3. Výklad klimatických změn

Změny klimatu patří ke geologické minulosti Země. V tehdejší polární části superkontinentu Gondwana nacházíme znaky zalednění z prekambria před více než půl miliardou let. Po následujícím teplém období nastala ledová doba v raném permu (přibližně před 260 až 280 miliony let). V paleocénu v nejstarších třetihorách před 65 miliony let přišlo prudké ochlazení, v eocénu následovalo teplé klima, v oligocénu před 24 až 36 miliony let však probíhalo ochlazování, až postupně vznikly ledovce na pólech a konec třetihor je ve znamení nástupu dlouhých ledových dob (glaciálů) přerušovaných kratšími dobami meziledovými (interglaciály). K uvedenému střídání glaciálů s interglaciály došlo čtyřikrát ve starších čtvrtohorách (pleistocénu). Jejich počátek byl přibližně před 1,6 miliony let. Zhruba před 12 tisíci lety skončil poslední glaciál a nastalo holocénní oteplení s maximem teplot před asi sedmi až osmi tisíci lety. Podnebí v glaciálech a interglaciálech nebylo zcela monotónní, objevovaly se krátkodobé teplejší či chladnější oscilace klimatu. Slovem krátkodobý označujeme stovky až tisíce let. Cykličnost klimatických oscilací v holocénu je odhadována G. Bondem (1997) na 1470 plus-minus 500 let. Jiní autoři uvádějí periodicitu od 1200 až do 6000 let. Silné oteplení v jednom regionu jednoho kontinentu nemusí odpovídat stejné míře oteplení na jiném kontinentu, podobně tomu je se zeměpisnými šířkami. Přechod mezi glaciálem a interglaciálem byl pravděpodobně spojený s vlhčím klimatem v Africe (výskyt pluviálů) a s ústupem spodní (jižní) hranice Saharské pouště na sever. Ve starších publikacích však najdeme, že africké pluviály se objevovaly přibližně v obdobích glaciálů v Evropě a v severní Americe. V jednotlivých stadiích interglaciálů mohly teploty ve střední Evropě vystoupit o 3 až 5 oC nad dnešní stav, v některých obdobích odpovídalo u nás klima interglaciálů vlhčímu mediteránnímu klimatu. Bylo tomu tak například v posledním eemském interglaciálu před 130 až 115 tisíci lety. Z tohoto období jsou na našem území zbytky starých pohřbených půd. Jejich vlastnosti odpovídají teplému vlhkému středomořskému podnebí. Ve stejné době se zvýšila hladina moře v takové míře, že Skandinávie byla ostrovem. Kvartérní geologie a paleopedologie poskytuje řadu dalších podobných příkladů. V glaciálech docházelo obvykle k poklesu mořské hladiny až o desítky metrů. Změny klimatu tedy nejsou ničím výjimečným, probíhaly v geologické minulosti Země a můžeme předpokládat, že k nim bude nadále docházet. Důležité je uvědomit si, jaké byly hlavní vlivy způsobující klimatické změny.

Podle dosavadních výsledků studií lze předpokládat, že existuje sedm faktorů, které se podílejí na klimatických změnách:

- Sluneční aktivita není monotónní, ale vykazuje cykly o různém trvání, ať to je výskyt slunečních skvrn nebo oscilace magnetické polarity. K nejvýznamnějším asi patří cyklus magnetické aktivity v trvání 100 000 let, zatím prokázaný za posledních 200 000 let Sharmou (2002). V tomto období se objevuje na Zemi teplé klima vždy, když je Slunce magneticky aktivnější.

- Změna magnetického pole Země způsobuje mimo jiné také výraznou změnu klimatu. K základním změnám magnetického pole Země dochází v pleistocénu pravděpodobně s periodicitou přibližně deseti tisíc let, zatímco ve starší geologické historii docházelo ke změnám nepravidelně. Výraznost změny závisí také na zeměpisné šířce. Tyto změny vedou k nestabilitám v ozónové vrstvě, a to jak vertikálně, tak horizontálně. Tím dochází ke změnám teplotních gradientů a ke změnám v cirkulaci v atmosféře. V některých pramenech se uvádí, že k výrazné změně došlo před 2,4 miliony let a tento jev je spojován s nástupem chladného pleistocénu.

