Změna klimatu a globální oteplování jsou témata, se kterými se stále častěji setkáváme ve sdělovacích prostředcích všeho typu. Občas jsou bohužel míchána fakta a vědecké poznatky s názory a dojmy vzniklými mimo komunitu klimatologů. Jedním z nich je tvrzení, že vývoj teplot známe podle přístrojových měření za posledních cca 150 let, u vybraných stanic nejvýše 200 až 250 let, a co bylo dále do minulosti, je nejasné. To vše je často doplňováno konstatováním, že například ve středověku u nás panovaly mnohem vyšší teploty než dnes a podobně. Tak tedy odkud klimatologové vědí, jaký byl vývoj teplot v minulosti před nástupem přístrojových měření?

Odpověď na tuto otázku poskytuje paleoklimatologie, vědní obor, zabývající se rekonstrukcí a interpretací klimatu v době před nástupem přístrojových pozorování. K tomu používá tzv. proxy dat. Jde o nepřímé indikátory, které umožňují rekonstruovat dřívější klima a určit přibližné vlastnosti klimatického sytému v minulosti. Podmínkou jejich využití v paleoklimatologii je možnost alespoň přibližného datování. Základními druhy proxy dat jsou data geologická. Sem patří analýza hlubokomořských, jezerních a navátých sedimentů, ledovcových jevů nebo fosilních půd. Sedimenty obsahují například schránky drobných měkkýšů tvořených uhličitanem vápenatým (CaCO3), který obsahuje izotopy kyslíku 16O a 18O, jejichž poměr závisí na teplotě v době vzniku schránek.

Velmi důležitými zdroji informací o teplotě jsou rovněž glaciologická (analýza vrtných jader ledovců) a biologická data (analýza letokruhů, hmyzu a pylová analýza). V širším smyslu ale patří mezi proxy data i nepřímé historické prameny užívané historickou klimatologií, které dokumentují jevy vázané na počasí a klima (např. údaje o povodních, záznamy o počátcích žní, úrodě apod.). Samozřejmě, že paleoklimatologie se opírá i o poznatky dalších disciplín jako je sedimentologie, paleontologie, geochemie, případně i archeologie. Dat, které má paleoklimatologie k dispozici, přitom stále přibývá (viz obr. 1) a zvyšuje se i jejich přesnost.


Obr. 1: Geografické rozložení tzv. Světového datového servisu paleoklimatologie při americké NOAA, zdroj: Icsu-wds.org

Na základě těchto dat lze pak pro různá místa na světě sestavit rekonstruované teplotní řady několik tisíc až miliónů let do historie. Samozřejmě, že čím dále do minulosti jdeme, tím větší nepřesnosti v sobě data ukrývají.

Pokud se zaměříme jen na náš letopočet, tedy poslední dva tisíce let (obr. 1), lze konstatovat, že během něho docházelo k určitému kolísání teploty vzduchu, což je pro klimatický systém Země naprosto přirozenou záležitostí. Nicméně oteplení, které zažíváme v posledních 50 letech je naprosto bezprecedentní svou rychlostí a také globálností (týká se většiny planety). Například argumenty o „zeleném Grónsku“ (teplejším než v současnosti) v době cest Vikingů a zdůrazňování středověkého klimatického optima (teplého období kolem roku 1000) naráží na několik faktů. Často jde o oteplení, která nastávala v různých částech světa v různých obdobích, nikoliv ve stejnou dobu na celém světě jako v současnosti (v některých částech světa se například v období středověkého klimatického optima dokonce ochladilo - centrální Eurasie a severozápadní část Severní Ameriky hlásila relativně chladné podnebí). A jednak se na jejich výskytu a výraznosti podílely přirozené faktory jako je kolísání sluneční činnosti nebo sopečná aktivita apod., zatímco v současnosti pozorovaný nárůst teploty dokážeme vysvětlit jen se zahrnutím vlivu nárůstu koncentrací skleníkových plynů způsobených lidskou činností, přičemž tento vliv je vlivem dominantním. Na závěr je vhodné zdůraznit, že klimatický systém naší planety je mimořádně složitá záležitost, nicméně stále nové a nové poznatky potvrzují fakt, že nárůst skleníkových plynů je tím nejzásadnějším důvodem pozorované změny klimatu, jejíž negativní projevy se budou v příštích dekádách nejspíš dále prohlubovat.


Obr. 2: Vývoj teplot na severní polokouli od začátku našeho letopočtu, barevné křivky ukazují 15 různých historických rekonstrukcí (na základě různých dat), černé křivky pak vývoj teplot na základě přesných měření po roce 1850. Znázorněny jsou odchylky od období 1881 až 1980, zdroj: IPCC

V případě tisíců let jsou největší výkyvy teplot způsobeny změnami v parametrech oběžné dráhy Země kolem Slunce (obr. 3), s čímž se mění rozsah zalednění naší planety. S tím souvisí i výška oceánů. Před 20 tisíci lety ležela hladina mořských oceánů o 120 metrů níž než dnes (většina vody byla v ledovcích). Země tehdy prožívala nejdrsnější fázi poslední doby ledové. Příčinou toho jsou právě nepatrné změny v oběžné dráze Země kolem Slunce. Tvar oběžné dráhy Země se mění. Pokud je kruhová, dopadá na Zem po celý rok stejné množství slunečního svitu. Když se ale elipticky protahuje, vzdaluje se naše planeta více od Slunce a hlavně na severní polokouli je potom chladněji. Tyto změny oběžné dráhy se periodicky opakují přibližně každých sto tisíc let (Milankovičovy cykly). V rámci stovek let jsou ovšem zanedbatelné a oteplení planety, které pozorujeme v posledních letech, tak s nimi nesouvisí.


Obr. 3: Horní graf ukazuje odchylku teploty od průměru a dolní množství oxidu uhličitého v atmosféře za posledních 400 tisíc let na Zemi (roky na grafu jsou v tisících). Graf byl sestrojen dle složení ledu na Antarktidě - dlouhodobé kolísání teploty a oxidu uhličitého ve vzdálenější minulosti (stovky tisíc let) jsou způsobeny hlavně změnami v parametrech oběžného dráhy Země kolem Slunce, s čímž se měnil rozsah zalednění naší planety. Po většinu tohoto období žil na Zemi neandertálec (před 600–30 tisíci lety). Před cca 10 tisíci lety potom skončila doba ledová (to se v grafu projevuje růstem teploty v závěru období), zdroj: Wikipedia