Globální oteplování

Osm z deseti nejteplejších roků v zaznamenané historii nastalo během posledního desetiletí. Zvyšuje se průměrná teplota kanadských jezer, zmenšuje se rozsah ledovců v Arktidě i Antarktidě. V roce 1989 oznámili polární badatelé dramatické ztenčení arktického ledu — 4,5 m v roce 1987 oproti 6,7 m v roce 1976. V osmdesátých letech svět postihl nebývalý počet katastrofálních záplav i sucha, ničivých vichřicí a dalších neobvyklých klimatických jevů.

Objevila se řada nejrůznějších vysvětlení. Podle jedněch jsou tyto jevy způsobené globálním oteplováním (někdy ne zcela přesně označovaným jako skleníkový efekt), přičemž se podle těchto názorů jedná jen o nevinnou předehru k tomu, co nás teprve čeká. Jiné zprávy zase tvrdí, že jde o přirozené výkyvy klimatu a že veškeré teorie o globálním oteplování jsou nezodpovědným tendenčním výstřelkem vědců a ekologů.

Než se pokusíme posoudit, který z názorů je blíže pravdě, musíme pochopit, co vlastně „skleníkový efekt“ je.

Skleníkový efekt

Skleníkový efekt je fyzikální jev, který představuje jakousi „past“ na zvenčí přicházející energii.

Jak by se podle názvu zdálo, nejedná se o nic neznámého — každý jistě zná, jak účinné jsou např. běžné zahradní skleníky. Přesto je ohřev skleníků založen na zcela jiném principu než globální oteplování. Zatímco v prvním případě stěna skleníku zadržuje ohřátý vzduch uvnitř budovy a brání jeho smíchávání se vzduchem studeným, v případě druhém funguje celá atmosféra jako polopropustné zrcadlo — propouští poměrně dobře záření Slunce dopadající na Zemi, ale o mnoho hůře umožňuje Zemi takto získané teplo vyzářit zpět do vesmíru.

Skleníkový efekt sám o sobě není ničím špatným, spíše naopak. Bez jeho působení by na Zemi nemohl existovat život, protože průměrná teplota povrchu by byla o 34°C nižší, tedy pod bodem mrazu. Za to, že je zde tepleji, vděčíme složení atmosféry naší planety — skleníkový efekt totiž nezpůsobují všechny plyny, ale jen některé. Typickými „skleníkovými“ plyny jsou např. vodní pára (H₂O), oxid uhličitý (CO₂), ozon (O₃), oxid dusný (N₂O) a metan (CH₄). Vždy záleží na koncentraci těchto plynů, jak silně se skleníkový efekt projeví. Například hustá atmosféra Venuše, která je složena převážně z CO₂, přihřívá povrch této planety o stovky stupňů. Označovat tedy současné oteplování Země jako skleníkový efekt je nepřesné, výstižnější je použít již zavedený pojem „globální oteplování“.

Změny v atmosféře a vzrůst teploty

Rozvoj života na Zemi vedl v minulosti k pozvolnému snižování obsahu jednoho z hlavních skleníkových plynů — CO₂ — v atmosféře tím, že se uhlík spolu s těly mrtvých rostlin a živočichů ukládal do vrstev vápence, dolomitu a biogenních sedimentů, které dnes známe jako ložiska fosilních paliv (uhlí, ropa, plyn). Protože se zároveň mírně zvyšoval zářivý výkon Slunce, zůstávala teplota na Zemi víceméně stejná.

Tento stav, během kterého teploty kolísaly kolem rovnovážné polohy, zůstával donedávna zachován. Teprve rozvoj průmyslu dokázal křehkou rovnováhu narušit.

Tím, že lidé za posledních 150 let spálili velkou část světových zásob fosilních paliv, uvolnili ve velmi krátké době do atmosféry obrovské množství CO₂. Jeho koncentrace se tak oproti středověku zvýšila z 280 ppm (milióntin) na 353 ppm a stále roste o 0,5 % za rok. Rovněž koncentrace dalších skleníkových plynů se zvyšuje, a to u N₂O o 0,8 % (především v důsledku používání umělých hnojiv, vypalování pralesů a spalování fosilních paliv) a u CH₄ o 0,9 % ročně (kvůli únikům zemního plynu a zemědělství). Průmysl navíc chrlí nové sloučeniny — freony, které kromě likvidace ozónosféry také výrazně posilují skleníkový efekt. Jejich koncentrace v atmosféře se v současné době zvyšuje závratnou rychlostí o 4 % ročně.