- Kontinentální drift ovlivňoval klimatické změny v celé geologické historii Země. Jeho vliv se však neomezuje pouze na starší geologická období. Při vzniku Panamské šíje na konci pliocénu (poslední období třetihor) došlo k zesílení Golfského proudu, jím se otepluje také Arktický oceán, zvyšuje se výpar, který je zdrojem vody pro srážky, a ty jsou četnější a intenzivnější, a proto rostly ledovce v této oblasti.

- Astronomické faktory podle původní Milankovičovy teorie ovlivňují rozdíly v intenzitě slunečního ozáření Země. Jedná se o excentricitu orbitu Země s frekvencí 92 000 let, o změnu sklonu osy otáčení Země s frekvencí 40 000 let a o precesi, kterou si můžeme představit jako jakýsi plášť kužele, který je vytvářený změnou osy otáčení Země v průběhu 22 000 let. Změna intenzity ozáření jednotlivých zeměpisných pásem a kontinentů vede ke změnám teplot na rozsáhlých plochách.

- Vlivem uvedených faktorů se mění směr a síla hlavních mořských proudů. Důsledkem je nastolení nových nepravidelností v teplotách na Zemi, což je hnací silou změn směru větrů. Tím se zvyšují nepravidelnosti v klimatu a možnosti klimatických oscilací, případně klimatických změn. Významná je termohalinová cirkulace, kdy například na severní polokouli přichází teplý Golfský proud z tropických oblastí oceánu a otepluje celou severoatlantickou oblast. V chladných severských oblastech se ochlazuje povrchová voda, zvyšuje se její hustota a dochází ke svislému proudění směrem dolů a zpět, takže tato cirkulace vytváří uzavřený oblouk. Jestliže se na severu v povrchové části proudu zvýší teplota nebo sníží slanost vody promísením s málo slanou vodou, přestane chladná voda na severu Atlantiku klesat do větších hloubek a oblouk cirkulace je narušený. Důsledkem by bylo ochlazení severní polokoule.

- Koncentrace skleníkových plynů v atmosféře kolísá, především se jedná o CO2 a methan. Tím se mění ohřívání jak nízké atmosféry, tak povrchu Země. Tento faktor jsem už podrobněji popsal. Zvýšená vulkanická aktivita způsobuje zvýšení koncentrace CO2 a obecně skleníkových plynů v ovzduší, což může vést k vyššímu ohřevu Země vlivem skleníkového efektu. Spolu s erupcemi se však do ovzduší dostává velké množství prachových částic. Povrch Země může být zastíněn v takové míře, že se zřetelně sníží dopad slunečního záření. Důsledkem je ochlazování. Výsledný tepelný efekt závisí na poměru obou protichůdně působících faktorů.

- Dopad asteroidů je spojený se vznikem prachového mraku, který způsobuje silné ochlazení podobně jako v předchozím případě. Obvykle se později zvýší koncentrace CO2 v ovzduší a vlivem skleníkového efektu může po delší době proběhnout mírné oteplení, dosahující někdy i vyšší teploty, než byla před dopadem asteroidu. V extrémní situaci se může změnit topografie celého kontinentu nebo hloubky části oceánu s následnými změnami v mořských proudech.

Vynechme pro současně modelované změny klimatu ty z faktorů, které lze pro naši současnou situaci vyloučit: kontinentální drift a impakt asteroidu. Také vulkanismus je natolik omezený, že tento faktor není třeba zatím uvažovat. Místo něj však nastupuje jiný jev. V atmosféře se zvyšuje obsah aerosolů produkovaných lidskou činností. Tím se snižuje průchodnost atmosféry pro krátkovlnné záření a na povrch Země se dostává sluneční záření v menší intenzitě. Důsledkem by mohly být tendence ke snižování globální teploty. Ovšem i v tomto případě (opačném, než jsou údaje o globálním oteplování) mám výhradu. Aerosolová vrstva pohlcuje část slunečního záření, ohřívá se a vysílá dlouhovlnné záření směrem k Zemi. Není jednoduché stanovit výsledný efekt, tedy změnu globální teploty Země.

Z přehledu o působících faktorech je zřejmé, že není možné vyjmout z celého souboru pouze jeden faktor a modelovat jeho vliv na tzv. průměrnou teplotou Země, a to i kdybychom ji znali s dostatečnou přesností. Žádný odborník se základním vzděláním ve statistice by nevytrhl jeden z působících faktorů a nehledal by jednoduchým regresním počtem jeho vztah ke sledované hodnotě, v našem případě k teplotě. Při stanovení hypotézy o globálním oteplení vlivem vzrůstu koncentrace CO2 se však takto beze studu postupuje, i když používané modely jsou mnohem složitější než korelační počet. Stručně řečeno: Neznám-li změny pozadí, a tyto změny probíhají, nemohu spolehlivě určit vliv jednoho faktoru vybraného z celého souboru.

K objasnění nesprávně použité korelace použiji příklad: Mám ovocnou zahradu s jabloněmi, hrušněmi, třešněmi, višněmi, švestkami, broskvoněmi a meruňkami. Předloni jsem sklidil 300 kg ovoce (analogie globální teploty), z toho 100 kg jablek. Loni jsem sklidil 350 kg ovoce, z toho 110 kg jablek. Můžu odhadnout, kolik ovoce jsem sklidil letos, jestliže jsem sklidil 200 kg jablek? Každý by se mi vysmál, kdybych tvrdil, že sklizeň veškerého ovoce musí být kolem 600 kg. Jenže takto se postupuje v hypotéze o příčině současného globálního oteplování.

Přírodní klimatické změny si můžeme přirovnat k rychle jedoucímu eskalátoru např. v metru. Můžeme běžet buď ve směru, nebo proti směru pohybu eskalátoru, ale pohybující se schody nás unášejí velkou rychlostí dál, my jen mírně zkrátíme nebo mírně prodloužíme čas, kdy nás takový rychlý eskalátor doveze na konec. Pohyb eskalátoru představuje v našem příměru změnu klimatu vlivem různých faktorů, tedy přírodní změnu. Náš běh na eskalátoru znázorňuje změnu v koncentraci CO2 způsobenou člověkem. Tato změna jen mírně přispívá ke změně globální teploty, ale nemůže ovlivnit celkovou změnu klimatu.

4. Budoucí vývoj klimatu: vědci, média a politici

Ke změně klimatu docházelo a nadále bude docházet, ať již člověk při většině klimatických změn nebyl přítomný nebo se již na Zemi vyskytoval. Lidská činnost může pouze mírně zesílit nebo zeslabit rozsah velkých klimatickch změn, typických pro kvartér, nebo, což je také pravděpodobné, člověk může svou činností rychlost změn nepatrně změnit. Podobná je úloha člověka a důsledků jeho činnosti při vzniku pouhých klimatických oscilací.

Přejdu od souhrnu o odborné části problému a pokusím se nyní zodpovědět otázku, proč došlo k tak rozsáhlé kampani, hraničící někde až s hysterií, proč je mínění světa tak jednoznačně zpracováváno médii, ve kterých je prezentován tento jednoduchý scénář: Lidstvo spaluje naftu a uhlí, a tím produkuje ve zvýšené míře CO2. Oxid uhličitý způsobuje skleníkový efekt a dochází ke globálnímu oteplování Země v míře katastrofické. Proto je nutné omezit spalování fosilních paliv, a tím snížit nebezpečí katastrofy.

V mediálních interpretacích globálního oteplování se zřejmě jedná o souhru několika faktorů a o znásobení výsledného efektu. V prvé řadě je nutné podrobit kritice zdroj všech informací, a jím byla právě některá prohlášení vědců uvádějících v život hypotézu o vlivu člověka na globální oteplování. Ve vědeckém světě není nijak ojedinělým jevem prosazování hypotéz, které se buď hned zpočátku, nebo časem prokáží jako nesprávné. Vývoj vědy by byl značně ochromený, kdybychom chtěli nějakým způsobem cenzurovat zrod a publikaci hypotéz. K pochybení autora hypotézy však dochází již tehdy, když se autor nesnaží ještě před zveřejněním svou hypotézu vyvrátit pomocí známých argumentů. Autoři uvedené hypotézy o vlivu CO2 na globální oteplování - a o důsledcích ohrožujících civilizaci - opomenuli astronomické, geofyzikální, geologické, pedologické a biologické poznatky. Tím došlo k vážné chybě. Závažnější však je, když autoři ponechali bez povšimnutí zkreslování a zveličování své hypotézy, zvláště pak publikování katastrofických závěrů vyplývajících z aplikace neprověřené hypotézy do praktického života. Musíme přijmout jako fakt, že některým vědcům se popularita velmi zamlouvá a čím víc je zveličený závěr z jejich teorie, tím se cítí šťastnější. Nedivme se, je to vlastnost lidí pracujících i v jiných odvětvích, je to vlastnost valné většiny politiků, zpěváků, finančníků, umělců, že jsou potěšeni, když jsou středem pozornosti médií. Vědci nejsou v podstatě jiní, pouze jsou v tomto smyslu skromnější, jim obvykle stačí, že jejich dítko, jejich hypotéza, je středem pozornosti. Existují také skupinky vědců, kteří chtějí získat co největší porci z koláče prostředků věnovaných na podporu vědy. Ti používají i katastrofické scénáře na podporu svých požadavků.

Kapitolou samou pro sebe však je, když česká vrcholná vědecká instituce vydává knihy s jednostrannými argumenty a závěry (Schneider, 1992, Houghton, 1998). Ať už se jí jedná o ekonomický zisk očekávaný z prodeje knihy se "senzačním" tématem anebo o stranění pouze jedné, a to méně pravděpodobné, hypotéze. Ve vědeckém světě to je vskutku ojedinělý postup.

Velice znepokojivé je přijímání teorie o vlivu člověka na globální oteplování v různých prognózách o vývoji společnosti, a to na politických mezinárodních platformách a v publikacích institucí přímo svázaných s OSN nebo nesoucích název spojovaný s OSN. Například Americká rada Univerzity Spojených národů (American Council for the United Nations University) vydala pod autorstvím J. C. Glenna a T. J. Gordona publikaci o Budoucnosti světa (první znění 1999, poslední 2001, český překlad 2002). Globální oteplování jako důsledek produkce skleníkových plynů je zde prezentováno jako vědecky prokázaná skutečnost a nikoliv jako hypotéza, která má k průkaznosti velice daleko. Důsledky plynoucí z toho, že nejsou dodržovány závěry odvozené z této hypotézy, jsou často nadřazovány nad faktory se zcela prokazatelným záporným vlivem na trvale udržitelný rozvoj, jako jsou zkoušky nukleárních bomb, nedostatek vody a její znečištění a ztráta biodiverzity.

Ptáme se oprávněně, proč se média ujala úkolu propagovat katastrofické předpovědi o vývoji podnebí. Významnou roli tu hraje nepochybně mémicky zděděná úzkost, vědomí dávných katastrof, které postihovaly lidstvo od doby zrodu. První doba lidstva byla podle Hésioda dobou zlatou, podle Ovidia "Aurea prima sata est aetas…". Biblický příběh o vyhnání z ráje vlastně také předpokládá ideální život prvních dvou lidí, a potom to už šlo s lidstvem z kopce. Ne dosti tomu, přišly potopy světa tradované od doby Gilgameše, sumerský Noe se jmenoval Utanapištim a sumerský hlavní bůh před potopou byl po potopě pro svou neschopnost nahrazen jiným hlavním bohem, pak přišel bůh bouří. Hrůza a strach a nakonec Apokalypsa. Takže Seneca píše v úvaze Quaestiones Naturales: "Nihil difficile naturae est, utique ubi in finem sui properat," (v mém volném překladu: "Nic není pro přírodu obtížné, zvláště když se snaží sama sebe zničit.").

Média tedy vyhovují podvědomému strachu lidstva a zároveň touze být svědkem katastrofy. Média při tom splňují další podvědomé přání: kéž bychom tuto katastrofu přežili a jako její svědci mohli o ní vyprávět dalším generacím. Líčení katastrof, hrůz lidského neštěstí a lidské bídy, to všechno zaručuje dobrou prodejnost. Doporučuje se také, aby katastrofické příběhy byly zakončeny happyendem. Tento happyend nám mají zaručit ti politici, kteří doporučují snižování emisí CO2 jako prostředek k odvrácení katastrofy.

Proč však přistoupili téměř všichni politici na hru o globálním oteplování způsobeném lidstvem? Ustoupili tlaku médií? Nebo se dokonce svezli na vlně oblíbenosti katastrofických vizí? Nebo se máme domnívat, že přijali scénář o globálním oteplování jako zástupný problém, kterým zaretušují svou nízkou míru zodpovědnosti, když se jedná o konkrétní úkoly ochrany životního prostředí? Ustoupila většina vlád průmyslově vyspělého světa skutečně tlaku veřejného mínění? Proč se vytváří nátlak i na vlády rozvojových zemí, aby omezovaly emise skleníkových plynů, když průmyslový rozvoj těchto zemí není uskutečnitelný bez zvýšené produkce energie, a tedy téměř vždy bez zvýšeného využívání fosilních paliv a bez zvyšování emisí CO2? Je to snad strach ze ztráty odbytišť, ze ztráty rezervoáru, do něhož lze odkládat zastaralé výrobky a dokonce škodlivé zplodiny industriální společnosti?

5. Souhrn

Hypotéza o vlivu emisí CO2 na vzrůst globální teploty nebyla zatím prověřena. Konsensus, shoda názorů v určité části vědecké obce, není vědeckým argumentem. Pokud by existující klimatické modely byly vyhovující, musely by být úspěšně aplikované na více případů klimatických změn v geologické minulosti Země, a především v holocénu. Navíc ve scénářích současných modelů nejsou zváženy další faktory, působící obvykle ve vzájemné provázanosti na změnu klimatu. Důkaz o mimořádném zvýšení teploty v posledním století postrádá průkaznost, neboť středověká teplá perioda byla dlouhodobá a dosahovala vyšších teplot, než je současné zvýšení globální teploty. Přejmenování neprověřené hypotézy na vědeckou teorii je postupem nepřijatelným v racionálních vědeckých metodách.

Literatura
Bond, G., W. Showers et al., 1997. A pervasive millenial-scale cycle in North Atlantic Holocene and glacial climates. Science 278 (5341):1257-1266.
Glenn, J., C. and TJ. Gordon, 1999, 2001. State of the Future (český překlad Budoucnost světa, CESE, Univerzita Karlova FSV, vydala Univerzita Palackého, Olomouc, 2002), American Council for the United Nations University.
Hansen, J. E., D. Johnson, A. Lacis, S. Lebedeff, P. Lee, D. Ring, G. Russel, 1981. Climate impact of increasing atmospheric carbon dioxide. Science, 213:957-966.
Houghton, J. 1998. Globální oteplování (Překlad Global Wearming: The Complete briefing, 1995). Academia Praha, 228 pp.
Idso, S. B., 1980. Carbon dioxide and climate. Science, 210:7-8.
Mann, M. E., Bradley, R. S., Hughes, M. K., 1998. Global scale temperature patterns and climate forcing over the past six centuries. Nature, 392:779-787.
McIntyre, S., McKitrick, R., 2003. Corrections to the Mann et al. (1998) proxy data base and Northern Hemispheric average temperature series. Energy and Environment, 14:751-771.
Meadows, V. D., D. L. Meadows (Eds.), 1972. The Limits to Growth. New York, The Club of Rome.
National Research Council, 1979. Carbon dioxide and climate: A scientific assessment. National Academy Press, Washington, D.C.
Schneider, S., 1992. Nebezpečí oteplování země (český překlad). Academia, Praha.
Seidel, S., D. Keyes, 1983. Can we delay a greenhouse warming? The effectiveness and feasibility of options to slow a build up of carbon dioxide in the atmosphere. US EPA, Office of Policy Analysis (quoted acc. to Reifsnyder, 1989).
Sharma, M., 2002. Variations in solar magnetic activity during the last 200,000 years: Is there a Sun-climate connection? Earth and Planetary Sci. Letters 199:459-472.
Soon, W., Baliunas, S., 2003. Lessons and Limits of Climate History: Was the 20th Century cliamte Unusual? George C. Marshall Inst., Washington, D.C., USA, 35 pp. Také: Climate Res. 23:89-110.
Watson, R.T. and Core Writing Team, 2001. Climate Change 2001. IPCC, Cambridge University Press, Vol. I, II, III. Také na www.ipcc.ch.

K dalšímu čtení
Bradley, R.S., 1999. Paleoclimatology: Reconstructing Climates of the Quaternary. Hartcourt Academic Press, 610 pp.
Kukla, G., 2000. Last interglacial period. Geolines, 11:9-11 a celé číslo Geolines, vol. 11.
Nátr, L., 2000 Koncentrace CO2 a rostliny. ISV Praha, 257 pp. (Verze10.6.2004)

Stránky autora

Profesor pedologie a půdní fyziky