Mimozemské klimatické vlivy

V diskuzích o podstatě klimatických změn sem tam můžeme narazit na argument, že změny klimatu způsobuje sluneční aktivita nebo změna oběhu Země kolem Slunce. Jak je to doopravdy se dozvíte v tomto videu o mimozemských klimatických vlivech.

Slunce a sluneční cykly

Typem hvězdy se Slunce řadí mezi žluté trpaslíky s teplotou povrchu 5 500 °C. Její stáří se datuje na zhruba 4,5 mld. let a zhruba ještě dalších 7 mld. let bude zářit. Slunce je náš hlavní zdroj tepla pro naši planetu.^[3] Proto dává smysl předpokládat, že zvýšení zářivého výkonu Slunce pocítíme i na teplotě na Zemi. Podívejme se tedy, jak se vyzařování Slunce mění.

Slunce září díky termonukleární přeměně vodíku na helium. Tyto plyny jsou zde ve formě plazmatu – vysoce horkého elektricky nabitého plynu. Z fyziky víme, že pohyb elektrického náboje vytváří magnetické pole. Toky plazmatu způsobují, že Slunce má velmi silné magnetické pole. Jako každý magnet má také dva póly – severní a jižní. Během 11-letého cyklu se tyto póly prohodí.

Během tohoto cyklu nastává stav Slunce, kterému říkáme solární maximum. Při něm je zářivý výkon Slunce větší než obvykle a jeho povrch je divoký, plný bouří a slunečních erupcí, které vrhají kvanta hvězdné hmoty do okolí. Vizuálně tuto fázi poznáme podle velkého počtu slunečních skvrn. Co to sluneční skvrna je?

Sluneční skvrna je narušení magnetického pole Slunce, které omezí tok horkého plazmatu na povrch. Proto jsou studenější a tmavší než okolní povrch. Chladnější jsou asi o 1 800 °C, jsme tedy na nějakých 3 700 °C, takže stále žádný chládek. I přes zvýšený počet chladných skvrn zbytek bouřícího povrchu způsobí vyšší vyzařování ze Slunce.

Solární minimum je naopak fáze ve slunečním cyklu, kdy je povrch klidný a s minimem slunečních skvrn. Zářivý výkon je v tomto období nižší.^[4]

Výkyvy ve sluneční aktivitě tedy existují a jsou pravidelné. Jsou ale dost silné na to, aby měly vliv na změny klimatu? Pojďme se podávat na to, co říkají data.

Změřené průběhy sluneční aktivity a průměrné teploty na Zemi

Na tomto grafu od NASA vidíme několik křivek. Ty žluté popisují zářivý výkon na 1 m², který doputuje k vnější hranici atmosféry. Světlé křivky jsou konkrétní hodnoty, ty tlustší jsou 11leté klouzavé průměry (průměr za předchozích 11 let) – ty lépe ukazují trendy. Červené křivky vůči tomu ukazují průměrnou teplotu měřenou na Zemi.

Vidíme, že ozáření Země Sluncem se pohybovalo během posledních 140 let mezi 1360 až 1362 W/m². To je výkon dopadající na 1 m², který je nad atmosférou natočený kolmo ke slunečním paprskům.

Vidíme, že ozáření Sluncem je celkem stálé. I při nejlepší vůli s uvažovaným rozsahem 2 W/m² je proměnlivost dopadajícího záření na úrovni 0,15 %. A to jde o rozsah, žádný nárůst. Dále si všimněte posledních 40 let, kdy ozáření Země Sluncem klesalo, zatímco teplota na Zemi prudce rostla. Podíváme-li se na poslední dva sluneční cykly, tak jejich minima byla nejslabší za posledních 140 let, takže se nacházíme v období, kdy je Slunce relativně málo aktivní.

Z dat tedy vidíme, že neexistuje žádný rostoucí trend sluneční aktivity, který by mohl zvyšovat teplotu na Zemi.  Pod takovým množstvím důkazů nezbývá nic jiného než kapitulovat s teorií, že Slunce způsobuje globální oteplování. 

Milankovičovy cykly

Zajímavější, a mnohem komplikovanější fenomén, který ovlivňuje zemské klima jsou Milankovičovy cykly. Ty se týkají parametrů oběhu Země kolem Slunce (vzdálenosti Země od Slunce a směru osy rotace Země). Milankovičovy cykly ovlivňují oběh Země kolem Slunce třemi základními způsoby.

1) Změna výstřednosti oběžné dráhy Země kolem Slunce

Země obíhá kolem Slunce po dráze, která má tvar elipsy, takového zploštělého kruhu. Tvar této dráhy ale není stálý. V cyklu dlouhém cca 100 000 let se díky gravitačnímu působení Jupiteru a Saturnu mění tvar oběžné dráhy z téměř kruhové na více eliptickou a zpět.^[8]

2) Změna náklonu zemské osy

Víme, že Země rotuje kolem osy, která není kolmá na rovinu oběhu Země kolem Slunce. Úhel mezi osou rotace a kolmicí na rovinu oběhu Země kolem Slunce se periodicky mění v rozmezí 22,1°-24,5° v cyklu dlouhém 41 000 let. Teď jsme zhruba uprostřed na hodnotě 23,4°, přičemž maximum náklonu nastalo před 10 700 lety a minimum nastane za 9 800 let.^[8]

3) Axiální precese

Poslední a na představu nejtěžší vliv na pohyby země je axiální precese. Axiální precese je ve zkratce změna směřování zemské osy. V současnosti zemská osa míří na Polárku a proto ať jsme na severní polokouli kdekoliv, tak nám Polárka ukazuje sever.

To ale neplatí stále. Za pár tisíc let se směřování zemské osy změní a sever nám bude ukazovat jiná hvězda. Cyklus axiální precese trvá 27 770 let.^[8]

Vliv Milankovičových cyklů na střídání dob ledových a meziledových

Mezi vědci panuje shoda na tom, že Milankovičovy cykly způsobovaly střídání dob ledových a meziledových. Zásadním způsobem ovlivňovaly množství záření, které dopadalo na póly a tím ovlivňovaly růst/pokles zalednění.

Podívejme se nyní na dva hlavní argumenty vyvracející vliv Milankovičových cyklů na současné klimatické změny. 

1. Doba trvání těchto cyklů se pohybuje v řádu desetitisíců až stotisíců let. Jsou tedy příliš pomalé na to, aby způsobily současné klimatické změny, jejíž dobu trvání můžeme uvažovat v řádech stovek let^[12].
2. V současné době se nacházíme za vrcholem doby meziledové. To znamená, že z pohledu cyklů střídání dob ledových a meziledových jsme v období, kdy by teplota už neměla růst a už vůbec ne současnou rychlostí^[12].

Závěrem můžeme říci, že jsme vyvrátili Milankovičovy cykly jako příčinu současných klimatických změn.