Každý litr vzduchu, který dýcháme, obsahuje 3 432 000 000 000 000 000 molekul CO2 z fosilních paliv. To sice není zdraví škodlivé – ale je třeba to vědět, abychom pochopili změnu klimatu. Příspěvek oceánografa a klimatologa Stefana Rahmstorfa.
Úvodem bych chtěl říct jednu věc: tohle nebude typická přednáška z fyziky, slibuji! Přesto bych vás rád pozval k účasti na malém experimentu. Zeptejte se deseti přátel nebo známých, zda se Země otepluje. Optimisticky předpokládám, že deset z deseti odpoví ano. Pak se jich zeptejte proč. Moje předpověď: osm nebo devět z deseti odpoví, že za to může spalování uhlí, ropy a plynu, létání a ježdění autem. Počet správných odpovědí však pravděpodobně nejpozději nyní rapidně klesne: požádejte dotazované, aby odpověděli, proč tomu tak je.
Změna klimatu ohrožuje globální ekonomiku
Podle mě tento experiment odhaluje známý problém vědy. Šíření (povrchních) informací nebylo nikdy tak rozšířené jako dnes. A to, že jsme o základních vědeckých faktech informováni více než v minulosti, je požehnáním. Nezdá se však, že by se v našem okolí zvýšil počet lidí, kteří jsou si vědomi hlubších příčin planetárních zákonitostí. Ani v případě klimatických změn tomu není jinak.
Ve společnosti přátel, jako v našem malém experimentu, je to menší problém než na internetu. Právě tady přicházejí na řadu poslové pochybností. Pokud se podíváte na stránky popíračů klimatických změn, jako je například EIKE, najdete tam řadu zdrojů, vědeckých formulací a „důkazů“, které se vás snaží přesvědčit o neexistenci klimatické krize. Pro mnoho lidí není snadné se v tom všem orientovat, i když se cítí být přesvědčeni o svých znalostech v oblasti změny klimatu.
Proto je zde krátký rychlokurz o nejdůležitějších vědeckých důkazech.
Aby se něco ohřálo, musíte dodat energii. Tak praví zákon o zachování energie, známý také jako první zákon termodynamiky. Platí jak pro hrnec na sporáku, tak pro zemský systém. Pro Zemi může tato energie pocházet pouze z tzv. radiační bilance, tedy z výměny záření s okolním vesmírem. Od Slunce přijímáme krátkovlnné záření, konkrétně 342 wattů na metr čtvereční zemského povrchu. Z toho se 107 wattů odráží zpět – především od světlých povrchů, jako jsou mraky, sníh a led. Zbývajících 235 wattů se vyrovnává (tedy při stabilním klimatu) vyzařováním tepla.
Radiační bilance planety určuje její teplotu
Atmosféra je propustná pro krátkovlnné sluneční záření, ale dlouhovlnné tepelné záření je na své cestě z velké části zachyceno skleníkovými plyny a částečně znovu vyzářeno. Teprve z vyšších nadmořských výšek s řidším vzduchem mohou tepelné paprsky stále více unikat do vesmíru. Radiační bilance planet určuje jejich teplotu – to pochopil už v roce 1824 francouzský vědec Joseph Fourier, který také objevil skleníkový efekt.
Existují přesně tři způsoby, jak tuto radiační rovnováhu změnit a naši planetu ohřát:
- Sluneční záření se zvyšuje v důsledku sluneční aktivity nebo parametrů oběžné dráhy Země.
- Odražený podíl slunečního záření se snižuje v důsledku snížení jasu zemského povrchu nebo oblačnosti.
- Snižuje se vyzařování tepla do vesmíru.
Přicházející a odcházející záření je neustále měřeno: družicemi nad atmosférou a globální sítí měření záření na zemi. Tato měření ukazují, že:
- Varianta 1 je vyloučena, protože množství příchozího sluneční záření se od poloviny minulého století dokonce poněkud snížilo.
- Možnost 2 je částečně pravdivá – ale lidé ve skutečnosti zesvětlili Zemi tím, že vykáceli tmavé lesy a nahradili je světlejší zemědělskou půdou. Země se stává tmavší pouze v reakci na oteplování, protože ubývá sněhové a ledové pokrývky. To globální oteplování zesiluje, ale není jeho příčinou.
- Příčinou oteplování tedy musí být možnost číslo 3: rostoucí množství skleníkových plynů v atmosféře brání vyzařování tepla do vesmíru, v důsledku čehož Země neustále pohlcuje více slunečního záření, než kolik ho tepelným zářením vydáváme. Proto se Země otepluje.
Tepelné záření zachycené skleníkovými plyny a odražené zpět na zemský povrch je předmětem měření. Toto tepelné záření ve skutečnosti ohřívá zemský povrch podstatně více než přicházející sluneční záření (viz graf). Každý může tento efekt pocítit přímo: projděte se v tričku za suchého vzduchu v noci kolem domu pod hvězdnou oblohou. Procházku zopakujte, když je v noci obloha zatažená a vzduch je vlhký. První večer vám bylo chladněji.
Nebo má globální oteplování původ v oceánech?
Nárůst zpětného záření z atmosféry v průběhu let také přesně odpovídá tomu, co předpovídá fyzika v důsledku rostoucího množství CO2 ve vzduchu. To je také měřeními potvrzený fakt. Výsledný tepelný výkon nyní dosahuje po celém světě ve dne i v noci přibližně dvou wattů na metr čtvereční. Celkově se jedná o jeden petawatt (tedy jeden milion gigawattů) tepla – výkon odpovídající více než padesátinásobku spotřeby energie celého lidstva.
