evidence.ninja

debunk

Jak působí zvýšené koncentrace CO₂ v atmosféře na globální teplotu?

Tomáš Jirsa a Zdeněk Hraba

Výrok

  • Zdeněk Koudelka

Fakt

To, že zvýšení koncentrace CO₂ způsobuje růst teploty, je dobře popsaný jev již od 19. století a v současnosti pro něj existuje celá řada důkazů a přímých empirických měření. Satelitní měření jasně prokázalo, že se snižuje množství odchozí energie ve frekvenčních pásmech, kde je aktivní CO₂. Tedy v zemském systému energie zůstává, a tím dochází k oteplení. Tento jev je současně potvrzován měřeními na povrchu, kde vědci zaznamenávají růst množství energie ve formě infračerveného záření přicházejícího zpět z atmosféry. Jde o dva nezávislé důkazy, které se navzájem potvrzují.

Delší vysvětlení

To, že CO₂ kauzálně ovlivňuje teplotu, je dobře doložený fakt již od experimentů Eunice Foote (1856) a Johna Tyndalla (1859) v 19. století. CO₂ je velmi účinný v infračerveném spektru a zachytává tak teplo, které vyzařuje Země. Naopak je „průhledný” pro příchozí energii ze Slunce.

Příchozí záření ze slunce je krátkovlnné, protože frekvence záření roste s teplotou vyzařujícího objektu. A Slunce je mnohem teplejší než Země. Zemský povrch se propuštěnou krátkovlnou radiací ohřeje a začne vyzařovat infračervené teplo zpět do vesmíru. Odchozí záření je ale dlouhovlnné, neboť Země je oproti Slunci chladnější.

A zde je podstata skleníkového efektu. Skleníkové plyny velmi efektivně zachytávají teplo, které Země vyzařuje do vesmíru. Bez něj by teplota na Zemi byla hluboko pod bodem mrazu. Tento jev je zároveň velmi dobře prokázaný, protože je zkoumán již od 19. století, kdy ho poprvé formuloval Joseph Fourier. Ten si uvědomil, že v noci je daleko menší zima, než by očekával, a tedy existuje nějaký mechanismus, který zachytává teplo. Pro srovnání na Měsíci, kde není amtosféra se skleníkovými plyny, v noci klesá teplota k –100 °C.

Schéma fungování skleníkového efektu. Příchozí krátkovlnné záření ze Slunce je pro skleníkové plyny „průhledné”, zatímco pozoruhodně dobře zachytávají dlouhovlnné záření, které nahřátá Země vyzařuje zpět do vesmíru. Zdroj: Steve Easterbrook. Computing the Climate: How We Know What We Know About Climate Change. Cambridge University Press. 2023.

Fourierovu hypotézu potvrdila experimentálně jako první již v polovině 19. století Eunice Foote. Nezávisle na ní poté John Tyndall, který v laboratoři podrobně popsal chování CO₂ a jeho pozoruhodnou schopnost zachytávat dlouhovlnné záření (teplo).

Experimentální soustava Johna Tyndalla

Kauzální vztah mezi koncentrací CO₂ a zachytáváním tepla prokázali experimentálně Eunice Foote a John Tyndall již v polovině 19. století. Na obrázku experimentální zařízení Johna Tyndalla. Zdroj: Steve Easterbrook. Computing the Climate: How We Know What We Know About Climate Change. Cambridge University Press. 2023.

To, že CO₂ zachytává teplo, je podpořeno řadou dalších důkazů — například tím, že se oteplují nižší vrstvy atmosféry se skleníkovým plyny (troposféra), zatímco se ochlazují vyšší vrstvy jako stratosféra. To je důsledek toho, že se k ní přes zvýšené koncentrace skleníkových plynů dostává méně a méně tepla.

Dalším důkazem je skutečnost, že se systematicky více otepluje v noci než ve dne. Skleníkový efekt je totiž aktivní neustále, zatímco Slunce prohřívá povrch jen ve dne.

