Jak rychle se otepluje Česko?

Data Českého hydrometeorologického ústavu ukazují, že Česko se od roku 1961 oteplilo o 2,3 ˚C.

Nicméně za to samé období vzrostla průměrná globální teplota zhruba o 1 ˚C. Tedy Česko se otepluje přibližně dvakrát rychleji než je globální průměr.

Jak je to možné?

Globální teplota totiž odkazuje na průměr teplot ze všech lokací. Ty se ale oteplují různě rychle. V některých oblastech dokonce (ovšem pravděpodobně pouze dočasně) může docházet i k ochlazení. Na grafu níže můžete vidět rychlost oteplování mezi lety 1995 a 2024.

Jedním z důležitých faktorů je skutečnost, že většinu zemského povrchu tvoří oceány, které se oproti pevnině oteplují pomaleji. Voda má totiž výrazně vyšší tepelnou kapacitu než pevný povrch, takže k jejímu ohřevu o 1 °C je zapotřebí více energie.

Navíc se přijaté teplo v oceánech nerozprostírá jen v tenké povrchové vrstvě, ale je přenášeno do větších hloubek prostřednictvím míchání a oceánské cirkulace. Významnou roli hraje také odpar, který spotřebovává část energie. Výsledkem je, že se energie v oceánech „ukládá“ do většího objemu vody. Pevnina se tak otepluje rychleji.

Roli ale hrají i regionální specifika. Například rozdíly v rychlosti oteplování mezi tropickými a polárními oblastmi. Lokální oteplení Arktidy i oteplení střední Evropy probíhá rychleji než průměrné oteplení celé planety, naopak tropy se oteplují pomaleji.

Proč se se různí oteplení zeměpisných šířek

Vyšší zeměpisné šířky (oblasti blíže zemským pólům) se, zejména na severní polokouli, oteplují rychleji. Od poloviny devadesátých let se Evropa otepluje o 0,53 °C za dekádu, a Arktida dokonce o 0,69 °C za dekádu. Průměrná globální teplota přitom rostla „jen“ o 0,26 °C za dekádu. Důvodů pro tento jev je několik, ačkoliv výzkum důležitosti jednotlivých faktorů stále pokračuje, a diskuse v odborné literatuře není zdaleka uzavřena.

Jedním z nejvýznamnějších důvodů je zpětná vazba spojená s odrazivostí sněhu a ledu, a jejich rychlé ubývání v blízkosti severního pólu. Nicméně jsou zde i další faktory, které k danému jevu přispívají.

Tento jev je výrazný především na severní polokouli, Arktida patří k nejrychleji se oteplujícím částem světa. Proto se specificky mluví o tzv. arktickém zesílení. Za něj je zodpovědné několik faktorů.

1. V Arktidě kvůli oteplení rychle ubývá sněhová a ledová pokrývka a tak výrazně klesá odrazivost povrchu. Čerstvý sníh má až 90% odrazivost, kdežto mořská voda má odrazivost mnohem menší (od 6 % pro kolmý úhel slunečního záření až po 50 % při nízkých úhlech dopadu záření). Proto voda působí velkou část dne spíše jako tmavý povrch a absorbuje většinu záření, jenž vzápětí přemění na teplo.
2. Další faktor souvisí s transportem tepla z rovníku. Na pólech sluneční záření dopadá pod menším úhlem než na rovníku, na jednotku plochy tedy dopadá méně energie. Země přitom teplo také vyzařuje do vesmíru. Na pólech je celková bilance radiačních toků energie (rozdíl mezi dopadajícím slunečním zářením a tepelným vyzařováním povrchu) záporná. Jinými slovy Země zde více energie vyzáří než na ní dopadá. Aby se bilance energie vyrovnala, je doplňován transportem tepla směrem od rovníku k pólům. V důsledku zesíleného skleníkového efektu je u rovníku více energie, a tím je zesílen i transport tepla od rovníku k pólům.
3. Dalším důsledkem nižší radiační bilance povrchu v Arktidě je fakt, že se povrch neprohřeje dostatečně, aby vzniklo vertikální tepelné proudění (konvekce) jako v tropech. Do atmosféry nad polárními oblastmi je teplo dodáváno horizontálním transportem od rovníku a atmosféra je tzv. stabilní (opak instabilní atmosféry s konvekcí). Na rozdíl od oblastí blízko rovníku se v důsledku chybějící konvekce na pólech teplo od povrchu tolik nepřenáší do vyšších vrstev atmosféry, a maximální oteplení pozorujeme u povrchu, zejména v zimě (u rovníku je tomu jinak).
4. Od rovníku k pólům dochází i k většímu přenosu vodní páry, tím jak čím dál teplejší vzduch dokáže udržet více páry – tato pára v chladných polárních regionech pak kondenzuje a uvolní další, tzv. latentní teplo, navíc může zvýšit množství oblačnosti, což zejména v období polární noci zesiluje oteplení povrchu. Díky těmto faktorům se póly rychleji oteplují oproti minulosti hlavně v zimním období.

A jak je to s oteplením ve střední Evropě?

Ve střední Evropě hrají roli i změny atmosférické cirkulace v mírných šířkách. Řada studií (např. zde, zde, zde, zde, zde nebo zde) poukazuje na souvislost výskytu extrémně vysokých teplot, zejména v létě, v Evropě, se změnami atmosférické cirkulace v oblasti severního Atlantiku. Tyto posuny jsou částečně způsobeny antropogenní změnou klimatu. Změny cirkulace se projevují zejména zvýšenou frekvencí výskytu tzv. blokujících situací (tj. blokujících tlakových výší). Vlny veder jsou obvykle spojeny s průnikem teplého subtropického vzduchu do Evropy díky častějšímu výskytu blokujících anticyklón (oblastí tlakové výše) nad centrální a severní Evropou. Tyto tlakové výše mají za následek výskyt vln veder, teplých nocí a déletrvající tepelný stres.

Změny cirkulace také souvisejí se změnami severoatlantické oscilace (NAO), což jsou kvazi-periodické změny pole tlaku vzduchu a proudění v severoatlantickém sektoru. Frekvence a amplituda severoatlantické oscilace se také mění s probíhající změnou klimatu. Naměřená data i simulace ukazují, že NAO v létě díky změnám klimatu vykazuje větší variabilitu a více extrémů než v minulosti. Některá léta více posílí tlakovou výši nad Azory a oblasti vyššího tlaku vzduchu nad střední a severní Evropou, způsobující vlny veder. Zároveň tato větší variabilita jiná léta způsobí zeslabení tryskového proudění nad Evropou, což zvyšuje jeho rozvlnění, které umožňuje častější výskyt anticyklón, jenž zase přinášejí vyšší teploty a vytvářejí vlny veder.

Další významný faktor, který ovlivňuje růst teploty vzduchu v Evropě je zpětná vazba spojená s vlhkostí půdy.  Nižší půdní vlhkost má za následek snížení výparu. Výpar spotřebovává teplo, a pokud by výpar neprobíhal, více energie se přemění na tzv. zjevné teplo, které ohřívá vzduch. Zmenšení evapotranspirace tedy může způsobit nárůst teploty vzduchu. Je to uzavřená smyčka – nárůst teploty vzduchu způsobuje větší výpar, následně se snižuje půdní vlhkost a tím i evapotranspirace (celkový výpar ze zemského povrchu do atmosféry jak z půdy, tak z rostlin). Tím se znovu zesiluje oteplení nad půdou.

V létě se v důsledku zmíněných změn atmosférické cirkulace a srážek tento fenomén snížení půdní vlhkosti významně zesiluje.