Jak vychází předpověď globálního oteplování Jamese Hansena z roku 1988?

V srpnu roku 1988 vyšel ve vědeckém časopise Journal of Geophysical Research (svazek 93, str. 9341-9346) hojně citovaný článek Jamese Hansena a jeho kolegů nazvaný Globální klimatické změny podle předpovědi Goddardova ústavu pro vesmírné studie (Global Climate Changes as Forecast by Goddard Institute for Space Studies). Připomeňme si, že James Hansen patří mezi horlivé zastánce co největšího omezování skleníkových plynů jako prostředku zmenšení či zastavení tzv. antropogenně podmíněného globálního oteplování, a to pokud možno co největším zdražením fosilních paliv prostřednictvím tzv. uhlíkové daně. Jde dokonce tak daleko, že by chtěl žalovat vedení uhelných a ropných společností, viz první odkaz pod článkem.

Vcelku vypovídající je video v druhém odkazu pod článkem. V závěru své poměrně působivé řeči praví, mj. "Věda hovoří jasně". Doporučuji si video prohlédnout před přečtením tohoto článku, je opatřeno i českými titulky.

Od doby publikace zmíněného článku uběhlo čtvrt století, takže asi bude dobré si ji rozebrat z dnešní perspektivy a srovnat tehdejší predikce s aktuálním stavem. Technické detaily, např. popisující fyzikální parametrizace atmosféry a oceánu, jsou pochopitelně v dalším textu vynechány. V příspěvku budou za "skleníkové plyny" označovat pouze (nekondenzující) plyny antropogenně ovlivnitelné, tedy bez vodní páry, která je však pro celkový skleníkový efekt dominantní.

Numerický výpočet vývoje atmosféry integrovaný na sto let dopředu byl proveden pomocí globálního modelu II s horizontálním rozlišením 8°x10°, počátečními podmínkami z roku 1958 a následujícími předpokládanými scénáři koncentrací skleníkových plynů: A – scénář předpokládající (pozitivně) exponenciální růst koncentrací, B – lineární růst koncentrací, scénář C – zastavení růstu koncentrací skleníkových plynů po roce 2000. Mimochodem, zavedení evidentně nerealistických scénářů typu C (zastavení nárůstu koncentrací skleníkových plynů po roce 2000) se zachovávalo i v dalších výpočtech uskutečněných pro 4. souhrnnou zprávu IPCC vydanou v roce 2007.

Mezi hlavní závěry článku patří predikce dalšího nárůstu globální teploty (vztažené k výšce dva metry nad zemským povrchem) v příštích desetiletích, přičemž mezi jednotlivými imisními (a tedy i emisními) scénáři byly pozorovány významné rozdíly. Pro zdvojnásobení koncentrací CO₂ vypočítal (rovnovážnou) citlivost klimatu rovnou 4.2 °C, což bylo na horní hranici tehdejších publikovaných odhadů odborných komisí Národní akademie věd, kde se objevovala slavná jména "otců zakladatelů" numerických modelů předpovědi počasí (např. Charney, Smagorinsky). Tehdejší odhad citlivosti (rovnovážného stavu) klimatu na zdvojnásobení obsahu (ekvivalentního působení) CO₂ z let 1979-1982 činil 3 ± 1,5 °C, což je mimochodem prakticky stejná hodnota jako u současných výpočtů.

Kromě výše uvedených imisních scénářů byl ještě proveden kontrolní výpočet s předpokladem konstantních koncentrací skleníkových plynů na úrovni roku 1958. Z něho vyšel poměrně zajímavý poznatek, že i beze změny koncentrací skleníkových plynů dojde ke zvýšení teploty asi do roku 2010 o cca 0,3 až 0,4 °C, poté by mělo následovat podobně výrazné ochlazení na hodnoty podobné počátku výpočtu. Uvedené přirozené kolísání klimatu o této velikosti bylo tehdy zdůrazňováno více odborníky, mezi nimiž byl i slavný Edward Lorenz, zakladatel teorie chaosu.

Kromě předpokladů o radiačním působení skleníkových plynů (kromě vodní páry) byly ještě do modelu zavedeny simulace působení vulkanických aerosolů za předpokladu přibližně konstantní četnosti sopečných výbuchů.

Pro porovnání tehdejších předpokladů s dneškem je nutné uvést aktuální vývoj koncentrací antropogenně ovlivnitelných skleníkových plynů, viz obrázek nad tímto odstavcem. Exponenciální růst koncentrací zaznamenáváme pouze u oxidu uhličitého (v posledním desetiletí je ale spíše lineární), lineární u oxidu dusného, u ostatních se růst spíše zmenšuje, v případě některých freonů (CFC) vidíme i pokles (http://www.esrl.noaa.gov/gmd/aggi/). Je zřejmé, že z hlediska růstu koncentrací to nejvíce odpovídá Hansenovu scénáři B.