Analýza změn teploty podle výšky jasně ukazuje, že se otepluje u povrchu, zatímco ve vyšších vrstvách se ochlazuje. To jasně vyvrací možnost, že by za oteplováním mohlo být zvýšené množství energie ze Slunce. (Zdroj: PNAS)

Falešné tvrzení

Tvrzení

Autoři výroku tvrdí, že „nelze nijak exaktně doložit“, zda CO₂ způsobuje růst teploty nebo naopak. To je naprostý omyl. To, že CO₂ způsobuje růst teploty, stejně jako to, že růst teploty způsobuje uvolňování CO₂ z oceánů, jsou oba velmi dobře doložené a „exaktně“ zdokumentované fakty.

Autoři se odkazují na fenomén známý z popisu střídání dob ledových. Při jejich studiu skutečně nejprve začala nejdříve růst globální teplota a poté následoval růst koncentrace CO₂ v atmosféře — to je zdokumentováno analýzami ledovcových jader z Antarktidy. Zde je důležité upozornit, že právě lokace antarktických ledovců hraje pro pochopení vzáhemné role CO₂ a teploty roli.

Dnes je přesvědčivě doloženo, že změna teploty byla v minulosti iniciována periodickými změnami v oběžné dráze Země. Ty jsou nazvány Milankovičovy cykly podle srbského inženýra a vědce Milutina Milankoviče, který pro tuto teorii počátkem 20. století přinesl matematické výpočty. Nicméně již tehdy bylo zřejmé, že ačkoliv změny v cyklech oběžné dráhy odpovídají nástupu a koncům dob ledových, množství energie samo o sobě nestačí ke změně globální teploty v takovém rozsahu.

Dalším výzkumem se prokázalo, že samotné orbitální cykly fungují spíše jako „spouštěč“ oteplujících procesů, které původní změnu zesilují. Patří sem především zpětná vazba tání ledovců (ledovce mají vysoké albedo — odrážejí velké množství sluneční energie; když roztají, oceán pohltí mnohem více energie).

Další významnou zpětnou vazbou je, že oceány uvolňují rozpuštěný CO₂ při oteplování (teplejší voda má menší schopnost pohlcovat CO₂). To samo o sobě zvyšuje koncentraci CO₂ a podporuje další oteplení.

Dalším významným faktorem je vodní pára. Ta je důležitým skleníkovým plynem, ale její koncentrace v atmosféře závisí převážně na teplotě. O jeden stupeň vyšší teplota umožní zadržet až o ~7 % více páry. Tím atmosféra získává další zesilující schopnost → vyšší teplota → více vodní páry → větší zachytávání tepla.

V Antarktidě došlo v dávné minulosti k oteplení díky Milankovičovým cyklům, a následně se přes sérii pozitivních zpětných vazeb oteplily oceány, jenž uvolnily uložené CO₂, a to vedlo ke nárůstu celoplanetární koncentrace CO₂ v atmosféře a následně celoplanetárnímu zvýšení teploty. Důkazy doložili např. Shakun a spol. v roce 2012, kdy prokázali časový předsun koncentrace CO₂ před teplotou naměřenou v ledovcích Antarktidy pouze platící pro jižní polokouli (červené sloupce na spodním grafu), kdežto na severní polokouli či globálně, uvolněné CO₂ předcházelo oteplení (modré a šedé sloupce na spodním grafu).

Časový předsun vyšších koncentrací CO₂ před teplotou existoval pouze na jižní polokouli, zatímco globálně na Zemi teplota rostla až po nárůstu globáních koncentrací CO₂. Zdroj: Nature

Klam

Tohle tvrzení obsahuje argumentační klam označovaný jako „přehlížení evidence“. Autoři tvrdí, že kauzální vztah nebyl prokázán, ačkoliv k němu existuje velmi bohatá množina dokladů z řady na sobě nezávislých disciplín. A to po dlouhou dobu — již od 19. století.

Shrnutí na závěr

Vyšší koncentrace CO₂ způsobují vyšší teplotu atmosféry. Jde o velmi dobře doložený fakt, který vychází ze základních fyzikálních principů a je experimentálně i empiricky potvrzen již od 19. století.

Zdroje

Příklady