a NO₂, jak se občas můžeme dočíst). Pátým významným GHG jsou freony, které vytváří pouze člověk. Známe je hlavně v souvislosti s ničením ochranného ozónového štítu Země ve stratosféře. Existuje i řada dalších GHG, které se ale na Zemi až na výjimky vyskytují ve velmi malém množství, takže i velmi silný skleníkový efekt některých z nich nehraje v úhrnu větší roli. Dopad GHG na klima (radiační potenciál) se přepočítává na tzv. CO_2ekv., tj. radiační potenciál CO₂. Aktuálně CO₂ = 1, CH₄ = 25, N₂O = 298 CO_2ekv. Před lety jsem počítal s mírně odlišnými hodnotami, CH₄ bylo 21, N₂O bylo 310. Určité upřesňování zde nelze ani do budoucna vyloučit.
• Když na povrch Země dopadají sluneční paprsky a odráží se zpět do vesmíru, skleníkové plyny je odráží zpět na povrch Zemi, čímž oteplují její povrch. V konkrétních podmínkách Země je její povrch skleníkovým efektem aktuálně oteplován asi o 35 ^o Kdyby nebyl skleníkový efekt na Zemi, planeta Země by se vší pravděpodobností zamrzla a život na ní by zaniknul, popř. živořil v blízkém okolí moří oteplených aktivními sopkami a výrony horkých vod či plynů z nitra Země.
• Velmi silný skleníkový efekt má planeta Venuše. Udržuje tam enormní teploty snad 480 ^oC na povrchu, značka: život vyloučen. Naopak Mars v důsledku slabšího gravitačního pole postupně pozbyl velkou část svého ovzduší a poté i svá moře. Má jen slabý skleníkový efekt. Marsovské dny jsou i na rovníku velmi chladné, marsovské noci těžce zmrzlé. O prudkém kolísání teplot ve dne a v noci na našem Měsíci, který nemá ovzduší a tím ani skleníkový efekt, se snad není třeba zmiňovat.
• Problémem jsou změny velikosti skleníkového efektu, a to jak směr (pokud sílí, pak se klima otepluje, pokud slábne, tak se ochlazuje) a tempo těchto změn. Při nízkém tempu změny GHG se jim živá příroda obvykle stačí přizpůsobit, v případě rychlých klimatických změn se mnohé druhy rostlin a živočich a ekosystémy jim nejsou s to přizpůsobit. To je i současný případ mimořádně rychlého oteplování klimatu.
• Oteplování klimatu provází četné jevy, lidově zvané rozval klimatu: zvyšování průměrných teplot, tání ledovců, stoupání hladiny moří a zatápění nízko položených území mořem, prudký nárůst extrémů počasí, způsobující stále ničivější přírodně ekologické katastrofy (ničivé vichřice, velké povodně, velká sucha, nejednou se střídajících v rychlém sledu atd.). Sekundárním efektem rostoucích veder a such je množství často velmi ničivých požárů, byť část jich zakládají lidé. Do přírodně ekologických katastrof ale nelze zahrnovat sopečné výbuchy, sopečná a tektonická zemětřesení, pohyby kontinentů apod. Ty člověk zatím citelněji neovlivňuje. Za posledních 50 let se někdejší sinusoida koncentrací CO₂ v ovzduší změnila na exponenciálu, viz graf č. 1 a 2:

• Ožehavou otázkou je, jak se vyvíjely koncentrace GHG v ovzduší v minulosti. Současná, značně přesná měření jsou krátká, zhruba od roku 1990. Starší údaje nejsou dostatečně přesné a reprezentativní. O podstatně starších údajích jsou dohady. Relativně přesně jsou získávány koncentrace CO₂ hlubokými vrty do ledovců v Grónsku a v Antarktidě. V ledových bublinkách se vyskytuje tehdejší vzduch. Spolu s datováním jednotlivých vrstev ledovců umožnily zmapovat výskyt GHG, zejména CO₂, asi 800 000 let nazpět poměrně spolehlivě. Vznikl tak základní graf (č. 1), kdy zvyšování koncentrací CO₂ v ovzduší následuje zvyšování průměrných teplot povrchu Země a obráceně, včetně vzniku dob ledových a dob meziledových. Existují i další metody, jak určit minulé koncentrace CO₂ v ovzduší Země, ale jsou méně spolehlivé. Z výše uvedeného se odvozuje, že prudký růst antropogenních emisí GHG, v prvé řadě CO₂, generuje stále masovější spalování fosilních paliv, dále snižování rozsahu lesů, nešetrné obdělávání zemědělské půdy, velkochovy dobytka, skládky odpadů apod., způsobuje růst koncentrace CO₂ v ovzduší a následně oteplování klimatu. Protože jde o následek lidské činnosti, jde o antropogenní oteplování klimatu, na rozdíl od minulých oteplování klimatu vlivem v zásadě přírodních faktorů.
• Emise GHG příroda do jisté míry zachycuje a odstraňuje. Děje se tak zejména fotosyntetickou činností rostlin, odbouráváním metanu a ukládáním CO₂ v geologických vrstvách (z odumřelých těl rostlin a živočichů, které vypadnou z přírodního koloběhu látek, časem vznikají ložiska fosilních paliv a vápenců). Asi polovina antropogenních emisí CO₂ se dosud rozpouští v mořské vodě za cenu negativního okyselování moří, jež se mění na roztok kyseliny uhličité. Mnohé druhy emisí GHG (freony) příroda neprodukuje. Příroda „skladuje“ velké množství metanu ve věčně zmrzlé půdě a na dně moří vysokých zeměpisných šířek. Oteplování klimatu spouští jejich uvolňování ve velkém a tím další zesilování skleníkového efektu (přímá pozitivní zpětná vazba). Stejným směrem působí zhoršování albeda (ubývání bílých ledových a sněhových ploch, odrážejících sluneční paprsky) a odlesňování. K přírodním výkyvům koncentrací CO₂ patří výbuchy sopek, k přírodním výkyvům koncentrací metanu v ovzduší patří jeho občasné rozsáhlé úniky z ložisek zejména zemního plynu při velkých geologických katastrofách.
• Antropogenní emise GHG lze snižovat zejména snižováním spalování fosilních paliv, snižováním jejich těžby (podmínkou je ale jejich náhrada vhodným mixem tří skupin opatření: úspory paliv a energie, využívání šetrných druhů obnovitelných zdrojů energie, využívání jaderné energie), ochranou a rozšiřováním lesů, zachycováním a spalováním emisí metanu (za vzniku vody a CO₂, který má mnohem slabší radiační potenciál než CH₄), snižováním chovu dobytka, regulací dalších výrob produkujících významné emise GHG.
• Antropogenní emise GHG v ČR v roce 2018 činily 133,2 mil. t CO_2ekv. Emise CO₂ činily 110,2 mil. t (82,7 %), z toho vlastní emise CO₂ činily 104,4 mil. t CO₂ a změny vy využívání krajiny přispěly k zesilování CO₂ v ČR 5,8 mil. t (4,35 %). Kladná hodnota změn ve využívání krajiny se u nás od roku 1990 objevuje poprvé. Jde zejména o nechtěný negativní dopad bezprecedentní kůrovcové kalamity v českých lesích. Emise metanu včetně LUCUF činily 13,2 mil. t CO_2ekv. (9,9 %), emise N₂O včetně LUCUF činily 6,1 mil. t CO_2ekv. (4,6 %), emise freonů 3,8 mil. t. CO_2ekv. (2,9 %), mezinárodní letecká doprava 1,2 mil. t. CO_2ekv. (0,9 %).
• Ze sektorového hlediska energetika přispěla 96,9 mil. t CO_2ekv.. (72,7 %), z toho na spalování paliv ve stacionárních zdrojích připadalo 74,2 mil. t (55,7 %), na dopravu 19,1 mil. t (14,3 %), na fugitivní emise 5,8 mil. t. (4,4 %), dále na průmyslové procesy a použití produktů 16,3 mil. t (12,2 %), na zemědělství včetně lesnictví a vodního hospodářství 8,6 mil. t (6,5 %), na odpady 5,7 mil. t (4,3 %) t CO_2ekv. V jiných státech jsou tyto poměry odlišné. Vojenský sektor je vyloučen ze sledování a žádné dohody o snižování emisí GHG se ho netýkají, ačkoliv v USA se jeho podíl odhaduje až na 25 %. Tato oficiální čísla poslední Statistické ročenky životního prostředí ČR jsou v ostrém rozporu s kampaní za vybíjení skotu s tím, že údajně produkuje 25 % emisí GHG. Kde to někteří ekologové – vedoucí tuto kampaň vzali – netuším. Možná ze státu se silným zemědělstvím, slabým průmyslem a nízkou životní úrovní obyvatel.
• Podstatné je, že ČR s emisemi CO_2ekv. ve výši asi 12,46 t na obyvatele a rok patří dlouhodobě mezi 20 států s nejvyššími měrnými emisemi CO_2ekv. na obyvatele a rok. Ač ČR své klimatické závazky v zásadě plní, mezinárodní nepříjemnosti v této souvislosti jí hrozí. Argument snižování náročnosti ekonomiky, náročnosti tvorby hrubého domácího produktu na emise CO_2ekv. je lichý, protože hrubě lichý je indikátor HDP.

První díl článku:

• Ke koncepci klimatických změn. Z historie velkých klimatických změn v geologických dějinách Země (1.část)