Opravdu nákladní lodní doprava vypouštěním oxidu siřičitého zmírňovala dopady skleníkových plynů?

Nezávislá skupina vědkyň a vědců z českých i zahraničních výzkumných institucí odpovídá na vaše dotazy. Některé odpovědi pak sdílí i na sociálních sítích Facebook, Twitter, Instagram, Threads a zde na Médiu.

Tento dotaz se týká vysokých povrchových teplot severního Atlantiku, které jsou od dubna letošního roku (2023) pozorovány. Povrchová teplota tohoto oceánu je až o 0,7 °C teplejší než ve stejnou roční dobu v minulých letech [1]. A netýká se to jenom severního Atlantiku, i teplota ostatních oceánů je nyní (léto 2023) vysoce nad průměrnou teplotou z posledních několika let [2]. Už teď víme, že ze statistického hlediska je velice nepravděpodobné, že se jedná o čistě náhodný jev, nejspíš je tedy na vině klimatická změna.

Teplota oceánů je ovlivněna mnoha faktory – oceánskými proudy, množstvím dopadajícího slunečního záření, počasím i dlouhodobými změnami klimatu. Tyto faktory mohou samy o sobě vést ke zvýšení teplot. Vědci se aktuálně domnívají, že se v tomto případě jedná o souhru více procesů najednou. Následující text není výčtem všech možných procesů, které pozorovaný nárůst mohou způsobovat.

První z nich souvisí s nepravidelným kolísáním povrchových teplot tropické oblasti Tichého oceánu [3]. Tichý oceán podél rovníku je běžně silně zahříván slunečním zářením. Za normálních podmínek je tato teplá povrchová voda hnána větry (tzv. pasáty) podél rovníku od Jižní Ameriky směrem k Indonésii, kde se rozptýlí do okolí, a na povrch u Jižní Ameriky se dostává naopak chladnější voda z hlubších vrstev oceánu.

V minulých třech letech byla naše planeta ve fázi zvané La Niña, kdy jsou tyto větry silnější než obvykle. Kvůli tomu, že tato fáze byla nezvykle dlouhá, se v tropické části Tichého oceánu u Indonésie nashromáždilo velké množství tepla.

Letos (2023) v červnu byl ohlášen příchod fáze zvané El Niño [4]. S příchodem El Niña dochází k výraznému zeslabení pasátů nebo dokonce k otočení jejich směru [3], tedy větry mohou vanout od Indonésie k pobřeží Jižní Ameriky. Zároveň teplo nashromážděné za poslední léta v hlubších vodách u Indonésie se začalo šířit do dalších částí Tichého oceánu. Tím dochází k výraznému oteplování povrchové vody celého tropického Tichého oceánu.

Dalším důvodem pro vysoký nárůst teplot oceánů je fakt, že El Niño má velký vliv na počasí po celém světě. Výměna tepla mezi Tichým oceánem a atmosférou totiž ovlivňuje vzdušné proudy a počasí například i nad Atlantickým oceánem. Výsledkem toho je, že nyní pozorujeme nezvykle vysoké teploty v severovýchodním Atlantickém oceánu a naopak nezvykle nízké teploty v jeho severozápadních částech. V tropických oblastech Atlantického oceánu podél rovníku letos pozorujeme slabší pasáty vanoucí od východního pobřeží Afriky směrem ke Karibiku, což vede také ke zvýšení teplot povrchových vod.

Málo saharského písku

Kvůli slabším pasátům je letos v atmosféře také velmi nízké množství saharského písku. S tím souvisí i vámi citovaný příspěvek na Twitteru [5]: od roku 2020 vypouštějí nákladní lodě do atmosféry méně oxidu siřičitého (SO₂) kvůli přísnějším podmínkám na obsah síry v palivech [6]. Nečistoty v atmosféře – písek i aerosoly (částečky rozptýlené ve vzduchu) – přispívají k tvorbě oblačnosti a odrážení slunečního záření. Pokud jich je méně, dostane se skrz atmosféru na povrch Země více slunce, a tudíž více tepla. Vliv snížení obsahu síry v palivech nákladních lodí je zatím ovšem málo prozkoumán. Jednotlivé studie stanovují možné zvýšení radiačního působení (změny přenosu energie v atmosféře) z důvodu nižší koncentrace SO₂ v rozmezí 0,02–0,36 W/m², což jsou spíše nižší hodnoty. Předpovídaný vzestup globální teploty až o 0,045 °C kolem roku 2050 [6] vlivem nižší koncentrace SO₂ by v dalších letech mohl mít vliv i na vyšší teplotu hladiny oceánů, zatím je však příliš brzy dělat závěry.

