1.1 > Různé složky klimatického systému reagují na poruchy různou rychlostí. Například hluboký oceán je důležitou příčinou pomalé reakce klimatu. Vybarvená oblast na horní stupnici představuje krátkou dobu lidského života.

Setrvačnost klimatu

Jak jsme se všichni učili ve škole, světový oceán je jedním z nejdůležitějších prvků globálního klimatického systému. Ale co vlastně znamená slovo „klima“? Rozdíl mezi počasím a klimatem lze vyjádřit jedinou větou: „Klima je to, co očekáváte, počasí je to, co dostanete.“ Z toho vyplývá zásadní rozdíl mezi počasím a klimatem. Výzkum počasí se zabývá vznikem, pohybem a předpovědí jednotlivých prvků počasí, například konkrétního systému nízkého tlaku nebo hurikánu. Výzkum klimatu se naproti tomu zabývá komplexnějším souhrnem systémů nízkého tlaku a hurikánů a věnuje se řešení otázek, jako například kolik bouří ve středních šířkách nebo hurikánů se v příštím roce vyskytne nebo zda budou v příštích letech častější nebo intenzivnější v důsledku globálního oteplování. Pojem „počasí“ se tedy vztahuje ke krátkodobým událostem v atmosféře, zatímco „klima“ se týká delších časových období. Pro popis klimatu se zpravidla jako referenční rámec používá časový úsek 30 let. Lidé vnímají změnu klimatu především jako změny atmosférických veličin, například výkyvy teplot nebo srážek. Atmosféra může v zásadě díky své chaotické dynamice sama generovat mnoho přirozených klimatických změn. Jedním z příkladů je severoatlantická oscilace (NAO), která významně ovlivňuje klima nad částí Evropy a Severní Ameriky. Jedná se o druh kolísání tlaku mezi Islandskou tlakovou níží a Azorskou výší, které určuje sílu zimních západních větrů v severním Atlantiku. Pokud jsou silné, je výsledkem mírné a deštivé počasí v západní Evropě, pokud jsou slabé, je sucho a chladno. Díky těmto druhům přirozených oscilací je obtížné rozpoznat antropogenní změny klimatu způsobené zesíleným skleníkovým efektem.
Amosféra není izolovaný systém. Spolupracuje s dalšími složkami zemského systému – například s oceány. Je však také v kontaktu s kryosférou (led a sníh), biosférou (živočichové a rostliny), pedosférou (půda) a litosférou (horniny). Všechny tyto prvky dohromady tvoří klimatický systém, jehož jednotlivé složky a procesy jsou vzájemně propojeny a různým způsobem se ovlivňují. 1.2 > Klimatický systém, jeho subsystémy a příslušné procesy a interakce.Atmosféra není izolovaný systém. Spolupracuje s dalšími složkami zemského systému – například s oceány. Je však také v kontaktu s kryosférou (led a sníh), biosférou (živočichové a rostliny), pedosférou (půda) a litosférou (horniny). Všechny tyto prvky dohromady tvoří klimatický systém, jehož jednotlivé složky a procesy jsou vzájemně propojeny a různým způsobem se ovlivňují.

