Klimatické změny

Informace o současné globální klimatické změně naleznete v článku Globální oteplování.

Graf zachycující změny teploty, koncentrace CO₂ a prachu z posledních 400 000 let, získané z ledovcového materiálu ve stanici Vostok

Globální střední teplota za posledních 5 miliónů let dle Lisieckiho a Rayma (2005).

Klimatické změny je termín používaný jako označení změn v zemském klimatu anebo v zemských regionálních klimatech. Popisuje změny probíhající po dobu desítek až tisíců roků z pohledu průměrných teplot. Tyto změny mohou být způsobené přírodními změnami anebo lidskou činností. Změny podnebí ovlivňovaly člověka už od počátku. Lidé na ně reagovali přizpůsobením se anebo stěhováním se na jiná místa. Po dobu poslední doby ledové poklesly hladiny moří a lidé mohli putovat mezi jednotlivými kontinenty. Země byla vystavena mnohým přírodním změnám a katastrofám. Patří mezi ně například malá doba ledová, kterou zažila Evropa na začátku středověku.

V současnosti je problematika klimatické změny velmi frekventovaným pojmem zejména v souvislosti s tzv. globálním oteplováním. Klimatické změny, které utvářely podnebí Země už v dávné minulosti, měly přirozený původ, ale současná klimatická změna je podle názoru klimatického panelu OSN podmíněná zřejmě hlavně antropogenními vlivy - lidskou činností (úzce související se začátkem tzv. industrializace).

Existují ovšem i někteří vědci, kteří současné oteplování vidí jako převážně přírodního původu. Ti poukazují, že sluneční aktivita ve 20. století stoupla na rekordní úroveň.

Příčiny klimatických změn

• dlouhodobé změny (miliony let)
  • terestrické příčiny - změny v uspořádání kontinentů, orogeneze
  • extrateresterické příčiny - změny v množství vyzařované sluneční energie
• střednědobé změny (desetitisíce let)
  • terestrické příčiny - změny v rychlosti rozpínání středooceánských hřbetů
  • extraterestrické příčiny - časoprostorové variace v příjmu sluneční energie - Milankovičovy cykly
• krátkodobé změny (stovky až tisíce let)
  • terestrické příčiny - vulkanismus (modifikace albeda atmosféry)
  • extrateresterické příčiny - sluneční cykly

Geologický vývoj Země

Podrobnější informace naleznete v článku Geologický čas.

Geologické éry vývoje Země lze dělit na starší období - prekambrium a mladší období - fanerozoikum (od paleozoika po současnost).

Podnebí v prekambriu

Rekonstriukce prekambrického podnebí je problematická. Hlavními důvody jsou metamorfóza původních hornin a odlišné složení mořské vody. Prekambrium zahrnuje eony hadaikum, archaikum a proterozoikum.

Hadaikum a archaikum

V období vzniku Země, zhruba před 4,6 miliardami let, solární konstanta byla asi o 30 % menší než v současnosti. Složení primární bezkyslíkaté atmosféry bylo od současné značně odlišné - koncentrace oxidu uhličitého přesahovala 10 %, navíc z důvodu absence kyslíku byl metan zastoupen ve větším množstvím než dnes. Předpokládá se, že v této době byl právě metan nejdůležitějším skleníkovým plynem. Silný skleníkový efekt kompenzoval menší solární konstantu, a proto podnebí nebylo chladné - teplota zemského povrchu se pohybovala mezi 0-100 °C. Je doloženo, že v této době existoval oceán v tekutém stavu a že existovala srážková voda.

Proterozoikum

S rozvojem fotosyntetizujících organismů se zvyšovaly atmosférické koncentrace kyslíku na úkor oxidu uhličitého a metanu, vyšší koncentrace kyslíku umožnily vznik ozónové vrstvy. Má se za to, že redukce atmosférického oxidu uhličitého a metanu a následné zeslabení skleníkového efektu vedlo ke globálnímu ochlazení a vzniku několika dob ledových. Nejstarší zalednění je doloženo přibližně 2,3 miliardy let před současností a je nazýváno jako Huronské zalednění. Nejlépe zdokumentovaná doba ledová z proterozoika se odehrála mezi 750-600 miliony let před současností. Předpokládá se, že v té době byl ledovcem pokryt celý nebo téměř celý povrch Země (teorie sněhové koule).

Tato doba ledová byla pravděpodobně ukončena díky vulkanické činnosti, která dodávala do atmosféry skleníkové plyny. Vzhledem k pokrytí zemského povrchu ledovcem neprobíhalo chemické zvětrávání hornin a skleníkové plyny setrvávaly v atmosfeře, kde zvětšovaly skleníkový efekt. Navíc sopečný popel spadlý na zmrzlý povrch Země mohl výrazně snižovat planetární albedo.

