Klimatický systém Zeme

Hrozba zmeny klímy a jej negatívnych dôsledkov predstavuje v súčasnosti veľmi vážny a bezprostredný problém. Najnápadnejším prejavom klimatickej zmeny je bezpochyby globálne otepľovanie, prejavujúce sa tak na pevninách ako aj na oceánoch. Otepľovanie na pevninách so sebou prináša celý rad pozoruhodných, predovšetkým negatívnych dôsledkoch. Zvyšovanie priemernej teploty vzduchu nepriaznivo ovplyvňuje predovšetkým prírodné ekosystémy, ktoré sa len veľmi ťažko tejto zmene prispôsobujú. Popri čoraz častejších extrémnych prejavoch počasia (vlny horúčav, dlhšie trvajúce a intenzívnejšie sucho, silnejšie a prudšie búrky, a pod.) treba do budúcnosti počítať najmä s rozšírenejším výskytom hmyzích a iných škodcov ako aj ľudských patogénov. Ďalším významným dôsledok klimatickej zmeny bude zásadné ovplyvnenie vodných zdrojov všade na svete. Mimoriadne ohrozené sú najmä horské ľadovce, ktorých výrazný ústup, pozorovaný v súčasnosti, ovplyvní dostupnosť vodných zdrojov predovšetkým v Ázii a Latinskej Amerike. Závažnú hrozbu predstavuje, a to aj v našich zemepisných šírkach, častejší výskyt nebezpečných poveternostných javov, akými sú búrky, víchrice, povodne a v tropických oblastiach najmä hurikány a tajfúny. V bezprostrednom ohrození sú taktiež pobrežné a ostrovné oblasti, ktoré už v súčasnosti musia riešiť mnohé problémy spojené s nárastom hladiny svetových oceánov.

Pri posudzovaní a hodnotení klimatických zmien treba odlišovať prirodzené zmeny klímy a ľuďmi podmienenú zmenu klímy. Klimatickými zmenami nazývame len klimatické zmeny prirodzeného charakteru, teda najmä zmeny v minulých geologických dobách Zeme, ľadové doby, sekulárne zmeny, niekedy aj nízkofrekvenčné kolísanie klímy. V minulosti však prebiehali za podstatne dlhšie obdobia ako dnes. V súčasnosti pozorujeme nezvyčajné a extrémne počasie, ako horúce letá a teplé zimy. Tieto anomálie počasia s najväčšou pravdepodobnosťou súvisia s klimatickou zmenou, resp. globálnym otepľovaním. Pod pojmom "zmena klímy" (klimatická zmena) rozumieme iba tie zmeny v klimatických pomeroch, ktoré súvisia s antropogénne podmieneným rastom skleníkového efektu atmosféry od začiatku priemyselnej revolúcie (asi od r 1750), ak ich vieme odlíšiť od zmien prirodzených.

Treba zdôrazniť, že podnebie alebo klíma nie je to isté ako počasie. Pod pojmom počasie rozumieme aktuálny stav atmosféry charakterizovaný súborom vybraných meteorologických prvkov (teplota vzduchu, oblačnosť, tlak vzduchu a jeho vlhkosť, smer a rýchlosť vetra, atď.). Na rozdiel od počasia je klíma (podnebie) charakteristický režim počasia v danej oblasti hodnotený v rámci dlhšieho obdobia. Za účelom charakterizovať klímu daného regiónu sa pre celý rad meteorologických prvkov (teplota vzduchu, atmosférické zrážky, vlhkosť vzduchu, tlak vzduchu, smer a rýchlosť vetra, snehová pokrývka a pod.) počítajú štatistické charakteristiky (priemery, extrémy, denný a ročný chod, premenlivosť, početnosť dní a pod.) za dostatočne dlhé obdobie, spravidla za najmenej 30 rokov. Premenlivosť klímy, teda dlhodobých charakteristík, je podstatne menšia ako premenlivosť počasia. Klimatický systém Zeme sa skladá z atmosféry, hydrosféry, kryosféry, litosféry, biosféry a noosféry ( aktivity človeka), preto aj zmeny klímy sú veľmi komplexné a podieľa sa na nich viacero činiteľov a faktorov (synergický efekt).

Obr. 1  Schéma základnej časti klimatického systému Zeme. Zdroj: Le Treut et al. (2007)

Klíma je výsledkom vzájomnej interakcie viacerých faktorov. Z najvýznamnejších je možné uviesť napríklad faktory mimozemské (slnečné žiarenie, zmeny parametrov orbitálnej dráhy Zeme), vlastnosti zemského povrchu (rozloženie pevnín a oceánov, sopečná činnosť, vegetácia) a samozrejme aj zmeny vo vnútri samotného klimatického systému (chemické zloženie, biologické procesy a zmeny, zmeny vo využívaní pôdy, emisie skleníkových plynov). Prírodné faktory sa v priebehu 20. storočia podieľali asi len 40 % na globálnom náraste teploty vzduchu (približne 0,3 °C z celkového nárastu 0,8 °C za posledné storočie možno vysvetliť pôsobením prírodných faktorov).

Dôležitou vlastnosťou klimatického systému Zeme  sú tzv. spätné väzby, v dôsledku ktorých sa môžu niektoré počiatočné poruchy zosilňovať (kladné spätné väzby) alebo naopak zoslabovať (záporné spätné väzby). Klasickým príkladom pozitívnej spätnej väzby je vzťah medzi teplotou vzduchu a rozsahom polárneho zaľadnenia. Pokles teploty vzduchu môže znamenať zväčšenie rozsahu snehovej a ľadovej pokrývky, čo vedie k výraznejšej schopnosti zemského povrchu odrážať slnečné žiarenie a teda k ďalšiemu poklesu teploty vzduchu v okolí. Naopak príkladom negatívnej spätnej väzby môže byť väzba medzi teplotou vzduchu a vývojom kopovitej oblačnosti v lete. Slnečné žiarenie dopadajúce na zemský povrch spôsobuje ohrievanie prízemných vrstiev vzduchu a vznik výstupného prúdenia (konvekcie), čo vedie k tvorbe kopovitej oblačnosti. Kopovitá oblačnosť však po svojom vzniku začne časť dopadajúceho slnečného žiarenia odrážať a tým preniká k zemskému povrchu menej slnečného žiarenia. Ohrievanie prízemných vrstiev vzduchu sa tým zmierni, čo utlmí aj samotný proces vzniku kopovitej oblačnosti. Všeobecne sa dá povedať, že pozitívne spätne väzby podporujú nestabilitu klimatického systému, naopak negatívne jeho stabilitu zvyšujú. Miera pôsobenia pozitívnych a negatívnych spätných väzieb sa v klimatickom systéme v priebehu dňa a roka, ako aj od miesta k miestu neustále mení. Z tohto dôvodu je chovanie klimatického systému veľmi zložité.

Zdroj:  http://www.shmu.sk/sk/?page=1070