Další videa z ekologie

Pokud jste předchozí videa z cyklu klimatických změn neviděli, tak se na ně ještě mrkněte, protože informace z nich zde budu často používat. Už víme, jak funguje atmosférické a mořské proudění, tepelné procesy na Zemi, skleníkový efekt a uhlíkový cyklus. Všechno to jsou kusy skládačky, které v tomto videu složíme do obrázku příčin a následků klimatických změn.

Doposud jsme totiž jasně neprokázali, co je příčinou klimatických změn. Pracujeme pouze s teorií, že za ně je zodpovědný člověk vypouštěním skleníkových plynů. To, že se teplota na Zemi a koncentrace skleníkových plynů nutně neznamená, že tyto děje spolu souvisejí. To je zapotřebí dokázat. A začít můžeme u pozorovaných změn zemského klimatu.

Pozorované změny a naměřená data

Nárůst průměrné teploty zemské atmosféry

Na tomto grafu od amerického úřadu pro atmosféru a oceány  vidíme nárůst průměrné světové teploty nad světovou pevninou. Za posledních 140 let se tento nárůst blíží 2 °C.

[1]

Můžete namítnout, že je to je následek toho jak rozšiřujeme města a v nich je díky betonu prostě tepleji. Tomu ovšem realita neodpovídá, protože stejný rostoucí trend mají i teploty svrchních vrstev oceánů. Tam je nárůst pomalejší, protože voda lépe akumuluje teplo, ale i zde je nárůst je kolem 1 °C.

[2]

Tento teplotní nárůst z dlouhodobých měření je patrný na dalších 4 na sobě nezávislých měřeních celkové světové průměrné teploty (NASA GISS, Cowtan&Way, Berkley Earth, Met Office Hadley Center) [3]. Také víme, že to není jen lokální problém – během posledního století se drtivá většina zemského povrchu ohřála a jen málo míst tohoto ohřevu bylo ušetřeno. [4]

Vzestup mořské hladiny

Růst mořské hladiny vidíme na tomto grafu od NASA. Začátkem 20. století bylo tempo růstu kolem 1,7 mm [5] rok, posledních 30 let pozorujeme nárůst 3,3 mm/rok [6]. Tento nárůst je dán jednak skutečností, že teplejší voda zabírá díky teplotní roztažnosti větší objem a dále také táním ledovců. Zvyšující se hladinu moří a oceánů potvrzuje jak místní měření na Zemi, tak satelitní data. Za posledních 6 000 let jde o nejrychlejší změnu hladiny oceánů. [7]

Okyselování oceánů

Na tomto grafu lze vidět pokles pH oceánů, což značí rostoucí kyselost vody. Ve videu o uhlíkovém cyklu jsme si vysvětlili, že tato kyselost je dána kyselinou uhličitou, která vzniká při pohlcování oxidu uhličitého ve vodě. pH je logaritmická veličina, což nám trochu ztěžuje její chápání, ale přeloženo do běžné řeči se staly za posledních 200 let vody moří a oceánů asi o 30 % kyselejšími. [8]

Tání ledovců

Na tomto obrázku vidíme úbytek ledu Arktidy. Hodnoty v grafu reprezentují rozlohu zaledněné plochy v září, kdy je přirozeně rozloha zalednění nejmenší. Poslední data ukazují pokles rozlohy zalednění Arktidy o 13 % za dekádu. Toto tání se týká také pevninských ledovců, např. v Grónsku nebo Alpách.

Posun vegetačního období

Ne úplně známým projevem klimatických změn je prodloužení délky vegetačního období. Vegetační období je doba, ve které jsou rostliny aktivní – raší květy, rostou listy a plody. Pozorováním mezi lety 1982-2008 bylo zjištěno, že mezi 30-80° severní zeměpisné šířky vegetační období začíná o 5,2 dne dříve a končí o 6,6 dne později [11].