Potenciál jednotlivých skleníkových plynů je velmi rozdílný. Například pouhý 1 kg freonu R-11 přispěje ke globálnímu oteplení stejně jako 7600 kg CO₂. Vliv jednotlivých plynů je tento:

přirozený skleníkový efekt
CO₂        N₂O       CH₄            freony  jiné*
66 %      3 %         15 %      —           16 %

oteplení způsobené člověkem
CO₂        N₂O       CH₄            freony  jiné*
49 %      6 %         18 %      20 %      7 %

* mj. stratosférická vodní pára, troposférický ozon

Globální oteplení — fantazie, nebo skutečnost?

Bezpečně máme doloženo, že obsah skleníkových plynů v atmosféře roste. Známe skleníkový efekt a jeho mechanismus. Víme tedy také, že v důsledku změn složení atmosféry můžeme očekávat oteplení. A víme nesporně i to, že se teplota povrchu Země zvyšuje — dnešní průměrné teploty jsou o 0,3 až 0,6°C vyšší než v předindustriální éře.

Zvýšení v tomto rozsahu lze stále ještě vysvětlit působením přirozené proměnlivosti klimatu. Na druhé straně však vědecké modely předpokládají, že popsané změny atmosféry povedou k oteplení o 0,5 až 1,5°C, což by zaznamenané oteplení rovněž vysvětlovalo.

Kdo má tedy pravdu? Správné a rychlé zodpovězení této otázky je životně důležité. Pokud by totiž měly pravdu vědecké modely, bez okamžité změny současného trendu „rozvoje“ lidstva čeká Zemi další zvyšování teploty, a to za příštích 100 let o 3 až 5°C oproti dlouhodobému průměru (viz obr. 1). Takové tempo oteplení by bylo 10 až 100krát rychlejší než na konci poslední doby ledové před 10 000 lety a jeho dopad na ekosystémy by byl zničující (viz kapitola Dopady globálního oteplování).

Protože však pravý důvod oteplení budeme zcela jednoznačně znát nejdříve za 10 let, nezbývá nám, než se rozhodnout na základě neúplných informací. Připomeňme si tedy něco o současném poznání vědy a spolehlivosti jejích modelů globálního klimatu.

Vývoj a stav vědeckého poznání o změnách klimatu

Za příčinu výkyvů průměrných teplot na Zemi, ke kterým došlo v minulosti (střídání dob ledových a meziledových), byly nejprve považovány pravidelné odchylky ve výkonu Slunce a nepatrné změny v oběžné dráze Země. Podrobnější studium ale ukázalo, že tyto odchylky jsou příliš malé na to, aby mohly zjištěné výkyvy teplot způsobit.

Záhadu vyřešilo měření plynů ve vzduchových bublinkách antarktického ledu, díky kterému známe změny složení atmosféry za posledních 160 000 let. Ukázalo se, že obsah CO₂ sledoval velmi přesně výkyvy teplot — odchylky v oběžné dráze Země a ve výkonu Slunce byly tedy výrazně posíleny zpětnými vazbami, především proměnlivou koncentrací skleníkových plynů.

V případě celosvětového klimatu věda při svém zkoumání nemůže použít experimentu a je tedy odkázána na sestavování počítačových modelů, na kterých lze různé situace simulovat. Takový model samozřejmě nemůže věrně napodobit nesmírně složité systémy naší planety, mohou z něj však vyplynout příčinné souvislosti různých událostí.

Modely globálního klimatu dokazují, o jak nesmírně složitý a komplexní problém se jedná. Na teplotu povrchu Země má totiž vliv velmi mnoho faktorů (fyzikálních, chemických i biologických), které se vzájemné ovlivňují — působí mezi nimi tzv. zpětné vazby. Pro spolehlivost modelu klimatu je důležité, aby počítal se zpětnými vazbami všech mechanismů, které jej mohou ovlivnit. Těchto vazeb je celá řada, zmíníme ty nejdůležitější:

• vodní pára: vlivem rychlejšího odpařování její obsah v atmosféře vzroste, přičemž sama je účinným skleníkovým plynem
• led a sníh: táním ledovců a sněhu se sníží odrazivost povrchu Země, což povede k jeho rychlejšímu oteplování
• oblaka: ačkoliv kondenzované páry v současné době způsobují spíše ochlazování Země, v oteplujícím se klimatu by se mohla situace obrátit vlivem jiné výšky oblačné vrstvy; vliv oblačnosti na celkové klima je mimořádně silný — jen drobnými změnami její struktury může dojít ke změnám teplot o několik stupňů
• teplota oceánů: při zvýšení teploty mořské vody dojde ke zpomalení pohlcování CO₂ oceánem (oceán, který obsahuje 50krát více CO₂ než atmosféra, je v současnosti jeho největší zásobárnou)
• dýchání a fotosyntéza: zvýšení teploty urychluje fotosyntézu i dýchání organismů; dýchání je však na teplotě závislé výrazněji, a proto se jeho intenzita s teplotou zvyšuje rychleji než proces fotosyntézy
• rozložení rostlinstva: posunutí hranice mezi tundrou a severským lesem k pólu sníží odrazivost zemského povrchu a urychlí tak jeho ohřev
• rýžová pole: již nyní produkují 20 % lidmi způsobených emisí metanu, zvýšení teploty uvolňování metanu silně urychlí

Přestože některé z těchto vazeb již věda podrobně popsala, řada dalších zůstává prostudována jen málo a jejich vliv je nejistý. Více než 300 předních klimatologů Mezivládního panelu OSN pro změny klimatu (IPCC) se však ve své závěrečné zprávě ze srpna 1990 shodlo na tom, že celkový účinek všech zpětných vazeb povede pravděpodobně k dalšímu zvýšení koncentrace skleníkových plynů.

Ačkoliv tedy o modelech klimatu panují určité pochybnosti, jde spíše o nejistotu, zda nebude konečné zvýšení teploty výrazně vyšší než oněch 3 až 5°C během příštích 100 let. Rozhodně tedy pochybnosti vědců nejsou důvodem k tvrzení, že globální oteplování neexistuje.

Dopady globálního oteplení

Předpovědět důsledky globálního oteplení pro ekosystémy Země je velmi obtížné, a pro zvýšení teploty nad 2°C dokonce nemožné. Klimatologové a biologové pracující v IPCC se přesto pokusili vykreslit obraz světa postiženého globálním oteplením o 1 až 2°C. Katastrofální důsledky nejsou způsobeny velikostí změny teploty, které by se ekosystémy mohly přizpůsobit (stejně jako při střídání ledových a meziledových dob), ale především její závratnou rychlostí. Mezi dopady globálního oteplení patří mj.:

• zánik mnoha druhů: Růst teploty, který má podle předpovědí dosahovat 0,1 až 1,0°C za desetiletí, převyšuje schopnost stěhování většiny rostlinných společenstev 100 až 1000krát. To by znamenalo rychlý a úplný zánik mnoha rostlinných druhů, ale i živočichů na ně vázaných.
• úbytek lesů: Ačkoliv se často objevují tvrzení, že zvýšení teploty umožní rozšíření lesů do polárních oblastí, celková plocha území vhodných pro lesy se zmenší nejméně o 100 až 200 miliónu hektarů.
• snížení světové produkce potravin: Posun podnebných pásem výrazně sníží výnosy zemědělských plodin, což se týká světových obilnic, jako je jižní Evropa, západní Austrálie nebo jih a středozápad USA.
• rozšíření oblastí sucha: Výrazným suchem budou postiženy již dnes často kritické oblasti jako např. Sahel, severní a jižní Afrika, západní Arábie, jihovýchodní Asie, celý Indický poloostrov, Mexiko, jihozápad USA a oblast kolem Středozemního moře. Na jiných místech lze naopak očekávat silné záplavy.
• růst hladiny moří: Podle odhadů IPCC dojde do konce příštího století ke zvýšení hladiny světových moří o 30 až 100 cm, a to především v důsledku teplotního rozpínání vody. Pesimističtější prognózy uvádějí, že v případě zhroucení ledového štítu západní Antarktidy by hladina mohla stoupnout dokonce o 5 metrů. Důsledkem očekávaného zvýšení hladiny je destrukce pobřežních ekosystémů, ze kterých získává živobytí přes 1 mld. lidí. Došlo by i k nucenému vystěhování vysokého počtu obyvatel, zaplavení nízko položených sídel, zemědělské půdy, zasolení zdrojů pitné vody atd.
• šíření nemocí: Oteplení klimatu bude mít za následek rozšíření řady chorob, vyskytujících se dnes především v tropech a přenášených hmyzem (malárie, spavá nemoc, žlutá zimnice, encefalitida, mor aj.).