Podnebí ve fanerozoiku

Změny v poměru δ¹⁸O během fanerozoika

Odhad koncentrací CO₂ během fanerozoika δ¹⁸O během fanerozoika

Klimatický záznam z tohoto období je mnohem lepší než z prekambria. U mladších hornin je totiž větší pravděpodobnost, že nebudou metamorfovány a navíc mohou obsahovat fosílie rostlin a živočichů. Do fanerozoika spadají geologické éry paleozoikum, mezozoikum a kenozoikum.

Paleozoikum

Tato geologická éra se dále dělí na kambrium, ordovik, silur, devon, karbon a perm.

Kambrium a ordovik

V kambriu a ordoviku nastalo po ukončení doby ledové ve svrchním proterozoiku relativně teplé klima. Mezi doklady teplého klimatu se řadí malé množství ledovcových sedimentů, velká množství evaporitů a karbonátových sedimentů .

Silur

Na konci ordoviku došlo k masovému vymírání druhů, které koreluje s nárůstem gondwanských ledovců. Následovalo chladné období, ale předpokládá se, že ledovce byly omezeny pouze na vysoké zeměpisné šířky.

Devon

V tomto období se předpokládá velmi teplé klima, což dokládá sedimentace evaporitů a karbonátových hornin i v mimotropické zóně, kde tedy musely panovat tropické podmínky. Vysoká úroveň mořské hladiny nasvědčuje redukci polárních ledovců a kosmopolitní mořská fauna svědčí o malých gradientech teploty.

Karbon a perm

V karbonu a permu nastalo výrazné zalednění. Předpokládanými příčinami jsou orogeneze (Hercynské vrásnění) a sekvestrace organického oxidu uhličitého. Orogeneze způsobila zvětšení plochy zemského povrchu ve vysokých nadmořských výškách, vyvázání oxidu uhličitého z atmosféry zeslabilo skleníkový efekt. Na konci permu došlo k velmi výraznému masovému vymírání druhů.

Mezozoikum

V mezozoiku se vyčleňují tři období - trias, jura a křída

Trias

Podnebí triasu bylo relativně teplé a velmi kontinentální, zvláště ve vnitřních částech kontinentů. V aridních oblastech kontinentů byly značně rozšířené pouště.

Jura

V tomto období se klima ochladilo, ovšem teplota vzduchu byla stále zhruba na současné úrovni. Je doloženo pouze sezónní zalednění ve vysokých zeměpisných šířkách.

Křída

Klimatické podmínky v křídě byly pravděpodobně nejteplejší z celého fanerozoika, teplota vzduchu byla přibližně o 6 °C vyšší než v současné době. Vzhledem k malému množství evaporitů se předpokládá, že podnebí bylo také velmi humidní. Na konci křídy Zemi postihlo velké vymírání druhů.

Cyklická povaha některých změn klimatu

• Ve fanerozoiku pozorujeme cyklus asi 140 milionů let, kdy se mění přísun kosmického záření i globální teploty. Psali o něm Nir Shaviv a Ján Veizer.
• Střídání dob ledových a meziledových posledního půl milionu let probíhá v rytmu cca 100 000 let. Příčinou jsou Milankovičovy cykly. Měnící se poloha Země vůči Slunci.
• Období "zelené Sahary" (pluviály) se vrací v rytmu okolo 20 000 let. To je precese, měnící se směřování zemské osy. Díky tomu se mění postavení severní polokoule vůči Slunci.
• Na severní polokouli, zejména v Atlantiku, pozorujeme cyklus cca 1500 let strídání teplých a chladných period. V holocénu je znám jako Bondův cyklus. Minulá teplá perioda bylo středověké optimum. Poslední chladná perioda byla tzv. malá doba ledová, která skončila v 19. století.

Literatura

• NETOPIL a kol. (1984): Fyzická geografie I. SPN, Praha, 272 s.

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Klimatické zmeny na slovenské Wikipedii.

Externí odkazy

• (česky) Ladislav Metelka, Radim Tolasz: Klimatické změny: fakta bez mýtů, Centrum pro otázky životního prostředí Univerzity Karlovy, Praha 2009, ISBN 978-80-87076-13-2
• (česky) Kutílek Miroslav (2008): Racionálně o globálním oteplování (nakl. Dokořán)
• (anglicky) Intergovernmental Panel on Climate Change
• (anglicky) NASA's Global Climate Change website
• (česky) www.klimaskeptik.cz (Stránky o přírodních vlivech na klima)