Změna průměrné teploty planety za 22 000 let

Co je zobrazeno v grafu

• V grafu je znázorněn vývoj teplotní anomálie vzhledem k „předindustriálnímu“ referenčnímu období 1850–1900 (nejde o graf průměrné teploty, ale odchylky od průměrných teplot v referenčním období z let 1850–1900) během posledních 22 000 let
• Graf začíná v době vrcholu poslední doby ledové, 20 000 let př. n. l. Můžeme pozorovat přirozené oteplení, které proběhlo během konce doby ledové, a následné ustálení teplot v nynější době meziledové. V pravé části grafu vidíme současné oteplení od roku 1880, tedy současnou klimatickou změnu, která je důsledkem zvyšujících se koncentrací CO₂ v atmosféře.
• Jedná se o vývoj odchylky průměrné teploty na celé Zemi – tedy nejde o data získaná v jednom místě, ale zprůměrovaná z mnoha měření získaných po celé Zemi (více níže v sekci „Jak se získává rekonstrukce historické teploty“).

Klíčová fakta

• Během přirozeného přechodu z doby ledové do doby meziledové se planeta Země v průměru oteplila zhruba o 3,5 °C, toto přirozené oteplení trvalo přibližně 10 000 let. I v době nejrychlejšího přirozeného růstu teplot trvalo oteplení o 1 °C více než tisíc let
• Posledních 10 000 let byla průměrná teplota na Zemi stabilní, měnila se o méně než 0,2 °C za tisíc let
• Během posledních 100 let se planeta kvůli působení lidmi vypouštěných skleníkových plynů oteplila o více než 1 °C. Toto oteplování bude pokračovat dokud lidstvo nepřestane zvyšovat koncentrace skleníkových plynů v atmosféře. Budoucí růst teplot závisí na tom, jak rychle se podaří ukončit toto zvyšování koncentrací.
• V případě, kdy lidstvo co nejrychleji odstoupí od využívání fosilních paliv, se růst teplot zastaví na 1,5 °C nad hodnotami, které byly běžné před průmyslovou revolucí. V případě, kdy lidstvo naopak zvýší využívání fosilních paliv, bude růst teplot pokračovat a před koncem tohoto století dosáhne více než 4 °C, což je více než rozdíl mezi dobou ledovou a meziledovou. (Údaje zvýšení teploty jsou však udávány jako průměr celé planety. Kontinenty se oteplují přibližně dvakrát rychleji, severní ledový oceán téměř čtyřikrát rychleji. Pro Českou republiku znamená nízký emisní scénář oteplení o cca 3 °C v roce 2100 oproti teplotám běžným v minulém století a vysoký emisní scénář povede k oteplení ČR o 6 °C v roce 2100.)

Jak se zjišťuje teplota v minulosti?

• Teploty naměřené teploměry máme k dispozici pouze posledních zhruba 150 let. Abychom zjistili, jaké teploty panovaly na různých místech dříve v historii, je nutné teplotu zrekonstruovat za pomoci tzv. proxy měření. Nejčastěji používaným proxy měřením je měření relativních koncentrací izotopů kyslíku v hloubkových vrtech. Jak se v historii postupně usazovaly ledovce a mořské sedimenty, byly v nich zachycovány malé bublinky vzduchu. Poměr izotopů kyslíku v těchto zachycených bublinkách závisí na teplotě, která v době usazení v okolí panovala. Vědci tedy provádějí hloubkové vrty do ledovců a mořských sedimentů, kde věk vzorku se zvyšuje s hloubkou vrtu, a dokáží tak časově zrekonstruovat historické průměrné teploty v místě vrtu.
• Proxy měření ovšem existuje více druhů, teplotu je možné také (s určitou nejistotou) zrekonstruovat například z letokruhů stromů, zkoumáním fosilií rostlin, pylových zrn z usazenin, či zkoumáním poměrů hořčíku a vápníku v mořských sedimentech.
• Pro zrekonstruování průměrné globální teploty je nutné provést mnoho takových měření po celé Zemi a vytvořit z nich vážený průměr. Rekonstrukce teploty ve studii Shakun (2012) využila data z 80 vrtů rozmístěných po celém světě; studie Marcott (2013) využila data ze 73 míst. Díky využití dat z více míst mají výsledné průměrné odchylky světové teploty poměrně nízkou nejistotu – u většiny datových bodů je nejistota mezi 0,2 °C a 0,3 °C (2σ).

Jak se předpovídá budoucí teplota?

• Díky znalosti radiačního efektu skleníkových plynů je možné předpovědět, o kolik se zvýší energie přicházející k Zemi při zvýšení koncentrace skleníkových plynů. Protože v zemském klimatu působí různé pozitivní a negativní zpětné vazby, které výslednou teplotu ovlivňují, změna globální teploty se simuluje za pomoci klimatických modelů. Tyto modely jsou trénovány a testovány za pomoci historických dat.
• Na světě existuje zhruba stovka nezávislých týmů, které vyvíjí vlastní klimatický model. Mezivládní panel pro změnu klimatu (IPCC) pak shrnuje výsledky těchto jednotlivých týmů a publikuje predikované hodnoty oteplení
• Budoucí oteplení závisí na budoucím množství emisí skleníkových plynů. Proto IPCC vydává čtyři různé předpovědi pro čtyři emisní scénáře (Representative Concentration Pathways, RCP). Nejnižší emisní scénář RCP2.6, který by zaručoval udržení oteplení pod hodnotou 1,5 °C by vyžadoval rychlý celosvětový přechod ke klimatické neutralitě. Na druhém konci škály je scénář RCP8.5, který by nastal v případě významného zvýšení využívání fosilních paliv a způsobil by oteplení o více než 4 °C. Tento vysoký emisní scénář je v současnosti také čím dál méně pravděpodobný díky klimatickým závazkům, které jsou všude po světě přijímány. Pokud by byly přijaté závazky skutečně implementovány, odhaduje se, že je svět na trajektorii k oteplení zhruba o 2,8 °C (odhad z července 2020, podrobněji viz Carbon Action Tracker.

Zdroje dat

• Shakun, J., Clark, P., He, F. et al. Global warming preceded by increasing carbon dioxide concentrations during the last deglaciation. Nature 484, 49–54 (2012). DOI 10.1038/nature10915
• Marcott, S., Shakun, J., & Clark, P., Mix, A. A Reconstruction of Regional and Global Temperature for the Past 11,300 Years. Science 339, 1198-201, (2013) DOI 10.1126/science.1228026.
• GISTEMP Team, 2020: GISS Surface Temperature Analysis (GISTEMP). NASA Goddard Institute for Space Studies. Dataset navštíven 2021-02-20 na data.giss.nasa.gov/gistemp.
• Lenssen, N., G. Schmidt, J. Hansen, M. Menne, A. Persin, R. Ruedy a D. Zyss, 2019: Improvements in the GISTEMP uncertainty model. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 124, č. 12, str. 6307–6326, DOI 10.1029/2018JD029522.
• Kaufman, D., McKay, N., Routson, C. et al. A global database of Holocene paleotemperature records Sci Data 7, 115 (2020).