Jak víme, že je člověk odpovědný za růst průměrné globální teploty?

Jistě nejste první ani poslední, koho napadla otázka „Jak víme, že je člověk odpovědný za růst průměrné globální teploty?“ A je to skvělá otázka – ostatně věda jí věnuje již více než 150 let systematického výzkumu a hovoří více jak 150 let velmi jasně – hlavní příčinou je člověk.

Respektive, hlavní příčinou současného rychlého růstu průměrné globální teploty je spalování fosilních paliv. Při spalování fosilních paliv se uvolňuje CO2, což je skleníkový plyn, který zůstává v atmosféře. Tím se zesiluje skleníkový efekt atmosféry, což vede k růstu průměrné globální teploty. Vždyť jen v Česku se od roku 1961 zvýšila roční průměrná teplota o +2,3 °C.

Pojďme se ale podívat, jak vědci a vědkyně k odpovědi došli. Při hledání příčin současného rychlého oteplování věda nepostupuje od závěru k důkazům, ale obráceně. Každou možnou příčinu je třeba důkladně otestovat: Slunce, sopky, orbitální cykly, přirozené klimatické cykly – a případně i příčiny, které zatím neznáme. Vědecké zkoumání a argumenty popsala ve svám X/Twitter vlákně profesorka klimatologie Katherine Hayhoe. Nechejme se tímto postupem provést a inspirovat.

Slunce je přirozeným prvním podezřelým. Každou vteřinu dopadá na Zemi obrovské množství sluneční energie – je to hlavní zdroj energie biosféry i lidské civilizace. Je ale Slunce odpovědné za současnou změnu klimatu?

Měření ukazují, že není. Energie ze Slunce v čase mírně kolísá, ale rozsah těchto výkyvů je příliš malý na to, aby vysvětlil pozorované oteplování. Od roku 1750 se sluneční energie mění v rozmezí ±0,1 W/m², zatímco celkový radiační vliv změřený za stejné období dosáhá +2,72 W/m².

Více: Skeptical Science – sluneční aktivita a globální oteplování nebo NOAA – příchozí sluneční záření

To ale není všechno, Slunce má ještě další alibi – ochlazující se stratosféru. Pokud by průměrná globální teplota rostla v důsledku vyšší aktivity Slunce, rostla by teplota troposféry (vrstva nejníže u povrchu) i stratosféry (~11-50 km nad povrchem) najednou. To ale nepozorujeme. Naopak, stratosféra se ochlazuje, což odpovídá důsledkům vyšší koncentrace CO2 v atmosféře. Případně viz video:

Vulkanická činnost je přirozenou součástí uhlíkového cyklu Země a v minulosti skutečně zásadně ovlivňovala klima. Například na přelomu permu a triasu (před 252 miliony let) výlevy lávy na Sibiři uvolnily obrovské množství CO₂ a způsobily největší vymírání v dějinách Země – tzv. „Velké permské vymírání“.

Dnes tak dramatickou vulkanickou aktivitu nepozorujeme. Rozsáhlé erupce navíc zpravidla planetu dočasně mírně ochladí, protože do atmosféry vynesou oxid siřičitý a aerosoly (popílek) odrážející sluneční záření. Průměrné roční emise z veškeré vulkanické činnosti přitom lidé při spalování fosilních paliv překonali přibližně v roce 1876.

V neprospěch sopek hovoří ještě jeden nezávislý důkaz – měnící se izotopové složení atmosféry. Rostliny při fotosyntéze mírně upřednostňují izotop C12, který se ukládá i do fosilních paliv. Když fosilní paliva spalujeme, poměr C12 v atmosféře roste způsobem charakteristickým právě pro spalování organické hmoty – nikoli pro vulkanickou činnost. Jinými slovy: izotopový otisk atmosférického CO₂ ukazuje přímo na fosilní paliva.

Více: NOAA – sopky nebo lidé, kdo vypouští více CO₂?

Přestože se při výbuchu sopky Hunga Tonga–Hunga Haʿapai v roce 2022 dostalo do atmosféry – především do stratosféry – velké množství vodní páry. Celkový efekt na průměrnou globální teplotu byl mírně ochlazující, zejména na jižní polokouli. Vodní pára přispěla ke tvorbě aerosolových částic odrážejících sluneční záření a zároveň ochladila stratosféru. Přestože je vodní pára skleníkovým plynem, ochlazující efekt aerosolů převážil.

(Navíc se chová vodní pára jinak ve stratosféře a jinak v troposféře.) Podrobněji viz: UCLA – erupce Hunga Tonga ochladila jižní polokouli

Střídání dob ledových a meziledových je způsobeno kombinací astronomických a klimatických procesů. Hlavním spouštěčem jsou Milankovičovy cykly – změny v excentricitě dráhy Země, náklonu zemské osy a precesi – které ovlivňují množství a rozložení sluneční energie dopadající na Zemi, zejména v létě na severní polokouli.

