Článek
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.
Dotaz
Proč se oceán nechová jako jedna spojitá nádoba s víceméně stejnou výškou hladiny na celém světě? Proč existují regionální poměrně výrazné rozdíly ve výšce hladiny různě po světě, takže někde může hladina stoupat, zatímco o stovky kilometrů dál klesat (viz odkaz)?
Minutová odpověď
- Ve stavu tzv. hydrostatické rovnováhy by hladina oceánů zaujala tvar geoidu (fyzikální model Země).
- Za trvale rozdílné místní výšky hladin může zejména nejednotná hustota zemského tělesa, a tím i rozdílná gravitační síla Země.
- Krátkodobě přispívají k rozdílům v čase větrem generované vlny a slapové jevy (vliv gravitace Měsíce a Slunce).
- V delším časovém horizontu se na tom podílí hlavně změna klimatu projevující se táním ledovců a změnou objemu a hustoty vody spojené s prouděním.
Odpověď
Pojďme si pro začátek úplně odmyslet vítr, slapové síly (vliv gravitační síly Měsíce a Slunce) a vliv počasí, které ve změnách hladiny oceánů hrají také svou roli, a pojďme předpokládat, že hustota vody ve světových oceánech je konstantní (a tedy nedochází k proudění díky rozdílům v teplotě a tlaku). V takový moment by hladina oceánů zaujala tvar takzvaného geoidu, což je fyzikální model tvaru Země [1]. Jinými slovy by hladina oceánů byla v tzv. hydrostatické rovnováze. Ani to by ovšem nestačilo k tomu, aby hladina oceánů byla všude stejná.
Hustota Země je v různých místech různá
Proč? Nechme se unést představivostí ještě o kousek dál a předpokládejme, že Země je nerotující hladká koule. Máme tedy plochá dna oceánů (nulovou topografii) – a přesto ani tak hladina oceánu není vůči středu této koule ve stejné vzdálenosti. Důvodem je, že hustota Země je v různých místech různá, a proto ani hodnota gravitační síly není všude stejná – některé části Země vodu „přitahují“ více než části jiné, což samo o sobě vede k nepravidelnostem ve výšce hladiny.
Slapy
Pojďme vrátit zpátky do hry některé zanedbané faktory. Výška hladiny oceánu různě kolísá v průběhu roku, ale i v průběhu tzv. slapového cyklu, vlivem gravitačních sil Měsíce a Slunce. Na volném moři je toto slapové kolísání do jednoho metru, ale na pobřeží moří nebo v ústí řek běžně dosahuje až několika metrů. Výsledkem slapového kolísání jsou jevy příliv a odliv. V Evropě je nejvyšší rozdíl hladiny mezi přílivem a odlivem u pobřeží Francie u zámku Mont-Saint Michel, a sice až 15 metrů [2], mimo Evropu to může být tento rozdíl i vyšší a maximum až 20 metrů lze naměřit v zálivu Fundy v Kanadě [4]. Proto se určuje a používá tzv. střední hladina moře (mean sea level), která přibližně kopíruje povrch zemského geoidu.
Odkaz uvedený v dotazu však ukazuje průměrnou změnu výšky střední hladiny v období 1992–2019 v rozmezí ±15 cm. V tomto období ale ve většině moří a oceánů silně převládají kladné odchylky. Proč? Dlouhodobé změny výšky souvisí s množstvím vody, které je rozděleno mezi malý a velký koloběh vody na Zemi [3], a tyto koloběhy mohou být ovlivněné např. odtáváním ledovců.
Tepelná roztažnost vody
K růstu hladiny oceánů však nejvýznamněji přispívá tepelná roztažnost vody. V důsledku globálního oteplování roste i průměrná teplota vody v oceánech, což vede ke zvětšení jejího objemu. A tím, kolik vody v oceánech je, může mít i malý nárůst teploty velký vliv. Změna teploty v různých místech navíc vyvolává oceánské proudění, vedoucí ke změnám výšky hladiny. Podobně je to s lokálně rozdílnými hodnotami salinity (obsahu soli) kvůli teplotně závislé rozpustnosti solí ve vodě. Tyto rozdíly jsou pak vyrovnávány prouděním (difuze). Výška hladiny v konkrétním místě je samozřejmě dále ovlivněna i reliéfem mořského dna.
Shrnutí
Pokud bychom to měli shrnout, sám o sobě fakt, že Země není pravidelná, vede i k rozdílům ve výšce hladin v různých částech světa. K tomu se přidávají další dočasné výkyvy způsobené např. počasím (větrem vyvolanými vlnami) nebo gravitačními vlivy Měsíce a Slunce. Dlouhodobě se pak do hry zapojují faktory, jako je změna klimatu způsobující tání ledovců či změna objemu vody a změny teploty vedoucí k oceánskému proudění. Tyto prvky dohromady způsobují ony rozdíly ve výšce hladin.
Pro Zeptej se vědce odpovídali Jakub a Radim
RNDr. Jakub Pokorný, Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy
RNDr. Radim Tolasz, Ph.D., Český hydrometeorologický ústav
Odbornou recenzi poskytla Ing. Kristýna Kantnerová, Dr. sc. ETH Zürich, University of Colorado Boulder, Geological Sciences & Institute of Arctic and Alpine Research
Zdroje
Odkaz z dotazu: https://sealevel.nasa.gov/internal_resources/443
[1] https://doi.org/10.1007/978-90-481-8702-7_101
[4] KÖSSL, Roman; CHÁBERA, Stanislav. Základy fyzické geografie : přehled hydrogeografie. České Budějovice: Jihočeská univerzita, 1999. ISBN 80-7040-348-9. S. 42.
Více informací lze najít v historické, ale skvělé učebnici prof. Brázdila z roku 1988 (Brázdil, R. a kol., 1988. Úvod do studia planety Země. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 365 s.)
Zeptej se vědce
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? Podpořit nás můžete na https://donio.cz/naucme-vedce-vypravet
