Extrémne počasie a meniaca sa tvár Zeme

Zdá sa, akoby sa bohovia riadiaci pozemské počasie v posledných rokoch úplne zbláznili. Azda nie je dňa, kedy by sme v hlavných titulkoch novín alebo webových spravodajstiev nečítali o katastrofálnych záplavách, pustošivom suchu, vlnách horúceho počasia, požiaroch, hurikánoch či v zime o neobyčajne silných fujaviciach, ktoré na striedačku postihujú rôzne kúty sveta. Na objektívny nárast extrémnosti počasia, a to najmä v období posledných 40 rokov, pritom poukazujú aj kvantitatívne indexy, ako napríklad CEI index (ClimateExtreme Index – NOAA), používaný v Spojených štátoch amerických. Extrémnosť počasia však nie je len problémom amerického kontinentu. Jej náporu sme vystavení aj my, Európania, či obyvatelia Slovenska. Aj na našom území sa v posledných dvoch desaťročiach začali vyskytovať poveternostné (búrky, extrémne zrážky, vlny horúčav, atď.) a klimatické (sucho) extrémy s pozoruhodne väčšou frekvenciou, než tomu bolo v predošlom období. Vlny horúčav z rokov 1992, 1994, 2003 či 2007 a 2015, extrémne sucho z rokov 2003 či 2011-2015 alebo mimoriadne povodne z rokov 1997-1998, 2006, či predovšetkým 2010, sú len niektoré z vybraných príkladov. Pozorovať nárast extrémov počasia je však jedna vec, no vedieť im prisúdiť aj konkrétnu príčinu je vec druhá. Mnohých z vás, či už pracujete v samospráve, súkromnom či verejnom sektore, však celkom určite zaujíma odpoveď na otázku: „Aký podiel z tohto nárastu extrémnosti je možné prisúdiť človekom podmienenej klimatickej zmene?“

Ešte donedávna nebola dokonca ani vedecká klimatologická obec ochotná sa nad touto príčinnou súvislosťou ani len zamyslieť, nieto ešte tento problém vysvetľovať, či dokonca naň upozorňovať. Ako sa však objavujú stále novšie a novšie vedecké dôkazy o tom, že vzájomné prepojenie týchto dvoch fenoménov nie je len otázkou náhody, karta sa začína obracať. Dokonca aj donedávna skeptickejší meteorológovia a klimatológovia si začínajú uvedomovať, že svojim „NIE“ rozhodne nehovoria celú pravdu.

Mnohé z dnes používaných metodík v rámci tzv. atribučných štúdií (ide o výskum odozvy vybraných atmosférických procesov a fenoménov na zmeny chemizmu atmosféry a zvyšovanie teploty planéty) dokážu celkom presne aplikovať/ reprodukovať vplyv zosilneného skleníkového efektu, vznikajúceho ako dôsledok rastúcej koncentrácie CO₂ (dnes už celkom isto vieme, že koncentrácie tohto plynu sú najvyššie za posledných minimálne 800 tisíc rokov – niektoré štúdie dokonca hovoria o najvyšších hodnotách za posledných 15-20 miliónov rokov), na rôzne komponenty klimatického systému Zeme – od samotnej atmosféry až po ľadovce, hydrologický či uhlíkový cyklus a biosféru. Priamy vplyv zvýšených koncentrácií CO₂ na klimatický systém, a predovšetkým jeho atmosférickú časť, je dnes síce už veľmi dobre objasnený, no niektoré menej zreteľné prepojenia sú stále predmetom veľmi intenzívneho výskumu (napr. vplyv ľuďmi podmieneného otepľovania na premenlivosť počasia).

Tiež však netreba zabúdať ani na to, že fyzikálne väzby medzi teplejšou atmosférou a extrémnosťou niektorých atmosférických procesov sú dnes už tiež vcelku dobre pochopené. Napríklad vieme, že teplejšia atmosféra obsahuje väčšie množstvo energie, ktoré vytvára vhodné podmienky pre vznik silnejších búrok, intenzívnejších vĺn horúčav, ale aj výraznejšieho sucha. To však nie je ani zďaleka všetko. Teplejšia atmosféra je totiž schopná obsiahnuť aj väčšie množstvo vodnej pary, čo je dané nielen fyzikou „zahriateho plynu“, ale aj prostým faktom, že teplejší povrch oceánov dotuje atmosféru stále väčším množstvom vzdušnej vlhkosti. To energetický potenciál atmosféry ešte zvyšuje. Väčšia vlhkosť atmosféry totiž neznamená len intenzívnejšie dažďové alebo snehové zrážky, ale aj väčšie množstvo tzv. skrytého latentného tepla, uvoľňujúce sa pri kondenzácii vodnej pary, ktoré atmosférickým procesom dodáva väčší impulz a dynamiku.