Kromě těchto pohrom by se zřejmě nepodařilo zabránit rozsáhlým oblastním a mezinárodním konfliktům (boje o vodu, o potraviny, o prostor k přežití). Střety o vodu nejsou již dnes výjimkou — viz například povodí Nilu, Indu, Jordánu, Eufratu. K násilí mohou vést i velké přesuny vystěhovalců z oblastí postižených zatopením, suchem, neúrodou či nemocemi.

Globální oteplení a světová politika

Problém globálního oteplování vstoupil do povědomí široké veřejnosti koncem 80. let. Od té doby se mu nemůže vyhnout ani oficiální mocenská politika.

V roce 1988 ustanovilo Valné shromáždění OSN Mezivládní panel pro změnu klimatu (IPCC), ve kterém začalo pracovat přes 300 odborníků. Jeho cílem bylo shromáždit informace o problému a poskytnout je světovým politickým představitelům. Ve své zprávě z roku 1990 se klimatologové z IPCC shodli na tom, že vlivem lidské činnost dojde ke zvýšení teploty povrchu Země, a to během příštích 30 let o 1°C. Přitom řada z nich je přesvědčena, že jde o podhodnocený údaj — použitý model totiž nepočítal se zpětnými vazbami jednotlivých systémů. Klimatologická skupina IPCC také oznámila, že k pouhé stabilizaci koncentrace CO₂ v atmosféře je třeba co nejdříve snížit emise CO₂ o 60 %.

Již tento požadavek, který sám o sobě nestačí oteplování ani zastavit, však narazil na praktické možnosti současné politiky. Jeho realizace by si totiž vyžádala rozsáhlé změny dosavadního stylu rozvoje, které by postihly především ekonomiky průmyslových zemí — vždyť ty k zajištění svého růstu spotřebují 80 % energie, která se ve světě vyrobí (samozřejmě především z fosilních paliv).

Většina západních vlád proto od počátku zvolila alibistický přístup spočívající v proklamativním omezování globálního oteplování, zatímco v praxi se nic nezměnilo. Poslední absurdní ukázkou této politiky byla loňská Konference OSN o životním prostředí a rozvoji (UNCED) v Riu de Janeiru. Jedním z přijatých dokumentů byla „Konvence o klimatu“ obsahující první opatření k omezení globálního oteplování. Delegace USA pod vedením prezidenta Bushe odmítla přijmout limity s odůvodněním, že oteplování není dokázáno natolik přesvědčivě, aby se kvůli tomu muselo omezovat americké hospodářství.

Není divu — podle závěrů některých ekonomů (Kaya aj.) by totiž zmrazení emisí CO₂ na současné úrovni snížilo roční růst HDP na 1,4 % a jejich omezení o 20 % by znamenalo zpomalení růstu na pouhé 0,4 %. To by bezesporu znamenalo i konec hospodářství, jaká jsou dnes praktikována. Z toho také nutně vyplývá schizofrenní postavení dnešních politiků, kteří před problémem raději strkají hlavu do písku nebo se hájí prosazováním nepatrných opatření, která problém nemohou vyřešit — ani ta však nakonec nebývají přijata (viz např. rozsáhlé diskuse o zavedení daně z CO₂ na fosilní paliva).

A protože si ani česká ekonomika nemůže dovolit zaváhat, plánujeme nové dálnice, nakupujeme nové automobily, dovážíme zboží přes půl planety (vyjde tak levněji než od našich výrobců), rozšiřujeme výrobu oceli a cementu na vývoz, stavíme ropovody, těžíme a spalujeme severní Čechy…

Jaderná energetika jako řešení?

Globální oteplování však všechny neděsí — někteří je považují za spásu. Především jadernému průmyslu slouží jako důležitý argument pro oživení již odumírajících programů rozvoje. Spalování fosilních paliv je totiž jednou z hlavních příčin oteplování, a oni mohou nabídnout alternativu.

Myšlenka je to jistě lákavá — vždyť jaderné reaktory nespalují fosilní paliva, a proto jsou z hlediska oteplování „čistým“ zdrojem elektřiny. Zamysleme se však nad touto myšlenkou podrobněji a uvažujme následovně.

Představme si, že do roku 2025 chceme nahradit všechny elektrárny spalující uhlí (to má ze všech fosilních paliv nejvyšší emise CO₂ na jednotku získané energie) jadernými reaktory. Předpokládejme přitom, že jaderná energie bude velmi levná (5 centů/kWh oproti dnešním 13,5 centům/kWh), že jadernou elektrárnu lze postavit poměrně rychle (1000 MW za 6 let) a že se podaří vyřešit všechny problémy s ní spojené (bezpečnost, likvidace radioaktivních odpadů atd.). Jaké jsou konkrétní důsledky naší strategie?

