Zeměkoule se zahřívá. Jak země, tak oceány jsou nyní teplejší, než tomu bylo v době, kdy bylo v roce 1880 zahájeno vedení záznamů, a teploty stále stoupají. Tento nárůst tepla je ve zkratce globální oteplování.
Zde jsou holá čísla podle Národní správy pro oceány a atmosféru (NOAA): Mezi lety 1880 a 1980 se globální roční teplota v průměru zvýšila o 0,13 stupně Fahrenheita (0,07 stupně Celsia) za desetiletí. Od roku 1981 se rychlost nárůstu zvýšila na 0,32 ° F (0,18 ° C) za desetiletí. To vedlo k celkovému zvýšení celosvětové průměrné teploty o 3,6 ° F (2 ° C) ve srovnání s dobou předindustriální. V roce 2019 byla průměrná globální teplota nad zemí a oceánem o 1,75 ° F (0,95 ° C) nad průměrem 20. století. Díky tomu byl rok 2019 druhým nejteplejším rokem v historii a končil teprve v roce 2016.
Tento nárůst tepla je způsoben lidmi. Spalování fosilních paliv uvolnilo do atmosféry skleníkové plyny, které zachycují teplo ze slunce a zvyšují povrchovou a vzduchovou teplotu.
Jak hraje roli skleníkový efekt
Hlavní hnací silou dnešního oteplování je spalování fosilních paliv. Tyto uhlovodíky zahřívají planetu skleníkovým efektem, který je způsoben interakcí mezi atmosférou Země a příchozím zářením ze slunce.
„Základní fyziku skleníkového efektu zjistil před více než sto lety chytrý člověk používající pouze tužku a papír,“ řekl Live Science Josef Werne, profesor geologie a ekologie na University of Pittsburgh.
Tím „chytrým chlapem“ byl švédský vědec a konečný vítěz Nobelovy ceny Svante Arrhenius. Jednoduše řečeno, sluneční záření dopadne na zemský povrch a poté se odrazí zpět do atmosféry jako teplo. Plyny v atmosféře zachycují toto teplo a zabraňují tak úniku do prázdného prostoru (dobrá zpráva pro život na planetě). V papíru představeném v roce 1895 Arrhenius zjistil, že skleníkové plyny, jako je oxid uhličitý, mohou zachytávat teplo blízko zemského povrchu a že malé změny v množství těchto plynů mohou způsobit velký rozdíl v množství zachyceného tepla.
Odkud pocházejí skleníkové plyny
Od začátku průmyslové revoluce lidé rychle mění rovnováhu plynů v atmosféře. Spalování fosilních paliv, jako je uhlí a ropa, uvolňuje vodní páry, oxid uhličitý (CO2), metan (CH4), ozon a oxid dusný (N2O), primární skleníkové plyny. Oxid uhličitý je nejběžnějším skleníkovým plynem. Před asi 800 000 lety a začátkem průmyslové revoluce činila přítomnost CO2 v atmosféře asi 280 dílů na milion (ppm, což znamená, že ve vzduchu bylo asi 208 molekul CO2 na každý milion molekul vzduchu). Od roku 2018 (v loňském roce, kdy jsou k dispozici úplné údaje), byl podle národních center pro informace o životním prostředí průměrný CO2 v atmosféře 407,4 ppm.
To nemusí znít moc, ale podle Scrippsovy instituce oceánografie nebyly úrovně CO2 od pliocenní epochy, ke které došlo před 3 miliony až 5 miliony let, tak vysoké. V té době byla Arktida nejméně část roku bez ledu a podle průzkumu z roku 2013 zveřejněného v časopise Science byla výrazně teplejší než dnes.
Podle analýzy Agentury pro ochranu životního prostředí (EPA) v roce 2016 představoval podíl CO2 na celkových emisích skleníkových plynů v USA 81,6%.