V posledních dvou stoletích však nepozorujeme žádné výrazné změny v těchto parametrech, které by mohly vysvětlit pozorované oteplování. Orbitální cykly navíc působí na škále desítek až stovek tisíc let – nikoli na škále desetiletí.

Přečtěte si například: Tzedakis et al. 2012

Oteplování po poslední době ledové vyvrcholilo přibližně před 10 000 lety. Posledních zhruba 10 000 let – až do průmyslové revoluce – panovalo na Zemi výjimečně stabilní klima s minimálními výkyvy průměrné globální teploty.

Dnešní rychlost oteplování je navíc více než desetkrát vyšší než tempo přirozeného ústupu z doby ledové.

Jevy jako El Niño nebo AMOC přenášejí energii (teplo) mezi různými částmi klimatického systému – zejména mezi atmosférou a oceánem. Nemohou ale energii vytvářet.

Pokud by za oteplováním atmosféry stály tyto cykly, musel by tepelný obsah někde jinde v systému klesat. Pozorujeme něco takového? Naopak – celkový obsah tepla roste v celém klimatickém systému, na souši i v oceánech.

Více: Skeptical Science – obsah tepla v oceánech

Kosmické paprsky? Pohybující se magnetické póly? Neznámý faktor, o kterém zatím nevíme? Tyto hypotézy byly vědecky prověřeny a žádná z nich neobstála při konfrontaci s daty. Přehled analýz naleznete například v práci Huber & Knutti (2012).

Od 50. let 19. století – od práce Johna Tyndalla a Eunice Newton Footeové – víme, že CO₂ zachytává tepelné záření a že vyšší koncentrace CO₂ v atmosféře vedou k vyšší průměrné teplotě planety. Více než 150 let tento vztah zpřesňujeme měřeními, modely a pozorováním.

Navíc víme, kolik fosilních paliv jsme přibližně spálili. Víme, kolik CO₂ a dalších skleníkových plynů se dostalo do atmosféry a kolik vstřebaly oceány a ekosystémy. Když to dáme dohromady, pozorované oteplování odpovídá předpovědím – jak z klimatických modelů, tak z přímých měření. Existuje také celá řada nezávislých empirických důkazů tohoto vztahu.

Graf z šesté hodnotící zprávy IPCC (AR6) ukazuje, čím bylo způsobeno pozorované oteplení o přibližně 1,1 °C v období 2010–2019 oproti předindustriálnímu období 1850–1900.

Celkový vliv lidské činnosti odpovídá pozorovanému oteplení – bez něj by k němu nedošlo. Dominantní roli hrají tzv. dobře promíchané skleníkové plyny (CO₂, metan, oxid dusný a další), jejichž kumulativní oteplovací efekt dosahuje přibližně 1,5 °C. Část tohoto oteplení je ale maskována ochlazujícím účinkem aerosolů – zejména oxidu siřičitého z průmyslu a energetiky – které odrážejí sluneční záření zpět do vesmíru a snižují čistý efekt přibližně o 0,4 °C.

Z jednotlivých látek má největší podíl na oteplování oxid uhličitý (CO₂), následovaný metanem. Naopak oxid siřičitý a další antropogenní aerosoly mají prokazatelný ochlazující účinek. Přirozené faktory – sluneční aktivita a sopečné erupce – hrají v tomto období zanedbatelnou roli.

Nikdo dosud nepředložil vědecky ověřitelnou hypotézu, která by současné oteplování vysvětlila bez lidského příspěvku. Každé alternativní vysvětlení přitom musí zodpovědět jednu základní otázku: jak je možné, že rostoucí koncentrace CO₂, CH₄ a dalších skleníkových plynů teplotu planety nezvyšují? Fyzika říká, že zvyšují. A více než 150 let měření a důkazů to potvrzuje.

Vědecké testování příčin klimatické změny probíhá důsledně a dlouhodobě. Výsledek tohoto testování – po více než 150 letech výzkumu a tisících vědeckých dat a důkazů v nespočtu studií – je jednoznačný: dominantní příčinou současného rychlého oteplování je lidstvo, především spalování fosilních paliv.

Nahradit fosilní paliva jistě nebude snadné, ani co nepůjde udělat za týden. Lidská civilizace ale již ušla v řešení obrovský kus cesty – máme potřebné technologie, řešíme ve své podstatě koordinační problém. Co to znamená v ČR a jak se můžete zapojit i vy sami Fakta o klimatu zpracovali v publikaci atlasdekarbonizace.cz