Extra infoObtížnost odhalení antropogenní změny klimatu

Všechny tyto složky reagují na změny různou rychlostí. Atmosféra se přizpůsobuje podmínkám na zemském povrchu, jako je teplota oceánů nebo ledová pokrývka, během několika hodin až dnů. Počasí je navíc proměnlivé a lze ho předpovědět jen několik dní dopředu. Ve skutečnosti bylo prokázáno, že teoretická hranice předvídatelnosti počasí je přibližně 14 dní. Proudy v mořských hlubinách však potřebují několik století, aby plně reagovaly na měnící se okrajové podmínky, jako jsou změny severoatlantické oscilace, které způsobují změny teploty a srážek na mořské hladině, a tím řídí pohyb ve větších hloubkách. Velká kontinentální ledová masa, jako je antarktický ledový příkrov, v důsledku klimatických změn pravděpodobně prochází změnami po mnoho tisíciletí a bez protiopatření bude v tomto časovém měřítku postupně tát. Předvídatelnost klimatu je založena na interakcích mezi atmosférou a inertnějšími klimatickými subsystémy, zejména oceány. V rámci tohoto schématu se jednotlivé složky klimatického systému pohybují zcela odlišnou rychlostí. Systémy nízkého tlaku se mohou během několika dní posunout o stovky kilometrů. Naproti tomu oceánské proudy se často plíží rychlostí několika metrů za minutu. Kromě toho mají jednotlivé složky různou tepelnou vodivost a tepelnou kapacitu. Například voda uchovává velké množství slunečního tepla po dlouhou dobu.
Změny klimatu mohou být vyvolány dvěma různými způsoby – vnitřními a vnějšími silami. Mezi vnitřní síly patří:

• změny v jedné složce klimatu, například anomální oceánský proud;
• změny ve vzájemném působení různých složek klimatu, například mezi oceánem a atmosférou.

Ve srovnání s nimi se na první pohled zdá, že vnější mechanismy nemají s klimatickým systémem nic společného. Patří mezi ně:

• Velmi pomalý drift kontinentů, který v průběhu milionů let přesouvá pevninské masy do různých klimatických pásem;
• Měnící se intenzita záření vyzařovaného Sluncem. Energie slunečního záření v čase kolísá a mění teplotu na Zemi;
• Vulkanické erupce, které vnášejí do atmosféry popel a sloučeniny síry, ovlivňují radiační rozpočet Země, a tím ovlivňují klima.

Oxid uhličitý a skleníkový efektAmosféra se stále více obohacuje o oxid uhličitý (CO2), přesněji řečeno o oxid uhličitý a další stopové plyny důležité pro klima. Zpočátku propouštějí přicházející krátkovlnné sluneční záření. Tato energie se na zemském povrchu mění na teplo a následně je vyzařována zpět jako dlouhovlnné záření. Plyny v atmosféře, podobně jako skleněné tabule skleníku, zabraňují úniku tohoto dlouhovlnného záření do vesmíru a zemský povrch se ohřívá.