Dále je vhodné uvést, že radiační působení ("forcing") oxidu uhličitého je logaritmické, tudíž s rostoucí koncentrací se další "přídavek" projevuje menším radiačním účinkem než "přídavek" za koncentrace nižší.

Porovnání Hansenových scénářů s aktuálními globálními teplotami (resp. teplotními odchylkami od normálů) z uznávaných databází GISTEMP a HADCRUT4 (silnější čáry) je na následujícím obrázku. Hodnoty naměřených teplotních anomálií jsou posunuty tak, aby odpovídaly modelovým teplotním odchylkám zhruba za desetiletí 1980-1990. Podobný graf je na odkazu uvedeném pod článkem.

Z obrázku je patrné, že do roku 2005 se globální teploty vyvíjely zhruba kolem scénáře B, ale od roku 2005 odpovídají scénáři C, tj. (neuskutečněné) stagnaci koncentrací, tedy drastickému omezení emisí skleníkových plynů začínajícímu v roce 2000. Celkový vzestup globální teploty od roku 1958, tedy od začátku modelových výpočtů, je přibližně 0,5 °C (viz odkazy na konci článku). Vezmeme-li v úvahu výše zmíněný kontrolní výpočet bez nárůstu koncentrací skleníkových plynů, je na základě rozebíraného článku možné učinit závěr, že vliv lidské činnosti je menší než přirozené kolísání klimatu, činí něco kolem jedné čtvrtiny. Je ale nutné uvést, že tzv. kontrolní výpočet (neplést se scénářem C) počítá po roce 2010 s poklesem globálních teplot. V posledních 10-15 letech sice dochází ke stagnaci, ale je možná předčasné tvrdit, že došlo k nějakému bodu obratu. Úbytek zejména arktického polárního ledu signalizuje, že oteplování může ještě pokračovat.

Předpovědi vývoje klimatu je možné verifikovat až s dostatečným časovým odstupem několika desítek let, což v sobě ale obsahuje problém omezených znalostí i nedostatečných informačních technologií v době vzniku předpovědi. Přesto je podle mého názoru nutné tyto verifikace provádět, neboť tzv. "hindcasting", tj. nynější zpětné "předpovědi", které "startují" v minulosti a výsledky jsou pak následně porovnávány s naměřenými hodnotami, mohou být ovlivněny znalostí skutečného vývoje klimatu.

Podle porovnání Hansenovy predikce i podle prostých naměřených dat je tedy možné konstatovat, že se rozhodně nenaplňují katastrofické scénáře stále se zrychlujícího nebo alespoň konstantního oteplování. Zřejmě je citlivosti klimatu na dvojnásobek CO₂ menší než kolik činí současný konsensus, odhaduji jej 1,0 až 1,5 °C. Je pravdou, že se nacházíme v době nejvyšších teplot za dobu přístrojového měření, ale podle poslední čtvrté zprávy IPCC, která se chlubí zlepšením předpovědí na nejbližší dekády, se má oteplovat v průměru o 0,2 °C za 10 let (http://www.ipcc.ch/pdf/reports-nonUN-translations/czech/ar4-sysr-spm.pdf, strana 7), přičemž za posledních nejméně deset let žádné oteplení nelze prokázat, data naznačují spíše stagnaci nebo i slabý pokles (viz též např.http://www.cru.uea.ac.uk/cru/data/temperature/).

Ponechávám na čtenáři úvahu, jak smysluplný je při uvedených skutečnostech "boj" za snižování emisí skleníkových plynů pomocí tzv. obnovitelných zdrojů energie, který stojí tento stát desítky miliard ročně (např. http://www.ceskatelevize.cz/ct24/ekonomika/196339-podpora-zelene-energie-poskozuje-ceskou-ekonomiku/).

Další odkazy:

James Hansen chce žalovat vedení ropných a uhelných společností:

http://www.telegraph.co.uk/news/2177572/James-Hansen-Prosecute-oil-companies-top-scientist-says.html

Odkaz na video Jamese Hansena:

http://www.ted.com/talks/james_hansen_why_i_must_speak_out_about_climate_change.html

Srovnání předpovědi Jamese Hansena s naměřenými teplotami:

http://www.columbia.edu/~mhs119/Temperature/T_moreFigs/PNAS_GTCh_Fig2.gif, resp.http://www.columbia.edu/~mhs119/Temperature/T_moreFigs/

Odkazy na interaktivní tvorbu grafů z údajů světových databází:

http://www.woodfortrees.org/plot/hadcrut4gl/from:1958

http://www.woodfortrees.org/plot/gistemp/from:1958)

Viz též

http://www.cru.uea.ac.uk/cru/data/temperature/

http://data.giss.nasa.gov/gistemp/graphs_v3/

http://www.realclimate.org/index.php/archives/2007/05/ hansens-1988-projections

Autor je meteorolog

Převzato z blogu Salek.bigbloger.lidovky.cz se svolením autora