Pozitivní zpětná vazba a lá permafrost
Permafrost je trvale zamrzlá půda, zejména v oblastech Aljašky, Severní Ameriky a Sibiře. Už dlouho se ví, že další oteplování povede k rychlejšímu uvolňování skleníkových plynů v důsledku organického rozkladu půdními mikroorganizmy. Není však zcela jasné, jak rychle a kolik oxidu uhličitého, případně metanu se uvolní. Dvě nové studie ukazují, že obsah organického uhlíku v těchto půdách je vyšší, než se doposud všeobecně předpokládalo, takže je pravděpodobné, že množství uvolněných skleníkových plynů bude vyšší. Ping a kol. (Nature Geoscience, 2008 - abstrakt) odhaduje, že v půdách permafrostu je obsaženo asi o 60 % více organického uhlíku, než se doposud předpokládalo. Autoři se zaměřili na půdy v oblasti Severní Ameriky. Další tým autorů (Schuur a kol. 2008, BioScience – celý článek) se zaměřil na půdy Aljašky a Sibiře a došel k podobným výsledkům – množství uhlíku v půdě je víc jak dvojnásobné ve srovnání s předešlými odhady. Podle jejich závěrů je pravděpodobné, že výsledným (a dominantním) efektem oteplování v následujících desetiletích bude zrychlené uvolňování dalších skleníkových plynů (kromě těch antropogenních). Autoři však poznamenávají, že:
„Přesná předpověď rozsahu a vlivu tajícího permafrostu na globální podnebí zůstává těžkým úkolem z několika důvodů. Základním konceptem je skutečnost, že změna ledu na tekutou vodu představuje nelineární proces, kterého dopady na dynamiku ekosystémů je těžké podchytit současnými modely. Modelových simulací pro studium vlivů klimatické změny a biogeochemických zpětných vazeb na podnebí v severských vysokopoložených ekosystémech je jen málo; a nezahrnují v sobě dynamiku tání nebo obsah uhlíku v hlubších půdách… v tomhle ohledu jsou klimatické modely pouze v počátcích a můžou dávat nepřesné výsledky…“
O takovou první modelovou předpověď se nedávno pokusil Khvorostyanov a kol. (2008, Geophysical Research Letters - abstrakt) pro oblast východní Sibiře, kde je uloženo odhadem 500 gigatun (Gt) uhlíku (pro srovnání, antropogenní emise lidí se blíží 9 Gt za rok). Zjistil, že jakmile je proces nastartován, uvolní se z této oblasti asi 2 až 2,8 Gt uhlíku za rok v letech 2300-2400.
Jinak řečeno, nevíme přesně, kdy dojde ke spuštění procesu, který později nebude možné zastavit. Je to jako píchat do vosího hnízda a doufat, že z něho vosy nevyletí…
Pozitivní zpětná vazba a lá lesní škůdci
Kurz a kol. (Nature, 2008 - abstrakt) informovali, že obhospodařované lesy v Kanadě (které by měly sloužit jako pohlcovače oxidu uhličitého) budou pravděpodobně nejméně do roku 2020 jeho zdrojem. To všechno v důsledku rekordního přemnožení broučka Dendroctonus ponderosae, který požírá dřevo kanadských borovic. Ne, že by to doposud nedělal. Jeho současné přemnožení je ale největší v zaznamenané historii Kanady, a to asi na rozloze pětkrát větší než Česká republika. V nejhorším případě bude množství uvolněného uhlíku rovné asi 3/4 emisií z lesních požárů v Kanadě za posledních 40 let. Je velmi pravděpodobné, že schopnost ekosystémů poutat část emisí, které do atmosféry dodáváme, se bude dále snižovat. Podobné pravidlo platí i pro oceány – teplejší voda oceánů obsahuje méně rozpuštěného oxidu uhličitého. Pro průměrný nárůst povrchové teploty o 1°C to znamená zvýšení koncentrace CO2 asi o 10-20 ppm (Houghton, Annual Review Earth Planetary Science, 2007 – celý článek), tj. asi 5-10 let dnešních antropogenních emisí.
Rychlejší nárůst mořské hladiny
Carlson a kol. (2008, Nature Geoscience - abstrakt) na základě analýzy rychlosti nárůstu mořské hladiny na konci doby ledové před cca 9 000 lety a korespondujících změn teploty odhadli, že předpovídaná změna teploty do roku 2100 povede několikanásobnému zvýšení přídavku z tajícího grónského ledovce, než se doposud uvažovalo. Zatímco IPCC předpokládá do roku 2100 příspěvek Grónska k celkovému nárůstu oceánů maximálně 10 cm, nová studie zvyšuje tento odhad na 30 až 60 cm. Tito autoři se tak přidali k mnohým dalším nedávným předpovědím, podle kterých ze hladina moře do roku 2100 může zvýšit i o 1-2 metry (například Rohling a kol. 2007, Nature Geoscience – celý článek) (pro další studie viz zde).
Intenzivnější hurikány
I když zatím není ukončena debata o tom, jak ovlivní oteplování výskyt, tj. počet a intenzitu hurikánů (a posléze i tornád) v budoucnu, Elsner a kol. (Nature, 2008 - abstrakt) ukázal, že ty nejsilnější hurikány budou ještě o něco silnější. Využil k tomu satelitní údaje za posledních 25 let. Podle jejich propočtů při oteplení povrchových vod oceánů o 1°C se zvýší průměrný počet silných hurikánů z 13 na 17. Podobně tak Brahmanada a kol. (Geophysical Research Letters, 2008 - abstrakt) došli k závěru, že sever Indického oceánu zažije silnější tropické cyklóny v průběhu delšího období. Například v roce 2007 byl v této oblasti po prvé v historii zaznamenaný hurikán s 5. nejvyšší intenzitou. Zvýšení intenzity hurikánu má vysoký socio-ekonomický dopad. Jak poznamenává Kerry Emanuel, odborník na hurikány, pouze 5 nejsilnějších hurikánů v historii USA způsobilo až 50 % všech škod.
Na závěr je vhodné poznamenat, že i když přestaneme veškeré emise skleníkových plynů vypouštět už dnes (což je nemožné), oteplovat se bude ještě dalších zhruba 30 let.
Ústav systémové biologie a ekologie, Brno, AV ČR