Teplejšia morská voda neprispieva však len k intenzívnejšiemu výparu a vlhšej atmosfére. Tepelná expanzia morskej vody sa v súčasnosti podieľa minimálne z 2/3 na celkovom náraste hladín svetových oceánov. Veľa by o následkoch tohto fenoménu mohli rozprávať predovšetkým pobrežné komunity, ktoré každý roko musia znášať čoraz väčší nápor morského príboja, a to najmä počas extrémne veterného počasia. Zvlášť v kritickej situácii sa nachádzajú regióny vystavené pôsobeniu silných tropických cyklón (východné pobrežie USA, Karibik, JV Ázia, Japonsko, Mexiko, atď.). Teplejšie moria prispievajú nielen k ich väčšej a ničivejšej sile, ale aj k ich potenciálne dlhšiemu trvaniu a väčšiemu priestorovému rozšíreniu (cyklóny sa dostávajú do väčších vzdialenosti od miesta pôvodu). Tieto faktory zohrali svoju nezanedbateľnú úlohu aj pri „super-búrke“ Sandy v roku 2012, ktorej náhle a veľmi razantné zintenzívnenie v blízkosti východného pobrežia New Jersey bolo dôsledkom nadnormálne vysokých teplôt Atlantického oceánu. Podobný efekt sme však videli aj v minulom roku (2015) počas vyčíňania hurikánu Patrícia pri východnom pobreží Mexika (búrka zosilnela z bežnej tropickej búrky na najsilnejší hurikán 5. kategórie v priebehu necelých 24 hodín).

Nedávny výskum tiež vniesol trochu viac svetla do predtým len intuitívne chápaného prepojenia medzi klimatickou zmenou a nárastom extrémnosti počasia na severnej pologuli. Hlavným kľúčom k jeho objasneniu sa pritom stala Arktída. Dnes vieme objektívnymi pozorovaniami a meraniami preukázať, že oblasť Arktídy sa v súčasnosti otepľuje minimálne dvojnásobným tempom než zvyšok severnej pologule, a to najmä v dôsledku rýchleho ústupu morského zaľadnenia, skoršieho topenia snehu na jar a výraznejšieho prenosu tepla a vlhkosti do Arktídy z miernych šírok prostredníctvom atmosférickej cirkulácie. Otepľovanie Arktídy tak nie je spôsobené len primárnym otepľovaním atmosféry kvôli zvyšujúcej sa koncentrácii CO₂, ale aj fenoménom označovaným ako „arktický zosilňujúci efekt“ (Arctic amplification). Tento spätno-väzbový mechanizmus podporený najmä tmavnutím povrchu oceánu a pevniny, v dôsledku stále častejšej absencie bieleho snehu a ľadu, vedie nielen k výraznejšiemu otepleniu atmosféry Arktídy, ale znižuje aj teplotný rozdiel (gradient) medzi polárnymi a miernymi šírkami severnej pologule.

Vedecké štúdie naznačujú, že zmierňovanie tohto teplotného rozdielu priamo vedie k zoslabovaniu západného (zonálneho) prúdenia vzduchu – teda toho prúdenia, ktoré v našich zemepisných šírkach zmierňuje teplotné rozdiely medzi zimou a letom. Oslabenie západného prúdenia má zásadný vplyv aj na smerovanie a deformáciu dráhy vysokorýchlostného prúdenia vzduchu blízko tropopauzy – tzv. jet streamu. Slabšie zonálne prúdenie vedie k tomu, že dráha polárneho jet stremu, na ktorú sú napojené aj frontálne systémy ovplyvňujúce počasie u nás na Slovensku a v strednej Európe, sa stáva vlnitejšou, čo znamená, že amplitúda slučiek jet streamu sa zväčšuje. Tým sa spomaľuje aj samotný západo-východný prenos vzduchových hmôt, napr. od Atlantiku nad európsky kontinent. Prúdenie vzduchu na severnej pologuli sa tak stáva viac meriodionálnejšie (vzduch prúdi častejšie z juhu na sever alebo naopak), čo vedie k väčšej extrémnosti počasia a vzniku tzv. blokujúcich (perzistetných) tlakových útvarov, predovšetkým blokujúcich anticyklón. Tieto poveternostné podmienky môžu spôsobovať pretrvávajúci charakter určitého typu počasia nad konkrétnym regiónom počas pomerne dlhého obdobia – blokujúca anticyklóna vedie v teplej časti roka k suchému a horúcemu počasiu (vlny horúčav; príkladom môže byť vlna horúčav v Rusku v roku 2010), zablokovaná brázda nízkeho tlaku naopak vedie k vlhkým (daždivým) a chladným anomáliám, ktoré môžu viesť napríklad až k povodniam (v zime k veľkým prívalom snehu).

Netypickému chovaniu jet streamu je možné z nedávnej doby prisúdiť hneď niekoľko významných poveternostných a klimatických anomálií. Veľmi dobrým príkladom je najmä abnormálne chladné zimné počasie s bohatou nádielkou snehu v západnej a strednej Európe z posledných rokov (zimy 2009/2010, 2011/2012, 2014/2015, atď.), alebo napríklad aj mimoriadne povodne v Španielsku, Číne, či v Pakistane, či extrémne suché počasie v Rusku v roku 2010 a v Európe v roku 2015, prípadne na juhozápade a v centrálnych častiach USA v rokoch 2011 a 2012 alebo Kalifornii v rokoch 2014-15 (to isté platí aj pre územie Slovenska v rovnakom období).

Zdá sa, že klimatická zmena nie je už len o dlhodobom raste globálnej teploty vzduchu a oceánov, ale aj o meniacom sa charaktere počasia, ktoré nás ovplyvňuje každým dňom. Dramatické zmeny zemskej atmosféry v dôsledku rýchlo rastúcich koncentrácií skleníkových plynov sa stávajú nielen zreteľnejšími a viditeľnejšími, ale ako sa zdá, pre fungovanie tejto spoločnosti, aj naliehavejšími. Pokiaľ si neuvedomíme toto zdanlivo „banálne“ prepojenie „klimatická zmena – extrémnosť počasia“, náš odmietavý postoj nás môže vyjsť v budúcnosti veľmi draho. Jedinou, snáď pozitívnou správou je v tejto súvislosti len to, že stále extrémnejšie počasie začína pomerne rýchlo nahlodávať základné tézy popieračov klimatickej zmeny – a tak zdá sa, že arzenál ich zdanlivo nepriestrelných argumentov sa začína povážlivo vyprázdňovať. Je teda najvyšší čas sa začať pripravovať na extrémne počasie, ktoré sa stane už v najbližšej budúcnosti novým štandardom a normálom. 

Poznámka: Pôvodný text profesorky Jennifer Francis, Ph.D. bol upravený a doplnený Mgr. Jozefom Pechom (UFA AV ČR).

Zdroje

http://www.skepticalscience.com/cooling-oceans-intermediate.htm
http://www.ncdc.noaa.gov/extremes/cei/
http://pdf.wri.org/connection_between_climate_change_and_extreme_weather.pdf http://www.lmd.ens.fr/wavacs/Lectures/Randel-3.pdf
http://www.wunderground.com/blog/JeffMasters/comment.html?entrynum=1255 http://lightning.sbs.ohio-state.edu/geog8901/paper/polar_Serreze2011.pdf http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jgrd.50292/abstract
http://climatemap.blogspot.cz/2013/03/klimaticka-zmena-v-arktide-prebieha.html http://climatemap.blogspot.cz/2013/03/ked-sa-z-hurikanov-stavaju-super-burky.html http://climatemap.blogspot.cz/2013/03/extremne-klimaticke-anomalie-ako-priamy.html http://climatemap.blogspot.cz/2013/03/realita-extremov.html
http://climatemap.blogspot.cz/2013/03/zima-201213-bola-studena-najma-v-rusku.html