Na Zemi zůstává stále více tepla, většina se ukládá v oceánech
Zesilující skleníkový efekt vede od druhé poloviny minulého století k postupnému zvyšování podílu energie přicházející od Slunce, která zůstává na naší planetě. To vede k vychýlení celkové energetické bilance Země z předchozí rovnováhy mezi energií dopadající od Slunce a energií opouštějící naši planetu do kosmu. Čím více energie ale na Zemi zůstane, o to víc se oteplí. Oteplují se přitom oceány, zemský povrch, kryosféra (tedy led a sníh) a atmosféra. Příčina zesilujícího skleníkového efektu, a tedy oteplování z drtivě většiny souvisí s nárůstem skleníkových plynů v atmosféře, ke kterému dochází především (ale nikoliv výlučně) spalováním fosilních paliv, každopádně tedy lidskou činností. Tepelný zisk Země pak vede k přímo i nepřímo vyvolaným změnám v klimatickém systému s řadou často negativních důsledků pro životní prostředí a člověka.
Pokud výše uvedené zvýšení uložené energie na Zemi vyjádříme kvantitativně, pak za posledních 50 let dospějeme přibližně k číslu 381 ZJ (zetajoulů, předpona zeta je 1021), což znamená v průměru příkon téměř půl Wattu na každý metr čtvereční naší planety. Pro srovnání, jde asi o 4000násobek celosvětové roční produkce elektřiny (v roce 2022). Kam se ale tohle teplo (energie) na planetě ukládá? Na to se vědci zaměřují již několik let a shrnutí přináší i nejnovější studie publikovaná v těchto dnech.
Drtivá většina tohoto tepla se ukládá v oceánech, a to téměř 90 procent! Zvyšující se teplota vody se vlivem objemové teplotní roztažnosti projevuje nárůstem hladiny oceánů. V kombinaci s vodou z tajících ledovců se hladina moře v průměru zvyšuje o 3,57 mm za rok. Mimochodem trend ukládání tepla v oceánech se v posledních dvou dekádách oproti druhé polovině minulého století zdvojnásobil. Teplo se samozřejmě v různých hloubkách oceánu ukládá různou měrou (výrazněji se ohřívá horní vrstva oceánů). Na povrchu se to projevuje převažujícím nárůstem teploty vody. I ten v posledních letech dramaticky zrychlil. Například v pásu mezi 30. a 60. stupněm severní šířky byla průměrná teplota vody za loňský rok dokonce o půl stupně vyšší než v roce 2019 (voz obrázek níže)! Oteplování oceánů má celou řadu dalších negativních dopadů jednak na mořský život, zásadně ale ovlivňuje i dění v atmosféře včetně nárůstu výskytu extrémů počasí.
Vývoj průměrné povrchové teploty mořské vody v pásu mezi 30. a 60. stupněm severní šířky od roku 1950, zdroj: climatereanalyzer.org
Kdyby se veškeré teplo uložené díky sílícímu skleníkovému efektu za posledních 50 let na Zemi použilo pouze na roztání sněhu a ledu, stoupla by hladina oceánů o dva a půl metru. To se naštěstí neděje, kryosféra pohltila zatím zhruba 4 procenta celkového přebytečného tepla. A navíc voda, která odtéká z velkých tajících ledovcových štítů Grónska a Antarktidy, je do značné míry kompenzována vydatnějšími srážkami, resp. zrychleným koloběhem vody. Toto zrychlení činí 2 až 4 procenta na 1 stupeň oteplení.
Teplo pohlcené ledovci (levá osa) a množství roztálého ledu (pravá osa), zdroj: essd.copernicus.org
Významným způsobem se v posledních dekádách zrychlilo ohřívání atmosféry. Zatímco mezi lety 1961-2000 činil trend v průměru 0,53 ZJ dekádu rok, v posledních 15 letech se zvýšil čtyřnásobně (!) na 2,29 ZJ za dekádu. Atmosféra přitom pohltila pouhá dvě procenta z celkového přebytku tepla. Oteplování atmosféry znamená zvýšení množství vodní páry a taky změny atmosférické cirkulace. Mimo jiné to pak vede k četnějšímu výskytu intenzivních srážek přívalového typu a následných rychlých povodní.
Vývoj množství tepla pohlceného atmosférou od roku 1960 a srovnání průměrného trendu za různá období, zdroj: essd.copernicus.org
A konečně posledních cca 5 procent tepla z výše zmíněných 381 ZJ energie se ukládá přímo v zemském povrchu. I zde rychlost ukládání zrychluje. Více tepla v půdě znamená její vyšší teplotu, což může zesílit výpar a snížit obsah vlhkosti v půdě, tedy přispět k půdnímu suchu. Kromě toho se zvyšuje akumulace tepla ve vnitrozemských vodních nádržích, což může mít za následek rozkvět řas a snížení ledové pokrývky jezer. Vyšší množství tepla uložené v permafrostu (trvale zmrzlé půdě) povede k jeho tání a uvolnění obrovských zásob v něm uloženého metanu a oxidu uhličitého do atmosféry – a tedy dalšímu zesílení skleníkového efektu.
Nárůst tepla uloženého v pevném zemském povrchu od roku 1960, zdroj: essd.copernicus.org
Výše uvedená čísla jsou samozřejmě zatížena jistými nepřesnostmi, přesto ukazují, jak se stále větší množství energie ukládá na naší planetě. A vzhledem k zatím neklesající produkci skleníkových plynů musíme počítat s dalším nárůstem tepla a s tím spojených převážně negativních dopadů nejen na klimatických systém, ale v důsledku i na lidskou společnost.
Pokud výše uvedené zvýšení uložené energie na Zemi vyjádříme kvantitativně, pak za posledních 50 let dospějeme přibližně k číslu 381 ZJ (zetajoulů, předpona zeta je 1021), což znamená v průměru příkon téměř půl Wattu na každý metr čtvereční naší planety. Pro srovnání, jde asi o 4000násobek celosvětové roční produkce elektřiny (v roce 2022). Kam se ale tohle teplo (energie) na planetě ukládá? Na to se vědci zaměřují již několik let a shrnutí přináší i nejnovější studie publikovaná v těchto dnech.
Drtivá většina tohoto tepla se ukládá v oceánech, a to téměř 90 procent! Zvyšující se teplota vody se vlivem objemové teplotní roztažnosti projevuje nárůstem hladiny oceánů. V kombinaci s vodou z tajících ledovců se hladina moře v průměru zvyšuje o 3,57 mm za rok. Mimochodem trend ukládání tepla v oceánech se v posledních dvou dekádách oproti druhé polovině minulého století zdvojnásobil. Teplo se samozřejmě v různých hloubkách oceánu ukládá různou měrou (výrazněji se ohřívá horní vrstva oceánů). Na povrchu se to projevuje převažujícím nárůstem teploty vody. I ten v posledních letech dramaticky zrychlil. Například v pásu mezi 30. a 60. stupněm severní šířky byla průměrná teplota vody za loňský rok dokonce o půl stupně vyšší než v roce 2019 (voz obrázek níže)! Oteplování oceánů má celou řadu dalších negativních dopadů jednak na mořský život, zásadně ale ovlivňuje i dění v atmosféře včetně nárůstu výskytu extrémů počasí.
Vývoj průměrné povrchové teploty mořské vody v pásu mezi 30. a 60. stupněm severní šířky od roku 1950, zdroj: climatereanalyzer.org
Kdyby se veškeré teplo uložené díky sílícímu skleníkovému efektu za posledních 50 let na Zemi použilo pouze na roztání sněhu a ledu, stoupla by hladina oceánů o dva a půl metru. To se naštěstí neděje, kryosféra pohltila zatím zhruba 4 procenta celkového přebytečného tepla. A navíc voda, která odtéká z velkých tajících ledovcových štítů Grónska a Antarktidy, je do značné míry kompenzována vydatnějšími srážkami, resp. zrychleným koloběhem vody. Toto zrychlení činí 2 až 4 procenta na 1 stupeň oteplení.
Teplo pohlcené ledovci (levá osa) a množství roztálého ledu (pravá osa), zdroj: essd.copernicus.org
Významným způsobem se v posledních dekádách zrychlilo ohřívání atmosféry. Zatímco mezi lety 1961-2000 činil trend v průměru 0,53 ZJ dekádu rok, v posledních 15 letech se zvýšil čtyřnásobně (!) na 2,29 ZJ za dekádu. Atmosféra přitom pohltila pouhá dvě procenta z celkového přebytku tepla. Oteplování atmosféry znamená zvýšení množství vodní páry a taky změny atmosférické cirkulace. Mimo jiné to pak vede k četnějšímu výskytu intenzivních srážek přívalového typu a následných rychlých povodní.
Vývoj množství tepla pohlceného atmosférou od roku 1960 a srovnání průměrného trendu za různá období, zdroj: essd.copernicus.org
A konečně posledních cca 5 procent tepla z výše zmíněných 381 ZJ energie se ukládá přímo v zemském povrchu. I zde rychlost ukládání zrychluje. Více tepla v půdě znamená její vyšší teplotu, což může zesílit výpar a snížit obsah vlhkosti v půdě, tedy přispět k půdnímu suchu. Kromě toho se zvyšuje akumulace tepla ve vnitrozemských vodních nádržích, což může mít za následek rozkvět řas a snížení ledové pokrývky jezer. Vyšší množství tepla uložené v permafrostu (trvale zmrzlé půdě) povede k jeho tání a uvolnění obrovských zásob v něm uloženého metanu a oxidu uhličitého do atmosféry – a tedy dalšímu zesílení skleníkového efektu.
Nárůst tepla uloženého v pevném zemském povrchu od roku 1960, zdroj: essd.copernicus.org
Výše uvedená čísla jsou samozřejmě zatížena jistými nepřesnostmi, přesto ukazují, jak se stále větší množství energie ukládá na naší planetě. A vzhledem k zatím neklesající produkci skleníkových plynů musíme počítat s dalším nárůstem tepla a s tím spojených převážně negativních dopadů nejen na klimatických systém, ale v důsledku i na lidskou společnost.