Pokles teploty stratosféry

Na rozdíl od troposféry, ve které se nachází většina skleníkových plynů, teplota stratosféry klesá až na krátké epizody silných sopečných výbuchů. Při nich se záření odrazí na prachových částicích, do troposféry nedojde a nemůže tím pádem být zadrženo skleníkovými plyny a tímto průchodem se stratosféra krátkodobě zahřeje. Celkově však trend ochlazujíccí se stratosféry nahrává teorii, že skleníkové plyny způsobují klimatické změny zadržováním tepla v troposféře.

Vývoj teplot stratosféry [12]

Historické srovnání

Klima Země se tedy dynamicky mění. Než se pustíme do dalšího pátraní, je třeba si položit otázku, jestli je vůbec co zkoumat. Co když jsou tyto změny přirozené a nijak nevybočují z normálu?

Podívejme se tedy na historii vývoje teplot na zemi. Začneme tímto grafem teplot za posledních 800 000 let. Pro lepší  kontext, zhruba v této době se Homo erectus naučil používat oheň k vaření. Logicky se můžete zeptat, jak můžeme mít záznamy teplot z tak dávných dob. Odpověď zní, že nemáme. Teploty ze vzdálené minulosti se neurčují z přímých měření, ale nepřímo, např. z letokruhů dřeva nebo z izotopového složení kyslíku ve schránkách těl živočichů.

Nepřímé záznamy světové průměrné teploty za posledních 800 000 let [13]

Vidíme, že teploty se pohybovaly nahoru a dolů tak, jak se střídaly doby ledové a meziledové. Hodnoty na grafu jsou odchylky od průměrné teploty za posledních 1 000 let. Současné teploty se tedy pohybují zhruba mezi 20-25 % toho nejteplejšího, co naše planeta za poslední 800 000 let zažila.

Takže ano, i v geologicky nedávné historii bylo na Zemi tepleji. Má to ale dvě velká ALE. To první se vztahuje k cyklům dob ledových a meziledových. Vrchol poslední doby meziledové nastal před 6 000 lety [14] a při respektu k historickým trendům nejsme v rostoucí fázi. Druhé a ještě větší ALE se týká rychlosti teplotních změn.

Podle dat z NASA se rychlost teplotních nárůstů pohybovala v řádu 4-7 °C za 5 000 let [15]. Za posledních 100 let se průměrná teplota na Zemi zvedl o 1,26 °C [16], což při troše matematiky nám dá 9-15 x rychlejší ohřívání než cokoliv, co naše Země zažila za poslední milion let. Navíc, pokud se podíváme na teplotní projekce klimatických modelů, tak se nezdá, že by tento trend hodlal polevit.

Projekce světové průměrné teploty odpovídající různým přístupům ke zdrojům energie podle IPCC [17]

Co způsobuje globální oteplování?

Víme, že teplota na Zemi zažívá bezprecedentní nárůst. A také jsme si jisti tím, co za něj nemůže. Nemůže za něj změna aktivity Slunce, protože ta probíhá zhruba 11letým cyklem a poslední 2 cykly byly nejslabší za posledních 140 let.

Vývoj průměrné světové teploty a slunečního ozáření [18]

Za změnu teploty nemůže poloha Země vůči Slunci – tento parametr by sám o sobě vedl Zemi k lehkému ochlazování [19]. Pak zde stojí široce uznávaná teorie, že za ni může sílící skleníkový efekt. Ale kde jsou pro toto tvrzení důkazy? Pojďme se na ně podívat.

1) Z laboratorních měření víme, že skleníkové plyny zadržují stejné tepelné záření jako je to odcházející ze Země – brání tedy jejímu ochlazování. A také víme, jaké konkrétní frekvence tepelného záření nepropouštějí. (20)

2) Máme změřeny nárůsty koncentrací skleníkových plynů na různých místech světa a navíc tyto nárůsty dobře kopírují nárůsty teplot.

Srovnání trendu nárůstu teplot a koncentrací oxisu uhličitého (21)

3) Asi nejsilnější důkaz přichází ze satelitních měření. V roce 1970 bylo změřeno frekvenční spektrum odchozího tepelného záření ze Země a to samé bylo změřeno roce 1996. Na tomto grafu  vidíme, že se snížilo množství odchozího tepelného záření přesně v těch frekvencích, jaké zadržují skleníkové plyny. Je to takový otisk prstu, který v souvislostí s rostoucími koncentracemi těchto plynů dává přímý důkaz, že za globálním oteplováním stojí skleníkové plyny.[22]

Pokles vyzařované tepelné energie ve frekvencích, které pohlcují skleníkové plyny [23]

4) Sílící skleníkový efekt způsobený spalováním fosilních paliv také jako jediná teorie dokáže vysvětlit všechny ostatní fenomény – okyselování moří, ochlazování stratosféry, pokles koncentrací kyslíku v atmosféře.

Když ale vyšponuje naše kritické myšlení ještě dále, musíme se zeptat na jednu otázku. Jak víme, že rostoucí koncentrace skleníkových plynů jsou příčinou a ne následkem rostoucí teploty?

Nárůst teploty a nárůst koncentrace skleníkových plynů - co je příčina a co následek?

Řečí detektivek teď potřebujeme určit, kdo je vrah a kdo oběť. Dostáváme se totiž k argumentu, který často používají odpůrci vlivu skleníkových plynů na klima. A musím říct, že tento argument není vůbec hloupý. O co tedy jde?

Při pohledu do klimatické historie zjistíme, že spouštěčem střídání dob ledových a meziledových byly Miljankovičovy cykly, které úpravou parametrů oběhu Země kolem Slunce ovlivňovaly množství energie dopadající na Zemi. [24] Mechanismus samotného zaledňování není dodnes 100 % objasněn, ale jeho základy by se daly popsat takto:

Ve chvíli, kdy bylo dopadajícího záření málo, tak na pólech přibývalo ledu - rostoucí množství ledu znamená více odraženého světla díky odrazivosti ledu. Což znamenalo další ochlazení a to zase více ledu atd., prostě pozitivní zpětná vazba. S poklesem teploty vzduchu klesla teplota oceánu. S klesající teplotou roste schopnost oceánu pohlcovat CO2, takže CO2 je více pohlcován z atmosféry do oceánu a to má za následek slabší skleníkový efekt. Což je další pozitivní zpětná vazba, protože slabší skleníkový efekt znamená ochlazení, které způsobí vyšší absorpci skleníkových plynů.

V historii tedy změna teploty atmosféry opravdu způsobovala změnu obsahu skleníkových plynů v atmosféře. Tedy přesný opak co tady tvrdím x videí řadě. Znamená to tedy, že je celý koncept příčin klimatických změn špatně? Odpověď zní – ne, kdyby se oxid uhličitý uvolňoval z oceánů, tak by jeho množství v oceánu klesalo. My ale víme, že množství oxidu uhličitého v mořích a oceánech roste, protože roste jejich kyselost. Poslední důkaz a zároveň i vysvětlení, jak je možné, že nejednou skleníkové plyny jsou příčinou změny teploty, najdeme v jejich izotopovém složení.

Izotopové složení uhlíku – důkaz vlivu člověka

Měření poklesu podílu radioaktivního uhlíku C-14 v atmosféře [25]

S tímto grafem jsme se už setkali. Popisuje nám pokles koncentrací izotopu uhlíku C-14 v atmosféře. Ve videu o uhlíkovém cyklu jsme si vysvětlili, že tento uhlík je radioaktivní, s postupujícím časem se rozpadá a také, že ve fosilních palivech se tento uhlík nenachází. Nikde jinde tak nízké koncentrace uhlíku C-14 nejsou – ani ve vegetaci, v půdě, atmosféře, či oceánech. Spalováním fosilních paliv se tedy do atmosféry dostávají plyny ochuzené o tento izotop uhlíku, a proto jeho koncentrace v atmosféře klesá. Máme tedy jasný a nezvratný důkaz toho, že za nárůstem skleníkových plynů v atmosféře je člověk a emise skleníkových plynů. Navíc zvýšené koncentrace skleníkových plynů svým výskytem odpovídají lidským zdrojům znečištění.

Srovnání celkových emisí oxidu uhličitého vůči emisím z fosilních paliv [26]

Řetězec příčin a následků máme tedy prokázaný. S jistotou tedy víme, že skleníkové plyny vznikající spalováním fosilních paliv a výrobou betonu zesilují skleníkový efekt, který zadržuje vyzařované teplo ze Země a ohřívá tak atmosféru. Zvýšená koncentrace skleníkových plynů a nárůst teploty pak Zemi spouštějí procesy, které označujeme jako KLIMATICKÉ ZMĚNY.

1) https://www.ncdc.noaa.gov/cag/global/time-series/globe/land/ytd/12/1880-2020 graf teploty země

2) https://www.ncdc.noaa.gov/cag/global/time-series/globe/ocean/ytd/12/1880-2020 graf teploty oceánů

3) https://earthobservatory.nasa.gov/world-of-change/global-temperatures 5 datových řad

4)Najít 

5)https://link.springer.com/article/10.1007/s10712-011-9119  1,7mm / rok u oceánů

6) https://climate.nasa.gov/vital-signs/sea-level/ graf nárůstu hladiny moře

7) 6000 let nejrychlejší změna hladiny Hallmann, N., Camoin, G., Eisenhauer, A. et al. Ice volume and climate changes from a 6000 year sea-level record in French Polynesia. Nat Commun 9, 285 (2018). https://doi.org/10.1038/s41467-017-02695-7

8) 30% nárůst kyselosti https://www.noaa.gov/education/resource-collections/ocean-coasts/ocean-acidification

9)https://oceanacidification.noaa.gov/OurChangingOcean.aspx Graf okyselování

10)https://climate.nasa.gov/vital-signs/arctic-sea-ice/ pokles zalednění arktidy

11) https://www.klimatickazmena.cz/cs/vse-o-klimaticke-zmene/pruvodce-zmenou-klimatu/ Mendelka vegetační období pozorované změny

12) https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/state-climate-2011-stratospheric-temperature

13) https://commons.wikimedia.org/wiki/File:800,000-,_2,000-,_139-year_global_average_temperature.png graf teploty za posledních 800 000 let

14)https://www.ncdc.noaa.gov/global-warming/mid-holocene-warm-period vrchol doby meziledové před 6 000 lety 

15) https://earthobservatory.nasa.gov/features/GlobalWarming/page3.php rychlost změny oteplování

16) https://climate.nasa.gov/vital-signs/global-temperature/ 1,26 °C ohřátí 

17) https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-global-temperature-projections teplotní projekce

18) https://climate.nasa.gov/climate_resources/189/graphic-temperature-vs-solar-activity/

19) Něco k maximu doby ledové a sestupnému trendu, tam si nejsem jistý

20) frekvence zadržené skleníkovými plyny

21)https://www.climate.gov/news-features/climate-qa/if-carbon-dioxide-hits-new-high-every-year-why-isn%E2%80%99t-every-year-hotter-last srovnání teploty a CO2 graf

23)https://skepticalscience.com/print.php?r=35 satelitní měření odchozí radiace

24)https://www.livescience.com/what-causes-ice-ages.html příčiny doby ledové

25)https://www.esrl.noaa.gov/gmd/outreach/isotopes/c14tellsus.html graf poklesu C-14 v atmosféře

26)https://www.esrl.noaa.gov/gmd/outreach/isotopes/c14tellsus.html graf rozložení emisí co2