"Díky vysoce přesným instrumentálním měřením víme, že v atmosféře dochází k bezprecedentnímu nárůstu CO2. Víme, že CO2 absorbuje infračervené záření a stoupá globální průměrná teplota," Keith Peterman, profesor chemie na York College v Pensylvánii, a jeho výzkumný partner, Gregory Foy, docent chemie na York College v Pensylvánii, řekl Live Science ve společné e-mailové zprávě.
CO2 se dostává do atmosféry různými cestami. Spalování fosilních paliv uvolňuje CO2 a je zdaleka největším příspěvkem USA k emisím, které ohřívají planetu. Podle zprávy EPA z roku 2018 spalování fosilních paliv v USA, včetně výroby elektřiny, v roce 2016 vypustilo do atmosféry něco přes 5,8 miliardy tun (5,3 miliardy metrických tun) CO2. Další procesy - například neenergetická spotřeba paliv, výroba železa a oceli , výroba cementu a spalování odpadu - zvýšíte celkové roční emise CO2 v USA na 7 miliard tun (6,5 miliardy metrických tun).
Odlesňování také významně přispívá k přebytku CO2 v atmosféře. Podle výzkumu vydaného Duke University je odlesňování ve skutečnosti druhým největším antropogenním (člověkem vyrobeným) zdrojem oxidu uhličitého. Poté, co stromy odumřou, uvolní uhlík, který uložili během fotosyntézy. Podle globálního hodnocení lesních zdrojů z roku 2010 uvolňuje odlesňování do atmosféry ročně téměř miliardu tun uhlíku.
Globálně je metan druhým nejběžnějším skleníkovým plynem, ale je nejúčinnější při zachycování tepla. EPA uvádí, že metan je při zachycování tepla 25krát účinnější než oxid uhličitý. Podle dohody EPA v roce 2016 připadalo na plyn přibližně 10% všech emisí skleníkových plynů v USA.
Metan může pocházet z mnoha přírodních zdrojů, ale lidé způsobují velkou část emisí metanu těžbou, používáním zemního plynu, hromadným chovem hospodářských zvířat a využíváním skládek. Skot je podle EPA největším jediným zdrojem metanu v USA, přičemž zvířata produkují téměř 26% celkových emisí metanu.
V emisích skleníkových plynů v USA existují určité nadějné trendy. Podle zprávy o dohodě o hospodářském partnerství z roku 2018 tyto emise vzrostly mezi lety 1990 a 2016 o 2,4%, ale mezi lety 2015 a 2016 poklesly o 1,9%.
Část tohoto poklesu byla způsobena teplou zimou v roce 2016, která vyžadovala méně topného paliva než obvykle. Podle Centra pro klimatická a energetická řešení je však dalším významným důvodem tohoto nedávného poklesu výměna uhlí zemním plynem. USA také přecházejí z ekonomiky založené na výrobě na ekonomiku služeb méně náročnou na uhlík. Podle EPA také zlepšily emise paliva a normy energetické účinnosti budov.
Účinky globálního oteplování
Globální oteplování neznamená pouze oteplování, a proto se „změna podnebí“ stala mezi vědci a tvůrci politik oblíbeným termínem. Zatímco se zeměkoule v průměru otepluje, toto zvýšení teploty může mít paradoxní účinky, jako jsou častější a silnější sněhové bouře. Změna klimatu může a bude mít vliv na planetu několika velkými způsoby: táním ledu, vysoušením již vyprahlých oblastí, způsobením extrémů počasí a narušením jemné rovnováhy oceánů.
Tající led
Asi nejviditelnějším dopadem změny klimatu je doposud tání ledovců a mořského ledu. Ledové štíty ustupují od konce poslední doby ledové, asi před 11 700 lety, ale oteplování v minulém století urychlilo jejich zánik. Studie z roku 2016 zjistila, že existuje 99% šance, že globální oteplování způsobilo nedávný ústup ledovců; Ve skutečnosti výzkum ukázal, že tyto řeky ledu ustoupily 10 až 15krát více, než by byly, kdyby klima zůstalo stabilní. Glacier National Park v Montaně měl na konci 18. století 150 ledovců. Dnes má 26. Ztráta ledovců může způsobit ztrátu lidského života, když ledové přehrady zadržující ledovcová jezera destabilizují a prasknou nebo když laviny způsobují nestabilní vesnice pohřbené na ledu.
