James Hansen a Makiko Sato: Červencová aktualizace globální teploty. Ďábel vymáhá Faustův dluh

Červencová globální teplota (+1,16 °C od průměru 1880-1920) byla jen o chlup (0,02 °C) nižší než nejteplejší červenec v historii měření (obr. 1, vlevo). A to přesto, že se ještě nacházíme pod vlivem poměrně silného La Niňa (obr. 1, vpravo), vyvolávajícího globální ochlazení se zpožděním v průměru pěti měsíců[1].

Děje se něco navíc ke skleníkovému efektu. Dvanáctiměsíční globální průměr teplot (modrá křivka na obr. 2) již dosáhl svého lokálního minima. Pokud nějaký velký sopečný výbuch nezaplní stratosféru aerosoly, měla by modrá křivka v příštích 12 měsících stoupat, protože Země je nyní velmi daleko od energetické rovnováhy – přijímá více energie než vydává.

Jak moc se odchyluje globální teplota od padesátiletého trendu? Nejlepším měřítkem je asi průměrná odchylka posledních dvou maxim a minim El Niňo / La Niňa od linie trendu. Ta činí 0,14 °C. To je hodně. A víme, že jde o změnu, způsobenou rostoucí energetickou nerovnováhou planety.

Meteorologický šum jako vysvětlení nestačí. Oceán je obrovským rezervoárem tepla a může teplo i vypouštět - to je ostatně příčinou většiny meziročních výkyvů globální teploty. V posledních několika letech však oceán teplo nevydával - naopak, získával teplo nejrychleji v historii. Globální oteplování je toho důsledkem.

Žádné z měřených tepelných působení (forcings) nemůže vysvětlit zrychlení globálního oteplování. Tempo růstu tepelného forcingu dobře promísenými skleníkovými plyny (GHG) se blíží čtyřicetiletému průměru (obr. 3). Sluneční záření se teprve začíná zvedat z nedávného slunečního minima a je stále ještě pod průměrem posledních slunečních cyklů.

Z toho vyplývá, že zrychlení globálního oteplování způsobuje jeden obrovský, dosud neměřený, klimatický faktor: forcing způsobený vyvolanými změnami atmosférických aerosolů.

Leon Simons - ředitel Nizozemského Club of Rome - mi nedávno poslal zprávu, v níž popisuje předpisy, které zavádí Mezinárodní námořní organizace ohledně emisí síry z lodí. Určité snížení bylo požadováno do roku 2015 a v roce 2020 byla celosvětově zavedena přísnější omezení. Snížení je zavedeno v zájmu lidského zdraví; Světová zdravotnická organizace uvádí, že na následky znečištění venkovního ovzduší ročně umírají 3-4 miliony lidí.

Je ostudné, že aerosolové ovlivňování klimatu neměříme, mohli bychom jinak tento rozsáhlý geofyzikální experiment využít ke zlepšení vědomostí. Vliv aerosolů způsobených člověkem je srovnatelný s vlivem CO2, ale s opačným znaménkem, tj. aerosoly způsobují ochlazování.

Aerosoly způsobují ochlazování tím, že odrážejí sluneční světlo do kosmu, takže zvýšení množství aerosolů samo o sobě způsobuje dočasnou energetickou nerovnováhu - více energie odchází, než přichází. Země obnovuje energetickou rovnováhu tím, že se ochlazuje, čímž se snižuje tepelné vyzařování do kosmu.

Forcing způsobený aerosoly je složitý, protože největší část jejich účinku zřejmě spočívá v tvorbě kondenzačních jader mraků. Přidaná kondenzační jádra mají tendenci zmenšovat průměr částeček mraků a tím vytvářet jasnější a déle přetrvávající mraky, ale je to složitý příběh.

Prozatím jen připomínám, že lodě produkují jen zlomek aerosolů způsobených lidskou činností. Očekává se, že globální produkce aerosolů v příštích několika desetiletích výrazně poklesne s tím, jak budeme postupně snižovat emise fosilních paliv.

Také jsme zatím pocítili jen zlomek oteplení z předpokládaného poklesu aerosolů v posledních několika letech. Funkce klimatické odezvy modelu GISS ER (obr. 4), která je typická pro většinu klimatických modelů, naznačuje, že od roku 2015 došlo jen asi k třetině oteplení z předpokládaného snížení emisí z lodí. Naštěstí velká část dosud nerealizovaného oteplení je dílem pomalé odezvy klimatického systému během desetiletí a staletí, kterou Isaac Held nazval rekalcitrantní odezvou[2], což nám dává příležitost vyhnout se převážné části oteplení - pokud budeme jen dostatečně moudří - postupným omezováním současného obrovského geoinženýrství planety[3].

Prozatím - vzhledem k absenci adekvátních měření aerosolů - použijme k odhadu vlivu aerosolů na globální oteplování naměřenou energetickou nerovnováhu Země. Tu lze s dobrou přesností měřit prostřednictvím přesného sledování rostoucí teploty světového oceánu, protože oceán ukládá asi 90 % nadbytku energie. Von Schuckmann et al. (2020)[4] uvádějí, že průměrná nerovnováha v období 1971-2018 činila 0,47 ±0,1 W/m2, ale v období 2010-2018 již 0,87 ±0,1 W/m2.

Další informace o energetické nerovnováze poskytuje kombinace absolutní kalibrace, kterou poskytuje měření změny množství tepla v oceánu, s informacemi, které poskytují družicové radiometry. Přístroje CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System)[5] měří odchozí záření - jak odražené sluneční světlo, tak emitované pozemské tepelné záření. CERES sice nedokáže změřit nepatrnou nerovnováhu mezi příchozími a odchozími toky záření, ale stabilita jeho senzorů je dostatečná k tomu, aby z ní bylo možné odvodit cenné informace o energetické nerovnováze planety.

Data CERES o energetické nerovnováze Země - kromě toho, že odpovídají měřeným datům oceánů podle Von Schuckmann a kol., ukazují, že většina zvýšené nerovnováhy od roku 2015 je způsobena nárůstem absorbované sluneční energie, tj. poklesem odrazivosti Země. To je v souladu s očekáváním, že největší vliv aerosolů na radiační bilanci a klima Země je dán jejich vlivem na mraky.

To však stěží nahradí skutečná měření aerosolů a mraků. Z vesmíru lze měřit mikrofyzikální podrobnosti (velikost částic, tvar, index lomu) aerosolů a částic mraků. Získání vyčerpávajících informací o odraženém slunečním světle - včetně neprůhlednosti aerosolové vrstvy a odrazivosti částic aerosolu - vyžaduje pozorování dané oblasti v širokém rozptylu úhlů, v několika spektrálních pásmech slunečního spektra od blízké ultrafialové až po blízkou infračervenou oblast a s polarizací odraženého světla měřenou s přesností řádově 0,1 procenta. NASA kdysi vypustila družici s touto schopností, ale ta skončila spíše na dně Jižního oceánu poblíž Antarktidy než ve vesmíru, když se družice neoddělila od nosné rakety. Žádná náhradní družice nebyla postavena – ale to je smutný příběh na jindy[6].

Prozatím můžeme pouze vyvodit, že energetická nerovnováha Země - v letech 1971-2015 nižší než 0,5 W na metr čtverečný - se od roku 2015 zhruba zdvojnásobila na 1 W/m2. Tato zvýšená energetická nerovnováha je příčinou zrychlení globálního oteplování. Pokud nebudou přijata vhodná protiopatření, měli bychom očekávat, že rychlost globálního oteplování za čtvrtstoletí 2015-2040 bude přibližně dvojnásobná oproti 0,18 °C/dekádu v letech 1970-2015 (viz obr. 2).

Splacení Faustovského dluhu, na který jsme upozornili roku 1990[7] a podrobně diskutovali jinde[8], je nyní vymáháno. Dr. Faust musel dluh splatit sám. My jsme jej odkázali svým dětem a vnukům.

Poznámky:

1 April 2021 global temperature update http://www.columbia.edu/~mhs119/Temperature/Emails/April2021.pdf

2 Held, I.M., Winton, M., Takahashi, K., Delworth, T., Zeng, F., and Vallis, G.K.: Probing the fast and slow components of global warming by returning abruptly to preindustrial forcing, J. Climate, 23, 2418-2427, 2010.

3 Hansen. J. 2021. Foreword: Conservation Science and Policy for a Planet in Peril. Speaking Truth to Power. D. A. DellaSala (ed). Elsevier: Boston. ISBN-10: 0128129883. Preprint of the Foreword.

4 von Schuckmann, K., L. Cheng, M.D. Palmer, J. Hansen, C. Tassone, V. Aich, S. Adusumilli, H. Beltrami, et al.: Heat stored in the Earth system: where does the energy go?, Earth System Science Data 12, 2013-2041, 2020.

5 Loeb, N.G., G.C. Johnson, T.J. Thorsen, J.M. Lyman, F.G. Rose and S. Kato, Satellite and ocean data reveal marked increase in Earth’s heating rate, Geophys. Res. Lett., 10.1029/2021GL093047.

6 Hansen, J.E., Chapters 31-33 of Sophie’s Planet, draft chapters at www.columbia.edu/~jeh1.

7 Hansen, J.E. and A.A. Lacis: Sun and dust versus greenhouse gases: An assessment of their relative roles in global climate change. Nature, 346, 713-719, 1990.

8 Hansen, J., Storms of My Grandchildren, ISBN 978-1-60819-502-2, Bloomsbury, New York, 2009.

Z veřejného emailu přeložil Erik Schwarzbach.

---

reklama

---