Uvedeme si jeden příklad, kdy globální ochlazení atmosféry nastalo: roku 1991 došlo k velkému výbuchu sopky Mount Pinatubo na Filipínách. Ta vypustila do atmosféry takové množství oxidu siřičitého a dalších aerosolů, že v dalších třech letech došlo kvůli odstínění slunečního záření k poklesu celosvětové teploty o zhruba 0,5 °C [7].

Takto zásadní význam pro globální teplotu atmosféry mají velké sopečné erupce v případě, že jsou sopečný prach a sopečné plyny vyvrženy do velkých výšek, pokud možno až do spodní stratosféry (vrstva atmosféry zhruba 10–50 km nad zemským povrchem). Saharský písek a zplodiny z lodní dopravy však zůstávají jen ve spodní troposféře v blízkosti zemského povrchu, a jejich vliv na atmosférické procesy je tak řádově nižší. Zároveň byl ale v případě výbuchu sopky Mount Pinatubo pozorován i výrazný pokles ozónu ve stratosféře, který nás chrání před nebezpečným ultrafialovým (UV) zářením.

Umělé zavádění aerosolů do atmosféry, které vámi zmiňované geoinženýrství navrhuje jako jednu z možností o snížení celosvětové teploty [8], není tedy tak úplně přímočarou záležitostí. Je skutečně možné, že jsme doteď nevědomky geoinženýrství a snižování účinku skleníkových plynů praktikovali – vypouštěním velkého množství oxidu siřičitého z nákladní lodní dopravy, které v atmosféře zvyšovalo odražené sluneční záření. Omezení těchto emisí od roku 2020 tak může mít skutečně vliv na oteplování oceánů kvůli vyššímu množství dopadajícího záření (o tomto se píše ve zmiňovaném příspěvku na Twitteru [5]). Dostupné studie však tento vliv zatím nepotvrzují zcela jednoznačně.

Cílené ovlivňování klimatu Země, které geoinženýrství zkoumá, je ovšem problematické hned z několika hledisek. Jednak neznáme podrobně všechny možné důsledky a vedlejší efekty, protože je velice náročné je předpovědět pro tak složitý systém, jako je naše Země. Například cílená změna nějakého procesu v atmosféře může vést k nepředvídatelným změnám v oceánským systémech, které se vyvíjely do své nynější funkční podoby po miliony let.

Dále je geoinženýrství problematické z pohledu etiky a politiky. Kdo přesně rozhodne o použití určitého procesu? A kdo ponese zodpovědnost za to, pokud tento proces selže a výrazně poškodí určité ekosystémy nebo oblasti na naší planetě? Mohli bychom tak vyvolat válečný konflikt?

A také není rozumné spoléhat se na specifickou geoinženýrskou technologii a doufat, že rychle vyřeší problémy, které jsme za posledních několik století natropili. Většina vědců se shoduje na tom, že se musíme spíše zaměřit na důsledné snižování vypouštěných skleníkových plynů a postupně zavádět obnovitelné zdroje energie. Jedině tak dosáhneme udržitelné cesty pro dlouhodobé zmírnění změny klimatu.

Pro Zeptej se vědce odpovídala Kristýna

Ing. Kristýna Kantnerová, Dr. sc. ETH Zürich; University of Colorado Boulder, Geological Sciences & Institute of Arctic and Alpine Research

Odpověď recenzovali RNDr. Radim Tolasz, Ph.D. a RNDr. Ladislav Metelka, Ph.D., Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ)

Odpověď editoval Luděk Vašta

[1] https://www.wfla.com/weather/climate-classroom/spike-in-ocean-heat-stuns-scientists-have-we-breached-a-climate-tipping-point/

[2] https://climatereanalyzer.org/clim/sst_daily/

[3] Cox, John D. Weather for dummies, kap. 6. Hungry Minds, Inc., 2000.

[4] https://www.weather.gov/news/230706-ElNino

[5] https://twitter.com/hankgreen/status/1687535525169930241

[6] https://www.carbonbrief.org/analysis-how-low-sulphur-shipping-rules-are-affecting-global-warming

[7] https://pubs.usgs.gov/pinatubo/self/

[8] https://cs.wikipedia.org/wiki/Geoinženýrství

https://cs.wikipedia.org/wiki/El_Niño

Projekt Zeptej se vědce se snaží zprostředkovat kontakt mezi vědeckou a nevědeckou veřejností. Máte-li na vědce nějaký dotaz, zeptejte se nás na Facebooku, Twitteru nebo Instagramu. Líbí se vám naše příspěvky? Budeme rádi, když podpoříte naši činnost: darujme.cz/projekt/1209422