Na severním pólu probíhá oteplování dvakrát rychleji než ve středních zeměpisných šířkách a mořský led ukazuje napětí. Podzimní a zimní led v Arktidě dosáhl rekordních minim v roce 2015 i 2016, což znamená, že ledová rozloha nepokryla tolik otevřeného moře, jak bylo dříve pozorováno. Podle NASA bylo za posledních 13 let naměřeno 13 nejmenších hodnot maximálního zimního rozsahu mořského ledu v Arktidě. Led se také tvoří později v sezóně a na jaře snadněji taje. Podle údajů Národního střediska pro údaje o sněhu a ledu se v lednu za posledních 40 let rozsah ledového ledu snížil o 3,15% za desetiletí. Někteří vědci se domnívají, že v Severním ledovém oceánu se během 20 nebo 30 let objeví léta bez ledu.
V Antarktidě byl obraz o něco méně jasný. Západní antarktický poloostrov se otepluje rychleji než kdekoli jinde kromě některých částí Arktidy, podle antarktické a jižní oceánské koalice. Poloostrov je místo, kde se ledová polička Larsen C právě zlomila v červenci 2017 a vytvořila ledovec velikosti Delaware. Vědci nyní tvrdí, že čtvrtině ledu Západní Antarktidy hrozí kolaps a obrovské ledovce Thwaitů a Pine Islandu teče pětkrát rychleji než v roce 1992.
Mořský led u Antarktidy je však velmi proměnlivý a některé oblasti v posledních letech skutečně dosáhly rekordních výšek. Tyto záznamy by však mohly nést otisky prstů změny klimatu, protože mohou být způsobeny pohybem ledu na pevnině směrem k moři, když se ledovce tají, nebo změnami větru způsobenými oteplováním. V roce 2017 se však tento rekord rekordního ledu náhle obrátil, s výskytem rekordního minima. 3. března 2017 byl mořský led Antarktidy měřen v rozsahu o 71 000 čtverečních mil (184 000 čtverečních kilometrů) méně než předchozí minimum, od roku 1997.
Zahřívání
Globální oteplování také změní věci mezi póly. Očekává se, že se již mnoho suchých oblastí v důsledku oteplování světa ještě vyschne. Například na jihozápadních a centrálních pláních Spojených států se očekává, že budou po desetiletí trpět „megadroughts“ tvrdší než cokoli jiného v lidské paměti.
„Budoucnost sucha v západní severní Americe bude pravděpodobně horší, než kdokoli jiný zažil v historii Spojených států,“ Benjamin Cook, klimatolog z Goddardova institutu NASA pro kosmická studia v New Yorku, který publikoval výzkum v roce 2015 tato sucha, řekla Live Science. "To jsou sucha, která jsou tak daleko za našimi současnými zkušenostmi, že je téměř nemožné o nich ani přemýšlet."
Studie předpověděla, že do roku 2100 bude v regionu docházet k 85% pravděpodobnosti sucha, která bude v regionu trvat nejméně 35 let. Hlavní vědci zjistili, že je rostoucí vypařování vody z horké a teplejší půdy. Mnoho srážek, které v těchto vyprahlých oblastech spadají, bude ztraceno.
Mezitím výzkum v roce 2014 zjistil, že v mnoha oblastech bude pravděpodobně patrné menší množství srážek, jak se bude klima oteplovat. Tato studie bude pravděpodobně nejvíce zasažena subtropickými regiony, včetně Středozemního moře, Amazonie, Střední Ameriky a Indonésie, zatímco tato studie zjistí, zatímco Jižní Afrika, Mexiko, západní Austrálie a Kalifornie vyschnou.