Čísla ukazují, jak zelená energie vytváří hospodářský zázrak
Nemohlo by ale teplo přicházet také zespodu? Z nitra Země? Existuje geotermální tepelný tok – ale ten je s pouhými 0,09 wattu na metr čtvereční pro klima zanedbatelný a ani se nezmění během sta let.
Nebo z oceánu? Oceán je velkou zásobárnou tepla, která může dočasně (například během jevu El Niño) uvolňovat do ovzduší značné množství tepla. V posledních desetiletích však oceán žádné teplo neuvolňuje, ale zcela naopak teplo pohlcuje. V důsledku toho zpomalil globální oteplování způsobené skleníkovými plyny. Stejně jako vzduch se oteplil i oceán. To je také skutečnost, kterou změřily výzkumné lodě a armáda tisíců autonomních měřicích zařízení ve světových oceánech, které za posledních dvacet let zaznamenaly více než dva miliony teplotních profilů.
Nejnovější údaje byly právě zveřejněny v odborné literatuře: světové oceány absorbují ročně 9,4 bilionu joulů tepla, což představuje 0,58 wattu na metr čtvereční zemského povrchu. Tepelná nárazníková vrstva oceánů tedy o toto množství snižuje výše zmíněné zahřívání skleníkovými plyny o dva watty na metr čtvereční.
Skutečnosti, že tepelná energie, která ohřívá naši planetu, pochází z bilance záření, se tedy nelze vyhnout. A ta byla vyvedena z rovnováhy především rostoucím množstvím skleníkových plynů v atmosféře. Přírodní faktory v tom hrají jen velmi malou roli a oteplování dokonce mírně neutralizují (viz graf níže). Vědecká komunita proto dochází k závěru, že moderní globální oteplování způsobil prakticky výhradně člověk. Ve vědecké literatuře neexistuje žádné ani částečně věrohodné alternativní vysvětlení.
Otázkou zůstává, zda nárůst skleníkových plynů v atmosféře, zejména CO2, může mít přirozenou příčinu. Německá populistická strana AfD už také jednou tvrdila, že CO2 pochází z oceánů. I tato teorie pomíjí naměřená fakta: totiž že množství CO2 v oceánu také roste. Spalováním uhlí, ropy a zemního plynu jsme do ovzduší vypustili zhruba dvakrát více CO2, než se v něm nahromadilo. Jinými slovy, dodatečný CO2 v ovzduší nepochází odněkud z přirozeného zemského systému, ale právě naopak: příroda ve skutečnosti zdarma absorbovala zhruba polovinu našich emisí.
Částečně je ze vzduchu absorboval oceán, částečně lesy. Měli bychom za to být přírodě hluboce vděční – a pečlivě dbát na to, aby lesy a oceány byly zdravé a mohly nám tuto cennou službu poskytovat i nadále.
Fyzika je lepší než křišťálová koule
Naše emise z používání fosilních paliv a (asi čtvrtina) z odlesňování již zvýšily množství CO2 přibližně o 45 % – to znamená, že každý litr vzduchu, který dýcháme, obsahuje přibližně 3 432 000 000 000 000 000 molekul CO2 přidaných námi lidmi.
Stefan Rahmstorf vysvětluje změnu klimatu
Díky pochopení fyziky bylo globální oteplování klimatickou vědou předpovězeno dříve, než se projevilo v naměřených datech. Již v roce 1896 švédský nositel Nobelovy ceny Svante Arrhenius vypočítal, jaké globální oteplení způsobí (tehdy ještě hypotetické) zdvojnásobení CO2 v atmosféře. První oficiální odborná zpráva varující před globálním oteplováním způsobeným využíváním fosilních paliv a jeho důsledky, jako je například zvyšování hladiny moří, pochází z roku 1965. To bylo půl století před podpisem Pařížské dohody o klimatu.
A dokonce i odborníci z ropné společnosti Exxon varovali již v 70. letech minulého století před nebezpečným nadcházejícím superteplým obdobím a již v roce 1982 konkrétně a téměř správně vypočítali, jak rychle toto oteplování do dnešních dnů nastane. Globální oteplování již po desetiletí probíhá tak, jak klimatologové předpovídali – jen některé důsledky se projevují dříve a drastičtěji, než se původně očekávalo.
Stefan Rahmstorf vystudoval fyziku a fyzikální oceánografii. V roce 1990 získal doktorát na novozélandské Victoria University of Wellington a v roce 1998 se habilitoval na univerzitě v německém Kielu. Od roku 1996 pracuje v Postupimském institutu pro výzkum vlivu klimatu (PIK). Je jedním z nejcitovanějších vědců ve svém oboru na světě a je také považován za jednoho z předních německých výzkumníků klimatu. V roce 2007 byl jedním z hlavních autorů čtvrté hodnotící zprávy Mezivládního panelu pro změnu klimatu (IPCC). Stephan Rahmstorf je autorem a spoluautorem desítek článků a knih, pravidelně píše sloupek pro magazín Spiegel Online, v němž se obecně srozumitelnou formou věnuje tématům souvisejícím s klimatickou krizí. Za svou práci proti globálnímu oteplování a vědeckou činnost získal několik ocenění.