Do roku 2025 bychom museli vybudovat více než 5000 nových elektráren o výkonu 1000 MW, což znamená jednu za 2,5 dne. Náklady na výstavbu by dosáhly 144 miliard USD ročně a na provoz dalších 525 miliard. Bylo by nutno zvýšit dnešní světovou kapacitu jaderných elektráren 18krát, z toho v rozvojových zemích 155krát (jen v Latinské Americe by muselo být více reaktorů, než má dnes celý svět dohromady). Obr. 2 ukazuje rozložení jaderných elektráren dnes a v případě realizace uvažované strategie (každý bod symbolizuje deset 1000 MW reaktorů). Přestože takový scénář je prakticky neproveditelný, přinesl by nám zpomalení oteplování jen o 5 %. Je tedy zřejmé, že jaderná energetika řešení globálního oteplování nepředstavuje.

Na základě výše citované úvahy pak američtí odborníci porovnávali dvě různé strategie rozvoje energetiky — rozšíření jaderných elektráren a zvyšování účinnosti. Ukázalo se, že druhá cesta — cesta úspor — je z hlediska omezení emisi CO₂ zhruba sedmkrát efektivnější než rozvoj jaderné energetiky.

Co dělat?

Vraťme se na závěr k původní otázce: je pozorované oteplení důsledkem působení člověka, nebo přirozených fluktuací? Jednoznačnou odpověď nám dnes nemůže poskytnout nikdo. Přesto bych ještě citoval odborníky geofyzikálního ústavu ČSAV, kteří se také snažili obě varianty posoudit.

Jak ukazuje obr. 3, současný nárůst teploty odpovídá i změnám ve sluneční aktivitě. Umocnění těchto změn pomocí zpětných vazeb by mohlo být dostatečným vysvětlením pro současný stav. Autoři zprávy ale zároveň varují ty, které by snad toto vysvětlení uspokojilo: „Předpovídané nadcházející dlouhodobé minimum sluneční činnosti v příštích 20—30 letech by mohlo přinést mírné globální ochlazení a tedy i utlumení případných nepříznivých vlivů antropogenního CO₂. Po roce 2030 se pravděpodobně obnoví vysoká sluneční činnost a antropogenní CO₂ a další by už mohly působit souhlasně, tedy až katastroficky.“

Přes všechny nejistoty v modelech klimatu a vědeckých teoriích se odborníci shodují v tom, že globální oteplení způsobené lidskou činností nastane. Ať už je dnešní zvyšování teplot jeho počátkem nebo se projeví teprve v budoucnu, rozhodně lze v příštích desetiletích čekat dramatické změny klimatu v důsledku rozvoje průmyslové civilizace.

Je také jasné, že nelze pokračovat v dnešních trendech „rozvoje“, aniž bychom vážně neohrozili přežití dnešních forem života na Zemi. Jaká opatření jsou nutná k odvrácení hrozící katastrofy?

Jedna z loňských studií EPA (americký Úřad pro ochranu životního prostředí) analyzovala kroky, které jsou nezbytné ke stabilizaci oteplení na dnešní úrovni. Dospěla k doporučením, která souhlasí se závěry IPCC — do roku 2025 by bylo nutno snížit emise skleníkových plynů v tomto rozsahu: CO₂ o 50—80 %, N₂O o 80—85 %, CH₄ o 10—20 %, freony o 75—100 %.

Lze se domnívat, že dnešní průmysl, jehož existence je na fosilních zdrojích založena, nedokáže takové radikální požadavky splnit. Víra v technologická opatření v tomto případě selhává a nezbývá, než hledat řešení jinde. Navrhuji pátrat tam, kde lidé nejsou bezmocnými masovými konzumenty, kde nevládne ideologie růstu a kde je ekonomika podřízena přirozeným měřítkům a vztahům.

—

Literatura

• Leggett, J.: „Nebezpečí oteplování Země.“ Academia, Praha 1992. (z tohoto zdroje jsou též převzaty grafy 1 a 2)
• sborník semináře „Skleníkový efekt a energetika.“ SEVEn, Praha 1991. (z tohoto zdroje je též obr. 3)
• Keepin, B. et Kats, G. „Greenhouse Warming —Comparative Analysis of Nuclear and Efficiency Abatement Strategies.“ Rocky Mountain Institute, Snowmass, 1989.

Doporučená literatura pro zájemce o podrobnější údaje

• Leggett, J.: „Nebezpečí oteplování Země.“ Academia, Praha 1992.