Extrémní počasí
Další dopad globálního oteplování: extrémní počasí. Očekává se, že hurikány a tajfúny budou s oteplováním planety intenzivnější. Horké oceány odpařují více vlhkosti, což je motor, který pohání tyto bouře. Mezivládní panel OSN pro změnu klimatu (IPCC) předpovídá, že i když svět diverzifikuje své zdroje energie a přechází na méně náročnou ekonomiku fosilních paliv (známá jako scénář A1B), tropické cyklóny pravděpodobně budou až o 11% vyšší v průměru intenzivní. To znamená větší poškození větrem a vodou na zranitelných pobřežích.
Paradoxně může změna klimatu také způsobit častější extrémní sněhové bouře. Podle národních center pro informace o životním prostředí se extrémní sněhové bouře ve východních Spojených státech staly dvakrát tak běžnými, jaké byly na počátku 20. století. Zde opět dochází k této změně, protože oteplování oceánských teplot vede ke zvýšenému vypařování vlhkosti do atmosféry. Tato vlhkost síly bouře, které zasáhly kontinentální Spojené státy.
Narušení oceánu
Některé z bezprostředních dopadů globálního oteplování jsou pod vlnami. Oceány působí jako pohlcovače uhlíku, což znamená, že absorbují rozpuštěný oxid uhličitý. To není špatné pro atmosféru, ale není to skvělé pro mořský ekosystém. Když oxid uhličitý reaguje s mořskou vodou, pH vody klesá (to znamená, že se stává více kyselým), což je proces známý jako okyselení oceánu. Tato zvýšená kyselost jí pryč na skořápkách a kostrech uhličitanu vápenatého, na kterých závisí mnoho mořských organismů na přežití. Tato zvířata zahrnují měkkýše, pteropody a korály, podle NOAA.
Zejména korály jsou kanárem v uhelném dole pro změnu klimatu v oceánech. Vědci z mořských oblastí pozorovali alarmující úrovně bělení korálů, což jsou události, při nichž korály vyhánějí symbiotické řasy, které poskytují korálu živiny a dodávají jim živé barvy. K bělení dochází, když jsou korály namáhány a stresory mohou zahrnovat vysoké teploty. V roce 2016 a 2017 zažil australský Velký bariérový útes události bělících akcí. Coral může bělení přežít, ale opakované bělení vede k menšímu a menšímu přežití.
Nebyl klimatický hiatus
Navzdory ohromnému vědeckému konsensu o příčinách a realitě globálního oteplování je tato otázka politicky sporná. Například popírači změny klimatu tvrdili, že mezi lety 1998 a 2012 se oteplování zpomalilo, což je fenomén známý jako „hiatus změny klimatu“.
Bohužel pro planetu se hiatus nikdy nestal. Dvě studie, jedna publikovaná v časopise Science v roce 2015 a druhá v roce 2017 v časopise Science Advances, znovu analyzovala údaje o teplotě oceánu, které ukazovaly zpomalení oteplování, a zjistila, že se jednalo o pouhou chybu měření. Mezi 50. a 90. lety byla většina měření teploty oceánů prováděna na palubě výzkumných lodí. Voda by byla čerpána do potrubí skrz strojovnu, která nakonec mírně ohřála vodu. Po 90. letech začali vědci používat systémy založené na oceánských bójích, které byly přesnější, k měření teplot oceánů. Problém přišel, protože nikdo neopravil změnu měření mezi čluny a bóje. Provedení těchto korekcí ukázalo, že oceány zahřívaly od roku 2000 v průměru za deset let průměrně 0,12 ° F (0,12 ° C), což je téměř dvakrát rychlejší než dřívější odhady 0,02 ° F (0,07 ° C) za desetiletí.
Rychlá fakta o globálním oteplování
Podle NASA:
