Oceány - kľúčový systém v oblasti zmeny podnebia - klimareporter °
Otepľovanie oceánov a s nimi stúpanie morských hladín bude pokračovať niekoľko storočí, aj keď by sa hromadenie skleníkových plynov v atmosfére okamžite zastavilo. Už len to ukazuje dôležitosť oceánov pre klimatický systém. Vedcov znepokojujú aj niektoré ďalšie súvislosti.
Oceány vzhľadom na svoju veľkosť hrajú pri zmene podnebia kľúčovú úlohu - koniec koncov, pokrývajú viac ako 70 percent našej planéty. Naše oceány sú v neustálej interakcii s atmosférou.
Napríklad arktická oblasť sa drasticky a vysokou rýchlosťou mení. V priebehu globálneho otepľovania stúpa teplota vzduchu v Arktíde minimálne dvakrát tak často ako mimo polárnych oblastí. To znižuje intenzitu východného prúdového prúdu - ide o silný vietor s rýchlosťou 200 až 500 kilometrov za hodinu v najvrchnejšej troposfére, v nadmorskej výške dobrých 10 000 metrov.
Z tohto dôvodu sa vo výskume podnebia intenzívne diskutuje o tom, či majú arktické zmeny podnebia priamy vplyv na počasie v stredných zemepisných šírkach. Predpokladá sa, že spomalenie prúdového prúdu bude mať čoraz viac za následok blokovanie poveternostných podmienok, napríklad takzvaných omega poveternostných podmienok.
To by mohla byť príčina nárastu extrémov počasia, ktoré už nejaký čas pozorujeme. Charakteristické sú predĺžené, neobvyklé injekcie teplého vzduchu z južných oblastí, ktoré vedú k horúčavám, ako napríklad v lete 2018, alebo k dlhším obdobiam dažďov so záplavami, ako napríklad vo Francúzsku v rokoch 2016 a 2018.
Ako sa vyhrievajú moria?
Globálna priemerná ročná teplota na pevnine bola v posledných rokoch okolo 1,4 stupňa a okolo 0,7 stupňa nad dlhodobou priemernou hodnotou minulého storočia na morskej hladine. Kvôli účinnému zmiešaniu vody a jej väčšej tepelnej kapacite je globálne otepľovanie povrchu oceánu menšie ako otepľovanie pevniny. Zahriate vrstvy v mori obyčajne dosahujú iba hĺbku niekoľko sto metrov.
Pretože priemerná hĺbka oceánu je 3 800 metrov, otepľovanie oceánov - a s ním aj rozširovanie morskej vody a s tým súvisiaci nárast hladiny morí - potrvá niekoľko storočí, aj keď sa hromadenie skleníkových plynov v atmosfére okamžite zastaví. Rozsah doteraz pozorovanej morskej vody je preto iba veľmi malou časťou z celkového rozsahu, ktorý je už predvídateľný.
Uvedené teploty sú priemerné globálne hodnoty, existujú však značné regionálne odchýlky - ako v Arktíde, kde teplota pri zemi stúpa dvakrát toľko. Dôležitým dôvodom je znižujúca sa morská ľadová pokrývka Severného ľadového oceánu. Pretože voda je tmavšia ako ľad, odráža sa menej slnečného žiarenia a oceán ukladá viac tepla, najmä v lete.
Moria a kolobeh vody
Oceány sú hnacou silou kolobehu vody: na zemi sa nachádza asi 1 500 kubických kilometrov vody - čo je nepredstaviteľné množstvo. Jeho veľká časť, okolo 94 percent, sa nachádza v moriach. V atmosfére sa nachádza iba 14 000 kilometrov kubických, okolo 0,001 percenta. Každý rok sa z morí vyparí okolo 460 000 kubických kilometrov. Atmosférická cirkulácia z toho dopravuje 40 000 kubických kilometrov na kontinenty, kde môžu pršať. Rovnaké množstvo vody prúdi späť do mora.
K človeku
José L. Lozán je autorom knihy „Varovný signál - podnebie: moria - zmeny a riziká“ a pracuje ako morský výskumník na univerzite v Hamburgu.
Globálne otepľovanie bude pravdepodobne viesť k zvýšenému odparovaniu z oceánov a k zintenzívneniu vodného cyklu. Dostupné údaje to však zatiaľ nepotvrdzujú. Môže to súvisieť s nedostatočným počtom sérií meraní a vysokou regionálnou variabilitou zrážok a odparovania. V každom prípade sa oteplením zvyšuje absorpčná kapacita vodnej pary v atmosfére. Ak sa teplota zvýši o jeden stupeň, zvýši sa matematicky o sedem percent. V roku 2017 bolo globálne otepľovanie v porovnaní s dlhodobým priemerom 20. storočia už okolo 0,9 stupňa.
Oceány a uhlíkový cyklus
Oceány aj biosféra na pevnine predstavujú dôležité zachytávače CO2 v globálnom uhlíkovom cykle. V morskej vode je rozpustených takmer 40 000 gigatónov uhlíka - čo je takmer 50-krát viac ako 850 gigatónov v atmosfére. Ľudská činnosť, najmä spaľovanie uhlia a ropy, ročne emituje okolo 30 gigatónov CO2. Asi štvrtinu z toho pohltia oceány a podobné množstvo sa uloží v biosfére. To znamená: asi polovica zostáva v atmosfére.
Výmena plynov prebieha medzi atmosférou a najvyššou vrstvou oceánov. Vďaka rozdielu v parciálnom tlaku CO2 oceány absorbujú CO2 zo vzduchu. Čím je voda chladnejšia, tým vyššia je rozpustnosť CO2. Výmena plynu sa v budúcnosti zníži, keď sa moria oteplia a zmenší sa parciálny tlakový rozdiel.
Transport CO2 v hlbších vodných vrstvách sa uskutočňuje v oblastiach tvorby hlbokej vody. Absorbovaný CO2 je distribuovaný v oceánoch prúdmi. Až po storočiach uniká CO2 späť do atmosféry, hlavne v obývaných oblastiach.
Oceánske prúdy sú pre našu klímu mimoriadne dôležité
Pretože slnečné žiarenie nedosahuje zemský povrch rovnomerne, existujú studené a teplé morské oblasti. Oceánske prúdy prenášajú teplo z tropických do polárnych oblastí a zabezpečujú tak vyvážené podnebie na zemi. Bez tohto vyrovnávacieho efektu by napríklad v Európe existovala iná klíma a hospodársky rozvoj na severe by nebol možný.
Na celom svete existuje systém oceánskych prúdov, ktorý sa nepríjemne nazýva „cirkulácia termohalínu“. Názov súvisí so skutočnosťou, že sila prúdov do značnej miery závisí od hustoty vody, ktorá vyplýva z teploty a slanosti. Vietor tiež ovplyvňuje silu prúdov.
Obrázok ukazuje celosvetovú cirkuláciu termohalínu. V Atlantiku tečie teplá voda (červená čiara) na sever z oblasti Perzského zálivu. Po ceste sa slanosť zvyšuje odparovaním a voda sa ochladzuje. Tým sa zvyšuje hustota, voda je ťažšia a klesá smerom dole: vytvára sa hlboká voda. V priemernej hĺbke 2 000 metrov tečie späť na juh (modrá čiara).
Na celom svete existuje niekoľko takýchto oblastí tvorby hlbokej vody (žlté kruhy). Preprava teplej vody v severnom Atlantiku je zodpovedná za otepľovanie strednej a severnej Európy. Tam to spôsobí zvýšenie teploty asi o desať stupňov v porovnaní s ostatnými regiónmi sveta s rovnakou zemepisnou šírkou, ako je napríklad Kanada. „Golfský prúd“ alebo lepšie povedané severoatlantický prúd bol na konci poslednej doby ľadovej niekoľkokrát nestabilný. V súčasnom holocéne je severoatlantický prúd stabilnejší.
Ako bude veci pokračovať a ako vplyv zmeny klímy spôsobenej človekom ovplyvní tieto citlivé oceánske prúdy v 21. storočí, je ťažké predvídať. Doteraz klimatický výskum predpokladal, že pravdepodobnosť, že sa severoatlantický prúd odtrhne, je maximálne desať percent. Ak sa zmenia podmienky v oblastiach tvorby hlbokej vody, mohlo by to mať vplyv na prúdy.
V severnom Atlantiku môže nárast zrážok a množstvo topenej vody z grónskeho ľadového štítu viesť k zníženiu hustoty vody a oslabeniu tvorby hlbokej vody. Opak by mohol nastať, ak sa obsah solí na morskej hladine zvýši v dôsledku odparovania v subtropickom Atlantiku a ťažšia slaná voda sa dostane do oblasti tvorby hlbokých vôd v severnom Atlantiku.