Jak člověk mění klima

Vliv člověka na klima se za posledních sto let výrazně zvýšil. Do atmosféry vypouštíme obrovské množství stopových plynů důležitých pro klima. To mění radiační rovnováhu atmosféry a vede ke globálnímu oteplování.
Kromě oxidu uhličitého mezi tyto stopové plyny patří metan, oxid dusný (smíchový plyn), halogenované fluorované uhlovodíky, perfluorované uhlovodíky a hexafluorid síry. Oxid uhličitý (CO2) je však pro klimatický systém Země obzvláště důležitý, protože jeho celosvětová produkce je obrovská. Uvolňuje se především spalováním fosilních paliv (ropy, zemního plynu a uhlí) v elektrárnách, motorech vozidel nebo v systémech vytápění domácností. Jeho obsah v atmosféře se dnes zvýšil na téměř 390 částic na milion (ppm) ve srovnání s hodnotou 280 ppm před průmyslovou revolucí. S tímto nárůstem se během dvacátého století zvýšila také teplota. K vnitřně podmíněným změnám v oceánech, jako jsou změny Golfského proudu, dochází rovněž v časovém horizontu desítek let nebo několika století. Ty mají rozhodující vliv na klima a na koncentraci skleníkových plynů v atmosféře, protože jsou silně zapojeny do globálních koloběhů hmoty, jako je například koloběh uhlíku. Například CO2 se snadno rozpouští ve vodě. Oceány však od počátku průmyslové revoluce pohltily přibližně polovinu veškerého oxidu uhličitého vyprodukovaného spalováním fosilních paliv, což jasně dominuje přirozeným výkyvům. Zda se klima v budoucnu změní a o kolik, lze tedy odvodit i z oceánů. Klima se bude v budoucnu měnit velmi pomalu, protože oceány se svými obrovskými objemy vody reagují na změny velmi pozvolna. Proto se mnohé, ale ne všechny důsledky změny klimatu vyvolané lidskou činností projeví až postupně. Některé z těchto důsledků mohou být po překročení určitých prahových hodnot skutečně nevratné. V určitém okamžiku již například nebude možné zastavit úplné tání grónského ledovce a následné sedmimetrové zvýšení hladiny moří. Poloha tohoto prahu však není přesně známa. Jedno je však jisté: I kdyby se emise oxidu uhličitého stabilizovaly na dnešní úrovni, nevedlo by to ke stabilizaci koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře, protože oxid uhličitý má extrémně dlouhou životnost a pohlcovače oxidu uhličitého, především oceány, ho neabsorbují tak rychle, jak ho produkujeme.
Jiná situace je u stopových plynů s krátkou životností, jako je metan (CH4). Pokud by se emise metanu ustálily na současné úrovni, ustálila by se i jeho koncentrace v atmosféře, protože metanu v atmosféře ubývá přibližně stejnou rychlostí, jakou je emitován. Aby se koncentrace oxidu uhličitého udržela na dané úrovni, musí se emise snížit na zlomek současného množství. 1.4 > I když se podaří do konce tohoto století výrazně snížit emise skleníkových plynů, zejména CO2, dopady budou stále rozsáhlé. CO2 má dlouhou životnost a zůstává v atmosféře po mnoho staletí. Z tohoto důvodu bude teplota na Zemi stoupat o několik desetin stupně ještě po dobu jednoho století nebo i déle. Protože teplo proniká do hlubin oceánů velmi pomalu, voda se také pomalu rozpíná a hladina moří bude ještě dlouho postupně stoupat. Tání velkých kontinentálních ledovců v Antarktidě a Grónsku je také velmi pozvolný proces. Voda z jejich tání bude proudit do oceánu po staletí nebo dokonce tisíciletí, což způsobí, že hladina moří bude i nadále stoupat. Obrázek znázorňuje princip stabilizace při libovolné hladině CO2 mezi 450 a 1000 částicemi na milion (ppm), a proto nezobrazuje žádné jednotky na ose odezvy

Hrozící katastrofa

Dlouho po stabilizaci hladiny oxidu uhličitého se bude klima díky své setrvačnosti ještě dále měnit. Klimatické modely naznačují, že teplota vzduchu při zemském povrchu bude stoupat ještě nejméně sto let. Hladina moří bude stoupat ještě několik století, protože mořská voda se v důsledku postupného oteplování mořských hlubin rozpíná pomalu a protože kontinentální ledovce v Arktidě a Antarktidě budou na oteplování atmosféry reagovat pravděpodobně velmi pomalu a ledovce budou tát ještě po mnoho tisíciletí. Bude tedy trvat dlouho, než hladina moří dosáhne nové rovnováhy. Podle vědců je však také možné, že pokud bude oteplování silné, může grónský ledovec během tohoto tisíciletí zcela roztát a zmizet v oceánu. Ledový příkrov by se mohl skutečně rozpadnout a obří kusy spadnout do moře. Obrovské množství sladké vody by mohlo způsobit kritickou změnu v oceánské cirkulaci, například v Golfském proudu. V extrémním případě by hladina moří mohla stoupnout o více než metr za století, regionálně ještě o více.
Setrvačnost klimatického systému a nebezpečí, že tento trend je nezvratný, by měly být dostatečným důvodem pro prozíravá opatření. Je třeba mít stále na paměti, že dopady klimatických změn, které jsou dnes měřitelné, ještě neodrážejí celkový rozsah klimatických změn způsobených člověkem již v minulosti. Lidstvo je začne ostře pociťovat až za několik desítek let, ale musí začít jednat ihned.1.5 > Aby vláda Maledivské republiky upozornila na hrozbu globálního oteplování, uspořádala na podzim roku 2009 těsně před kodaňským summitem setkání na mořském dně.