banner

Video k mým 80. narozeninám

Osmdesáté narozeniny jsem oslavil ve vile Lanna v kruhu přítel. Podívejte se na zdravici, kterou mi u této příležitosti společně vytvořili.
bm80 

Geologické dědictví kladského pomezí

Klima

Klima neboli podnebí je definováno jako průměrný stav atmosféry v daném místě; projevuje se charakteristickým počasím v období mnoha let. Nejdůležitější charakteristikou klimatu je teplota...

 

 

Reportáž z mezinárodního semináře

Geologické dědictví Kladského pomezí

Klima

climatic changes

Klima neboli podnebí je definováno jako průměrný stav atmosféry v daném místě; projevuje se charakteristickým počasím v období mnoha let. Nejdůležitější charakteristikou klimatu je teplota. V průběhu geologické historie Země trvající přes 4 a půl miliardy let se klima od dnešního lišilo – na kosmické poměry – pozoruhodně málo. Byla období teplejší než dnes, také dlouhé doby chladnější včetně téměř úplného zalednění planety, kdy život přežíval jen v omezených enklávách. Klimatické změny byly způsobeny řadou vlivů nestejného významu. Extraterestrický původ mají změny energetického příkonu ze Slunce způsobené malou změnou svítivosti Slunce a malými změnami parametrů oběžné dráhy Země. V poslední půlmiliardě let se uplatňují méně významně než vlivy terestrické, mezi něž patří především měnící se skleníkový efekt zemské atmosféry.

Stručně uvedeme jeho podstatu. Z celkového množství sluneční energie dopadající na naši planetu je největší část pohlcena povrchem Země, který se tím ohřívá. Stejného množství energie se musí opět nějakým způsobem zbavit; jinak by se ohříval stále více, a k tomu, jak víme, nedochází. Největší část energie se vyzáří zpět ve formě dlouhovlnného infračerveného (tepelného) záření, které je však do velké míry absorbováno malou příměsí skleníkových plynů obsažených v atmosféře a následně vyzařováno všemi směry. Představme si, že by skleníkové plyny byly soustředěny do vrstvy někde ve výšce nad zemským povrchem podobné sklu skleníku; potom polovina energie jimi vyzařovaná směřuje nahoru do kosmického prostoru a polovina dolů k zemskému povrchu. Je zřejmé, že při zemi, pod „sklem skleníku“, se bude udržovat vyšší teplota. Nejúčinnějším činitelem skleníkového jevu je vodní pára, která je zodpovědná za tento efekt téměř ze dvou třetin, následuje oxid uhličitý (CO2 25 %); dalšími důležitými plyny jsou ozon (O3), oxid dusný (N2O), metan (CH4), a v menší míře se uplatňují i další složky.

Fungování zemského ovzduší jako skleníku má na zemské klima zcela zásadní vliv. Díky němu je průměrná teplota zemského povrchu v současnosti okolo16 °C, což je o 34 °C více než teplota, kterou by povrch planety měl bez tohoto jevu. Kolísání teploty v průběhu geologické minulosti koreluje s obsahem „hlavního zástupce“ skleníkových plynů oxidu uhličitého, jehož obsah v ovzduší je známý za dlouhou dobu milionů let. V dávné minulosti byl proměnlivý, mnohdy podstatně vyšší než dnes (v teplých obdobích například při rozvoji dinosaurů); byl zřejmě nejvíce ovlivněn episodami vulkanizmu obrovského rozsahu.

Podnebí je základním činitelem, který utváří podobu živé přírody. V průběhu poslední ledové doby, která skončila přibližně před 12 tisíci lety, byla teplota jen o několik málo stupňů nižší než dnes, avšak podoba přírody na pevninách byla podstatně jiná, už jen proto, že jejich velká část byla zaledněna. Hladina moří byla o sto metrů nižší, protože voda byla vázána v mohutných ledových příkrovech Severní Ameriky a severní Evropy. Po skončení poslední doby ledové nastalo nové geologické období, ve kterém žijeme. Jeho hlavním rysem bylo (až donedávna) to, že klima bylo pozoruhodně stálé. Lidé, kteří již dříve obydlili celou planetu (s výjimkou Antarktidy), využili příchodu teplého a stabilního podnebí ke svému rozvoji do té doby nevídanému. Během prvních tisíciletí nového období dokázali přejít od lovu a sběru k výkonnějšímu zemědělství. Stalo se tak v celé řadě center, z nichž nejznámější jsou oblasti Středního Východu, východní Asie a Jižní Ameriky, odkud se zemědělství dál rozšířilo. Nové klimatické podmínky nebyly samy o sobě příčinou zavedení zemědělství. Tou byla lidská tvořivost, ale příznivé podnebí byla okolnost, bez které by tento přechod nebyl možný. Díky novému mnohem produktivnějšímu způsobu obživy mohli lidé vytvářet velká stabilní sídliště. Zde se vytvořila nová společenská struktura, jež umožnila postupný, ale poměrně rychlý rozvoj jednak po technické stránce, jednak co do společenského uspořádání včetně vzniku velkých říší. V období předchozím, s prudce kolísajícím klimatem, jež ovlivňovalo objem dostupných a stále se měnících přírodních zdrojů, jimž se lidé stále museli přizpůsobovat, nic takového nebylo možné.

V současné době jsme svědky probíhající globální změny klimatu, která se projevuje řadou jevů včetně zvýšení průměrné globální teploty, které je ovšem jen jedním z důležitých parametrů. Musíme počítat s tím, že éra příznivého a stabilního podnebí do velké míry končí. Světová meteorologická organizace ve své poslední zprávě o stavu globálního klimatu z března r. 2017 shrnuje nejdůležitější poznatky: Oteplování pokračuje rychleji než kdykoliv dosud, rok 2016 byl vůbec nejteplejším rokem za celou dobu moderního sledování klimatu; byl teplejší o 1,1oC ve srovnání s předindustriálním obdobím. Hladina globálního oceánu rovněž stoupala rychleji, než se donedávna předpokládalo, přičemž mořská voda se stejně jako zemský povrch otepluje a navíc mění své složení; mírně, ale trvale se okyseluje. V důsledku tání ledovců a teplotní expanze se hladina moří zvýšila o 20 cm ve srovnání se začátkem 20. století. Změny v mořích mají neblahý vliv na mořskou biologickou rozmanitost, trpí zejména korálové útesy, ale i mnoho druhů ryb a dalších mořských živočichů. Je více episod extrémních srážek s následnými povodněmi, častější jsou bouře, tajfuny a podobné jevy. Horké, ale i mrazivé vlny zasahují většinu oblastí. Proměnlivost počasí se výrazně zvyšuje. Na souších trpí naprostá většina ekosystémů, zejména jsou ohroženy mnohé ekosystémy lesní včetně tropických lesů. Žádný region není před projevy globální změny klimatu uchráněn, některá území jsou však zasažena citelněji; nejvýraznější oteplení zaznamenávají oblasti blízko pólů, zejména Arktida. Situací v České republice se zabývala Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy. Podle jejích výsledků odpovídají změny u nás v podstatě světovému průměru se zvýšením průměrné teploty a dalších jevů jako počtu tropických nocí a dnů, horkých vln, episod sucha či snížení množství sněhu v horských oblastech. Největší obavy panují v souvislosti s vyšší pravděpodobností výskytu suchých období, nedostatku vody a poškozování lesních ekosystémů zvláště převládajících smrkových monokultur. Celkově ovšem patříme mezi šťastnější země, kde prognózy do budoucna nevyznívají tak děsivě jako jinde.

Současné znalosti o klimatu a jeho změnách jsou na vysoké úrovni. Díky rozsáhlému vědeckému úsilí klimatologů na celém světě (nejvíce je jich v USA) využívajících v široké míře nejlepší technologie včetně stovek satelitů a automatických stanic i na odlehlých místech či nejvýkonnějších počítačů máme k disposici velmi úplnou informaci o zemském klimatu v současnosti, minulosti i o předpokládaném vývoji do budoucnosti. Rovněž jsou důkladně prozkoumány příčiny současných klimatických změn. Jak už jsme zmínili, základní je zvýšení skleníkového efektu zemské atmosféry. V ovzduší přibylo skleníkových plynů: Ve srovnání s předindustriální dobou je dnes koncentrace CO2 o 44%, CH4 o 156%, N2O o 21 % vyšší. V největší míře přispívá vyšší obsah oxidu uhličitého, kterého je v ovzduší (mimo vodní páru, u které nebyly změny zaznamenány) ve srovnání s ostatními plyny nejvíc. Rostoucí atmosférické koncentrace jsou důsledkem vyšších emisí skleníkových plynů do ovzduší.

Není pochyb o tom, že rozhodující význam zde má lidská činnost. Největší podíl, přibližně 75%, působí spalování fosilních paliv, na prvním místě je uhlí následováno ropou a v menší míře zemním plynem. Další důležité příspěvky přidávají změny využití území, zejména odlesňování, a různé aktivity v zemědělství včetně chovu hospodářských zvířat (dohromady 24%). Prozkoumány jsou důkladně i přirozené příčiny, například sopečná činnost či změny sluneční aktivity, ty jsou však ve svém úhrnu ve srovnání s činností lidí nevýznamné. Úroveň klimatologických poznatků je dostatečná k tomu, abychom mohli předvídat další průběh změny klimatu za různých předpokladů. Vědecké poznatky z celého světa jsou analyzovány a pravidelně shrnovány ve zprávách Mezivládního panelu pro změnu klimatu (IPCC), závěry jsou jasně formulovány a podrobovány velmi důkladné kritice vědců i politických představitelů ze všech zemí světa a ve výsledku jsou konsensuální. Ačkoliv někteří – u nás například Václav Klaus a jeho skupina – považují závěry IPCC za alarmistické a jednostranné, je třeba zdůraznit, že pravý opak je pravdou. Publikované závěry jsou velmi opatrné a značně konzervativní (jak to obvykle bývá, když se dospěje ke konsensuálním formulacím připomínajícím „nejmenšího společného jmenovatele“). Jak však dokazují vědecké výsledky z posledního období, je průběh změny klimatu výraznější a rychlejší než předpokládaly zprávy IPCC publikované v roce 2013-2014. Ty ovšem stále slouží jako spolehlivé vodítko a nemá žádný smysl je jakkoliv zpochybňovat, leda právě v tom, že poslední výsledky jsou více alarmující.

Důsledky jevů spojených se změnou klimatu se týkají všech zemí na světě. Akutní nebezpečí hrozí především přímořským státům a mezi nimi zejména státům ostrovním. Jsou ohroženy rychle se zvyšující hladinou oceánů a důsledky častějších a intenzivnějších bouří. Záplavy, které známe z dramatických reportáží o hurikánu Sandy v New Yorku (2012), lze očekávat na mnoha místech a se zvyšující se intenzitou. Nejde jen o přímé důsledky živelních katastrof, ale i o nepříznivé ovlivnění rozsáhlých oblastí v důsledku postupného zvyšování mořské hladiny. Oblasti subsaharské Afriky nejvíce ohrožují sucha a podobně je tomu v oblasti Středomoří a v jižní Asii, obavy o vodní zdroje však máme i u nás. Snad všechna území se potýkají se zvýšenou vrtkavostí počasí, například spojenou s posunem indického monzunu a následujících prodloužených suchých období či naopak záplav. Celé velké oblasti se v budoucnu mohou stát pro lidi neobyvatelnými v důsledku nesnesitelně vysokých teplot; to platí například pro oblast arabského poloostrova.

Dopadem nepříznivých projevů změny klimatu jsou rozsáhlé škody v ekonomické a sociální oblasti. Rostoucí sociální nestabilita přispívá ke vzniku konfliktů včetně válek, jak to vidíme naposled v Sýrii, kde mezi základní příčiny občanské války nesporně patřilo i dlouhodobé sucho spojené s velkou neúrodou. Stejné platí i pro jiné oblasti, například přetrvávající krvavý konflikt v oblasti afrického Sahelu má své kořeny ve ztrátě úrodnosti znásobené rychlým populačním růstem. Nevyhnutelným výsledkem pak je mimo jiné masová migrace. Především jde o dosud převažující migraci „vnitřní“, to znamená v rámci jednotlivých států nebo jejich bezprostředních sousedů, avšak v rostoucí míře nastává exodus do vzdálenějších krajů, jak to vidíme současně v Evropě nebo v Severní Americe. Čeho jsme prostřednictvím našich sdělovacích prostředků svědky, je jenom zlomkem globální situace, o které u nás skoro nic nevíme, a do budoucnosti jsou prognózy přímo hrozivé.

Světové společenství si rizika uvědomuje čím dál intenzívněji. Nejde jen o mezinárodní konference a summity OSN; toto téma se pravidelně vyskytuje při jednáních všech významných globálních uskupení, ať už jde o OECD, G7 či G20. Při příležitosti každoročního Světového ekonomického fóra v Davosu bývá publikována Zpráva o globálních rizicích (Global Risk Report). V posledních letech se zde stále častěji objevují rizika spojená s různými environmentálními jevy, a letos (fórum se konalo v lednu) se za vůbec největší bezprostřední nebezpečí považuje možnost selhání mezinárodních aktivit a závazků zaměřených na změnu klimatu. (Právě toho jsme bohužel v poslední době svědky, jako například americkým prezidentem ohlášené vystoupení USA z Pařížské dohody a neplnění již přijatých závazků) Rovněž v prognózách rizik pro příští kratší či delší období se různé aspekty klimatické změny vyskytují na čelných místech, největší obava je o tenčící se zdroje vody.

Odpovědí na změnu klimatu a její důsledky jsou dvě základní strategie: mitigace neboli snaha po zmírnění jejího průběhu, a adaptace na daný stav. Byly zakotveny do mezinárodního práva Rámcovou úmluvou o změně klimatu uzavřenou v Riu de Janeiro v r.1992. Zde se prakticky všechny státy světa zavázaly, že „odvrátí nebezpečnou antropogenně vyvolanou změnu zemského klimatu“. V rámci této úmluvy byl pak sjednán nepříliš účinný Kjótský protokol (1997), a po mnohých dalších jednáních v prosinci 2015 uzavřena Pařížská dohoda o klimatu považovaná naopak za globální úspěch a mezník. Zde se státy zavázaly, že učiní všechno pro to, aby celkové oteplení rozhodně nedosáhlo vyšší hodnoty než 2o C ve srovnání s předindustriálním obdobím (okolo r. 1900), a pokud možno bylo menší. Pařížská dohoda zdůrazňuje povinnosti a závazky pro všechny země, avšak rozlišuje státy vyspělé a rozvojové. Vyspělé státy se vyzývají k dodržování již jimi oznámených cílů redukcí emisí skleníkových plynů, a země rozvojové se nabádají k tomu, aby si své závazky stanovily a následně je plnily.

S důsledky nepříznivých změn klimatu se mohou vyrovnat bohaté státy alespoň zčásti adaptačními opatřeními, například různými technickými opatřeními typu zvýšení mořských bariér v Holandsku nebo okolo Benátek, na něž se věnují obrovské finanční prostředky. V chudých rozvojových zemích takové peníze rozhodně k dispozici nejsou a nebudou. V současné době se sice poměrně úspěšně plní finanční fond přislíbený vyspělými státy na Pařížské konferenci, který by měl dosáhnout objemu 100 mld. USD ročně, avšak zatím jsou částky skutečně poskytnuté nižší a navíc by bylo zřejmě potřeba peněz podstatně víc.

Nesmí se ovšem zapomínat na to, že adaptace jsou přímo závislé na předpokládaném dalším průběhu změny klimatu. Bylo by jistě nesmyslné pokoušet se adaptovat na budoucí situaci, o které nemáme přesnou představu. Vědecké poznatky jsou jasné, avšak jejich výsledkem jsou scénáře, jejichž předpoklady jsou závislé na úspěchu či neúspěchu globální politiky klimatu, to znamená na míře redukce emisí skleníkových plynů, především oxidu uhličitého. Proto je hlavní úsilí zaměřeno na snižování emisí tohoto jinak neškodného a naopak pro pozemskou biosféru životně důležitého plynu. V roce 2014 vyprodukovaly světových emisí CO2: Čína 30%, USA15%, EU9%, Indie 7%, Rusko 5%, Japonsko 5%, zbytek světa 30%.

Změna klimatu je nejdůležitější hnací silou pro hlubokou transformaci současné energetiky založené z více než 80 % na spalování fosilních paliv. Nelze podceňovat ani ostatní zdroje emisí ať už jde o zemědělství, využití území i další aktivity jako je například výroba cementu. Rovněž se nesmí zapomínat na ostatní skleníkové plyny (mimo oxid uhličitý), které ve svém úhrnu nejsou zanedbatelné. Zejména emise metanu, kterého je sice celkově méně, ale v důsledku svých fyzikálních vlastností představuje rovněž významný skleníkový plyn, rozhodně nejsou bezvýznamné. Nejvýznamnější úsilí se ovšem logicky zaměřuje na dekarbonizaci energetiky, to znamená nahrazení fosilních paliv zdroji jinými. V tomto směru vyznívá shoda světového společenství tak, jak je vyjádřena v Pařížské dohodě, která stanoví, že v průběhu druhé poloviny 21. století má být celosvětově dosaženo tak zvané uhlíkové neutrality, jinými slovy, celkové antropogenní emise oxidu uhličitého (a také metanu) by měly do konce století klesnout na nulu. Vzhledem k tomu, že v některých případech (spíše mimo energetiku) toho plně dosáhnout nelze, bude celkový uhlíkový účet doplněn i tak zvanými negativními emisemi, to znamená odstraňováním CO2 z ovzduší. V této souvislosti znějí některé seriózně uvažované návrhy poněkud jako sci-fi: Mělo by se toho například dosáhnout tak, že se bude získávat část potřebné energie spalováním biomasy, což je proces v zásadě uhlíkově neutrální (biomasa při fotosyntetickém procesu odčerpá CO2 z ovzduší a při jejím spálení se stejné množství CO2 do ovzduší vrátí), a spaliny se nevypustí do ovzduší, ale budou se chemicky zbavovat CO2, který se posléze trvale uloží pod zem.

Otázkou, jak dosáhnout zamýšleného zásadního přebudování energetiky, se zabývají velké týmy vládních i soukromých institucí včetně prestižních univerzit a jiných akademických pracovišť. Jedno z posledních vydání vlivného časopisu Science nabízí „Cestovní mapu k rychlé dekarbonizaci“, která naznačuje převládající představy. Je založena na čtyřech principech. První je zřejmý, jsou jím inovace, to znamená podpora výzkumu a nových technologií. Druhým je institucionální podpora, včetně plného angažování politických struktur i občanské společnosti a široké veřejnosti. Uplatnění nové energetiky má jistě nejen své zastánce, ale nepochybně i mocné odpůrce, kteří se brání změnám, na nichž prodělají. Třetím je budování potřebné infrastruktury, široce pojato: obnovitelné zdroje, distribuce, využívání čisté energie v dopravě a v průmyslu atd. Čtvrtým jsou investice; představy o finanční náročnosti celé operace jsou vyčíslovány v sumách s 12 či 13 číslicemi. Náklady na nové zdroje a nové způsoby využití energie nepochybně budou astronomické, avšak je zavádějící uvádět je bez srovnání s náklady na „nečinnost“, to znamená pokračování nebo i pomalé opouštění současných trendů. Ekonomické výpočty, počínaje často citovanou zprávou Nicolase Sterna z r. 2006, jednoznačně ukazují, že tyto náklady byť nikoliv v daném okamžiku, ale v nejbližší nebo středně vzdálené budoucnosti významně převyšují předpokládané výdaje na novou energetiku.

První otázky o energetické budoucnosti obvykle směřují k novým zdrojům energie, které by měly v relativně krátké době okolo 30 let fosilní paliva plně nahradit. Z obnovitelných zdrojů se jako nejúspěšnější v současné době ukazují systémy fotovoltaické a větrné, ale je třeba počítat i s dalšími, jako je energie vodní, geotermální, biomasy či oceánská (dosud málo prozkoumaná); můžeme říci, že ještě není rozhodnuto, situace se vyvíjí velmi rychle. Většina studií se však shoduje v tom, že samotné zdroje největším problémem nejsou, protože jejich rozvoj pokračuje tak velkou rychlostí, jak donedávna nikdo nepředpokládal, a relevantní studie ukazují, že ve svém úhrnu rozhodně budou stačit. Pozornost se více zaměřuje na otázky uchovávání energie, její přenos a efektivní využití, zde zůstává řada dosud otevřených otázek, které se však úspěšně řeší na mnoha pracovištích. S přebudováním energetiky a odstraněním její závislosti na fosilních palivech souvisí i hluboká transformace celé ekonomiky. Je to záležitost globální a týká se všech odvětví lidských aktivit nejenom výroby a přímého využívání energie. Například jde o dopravu s předpokládaným plným nasazením elektromobility a v menší míře biopaliv nebo syntetického plynu, ale i zemědělství, stavebnictví, výroby cementu a všech dalších odvětví.

V globálních úvahách se málo vykytuje představa o jaderné energii. V současné době se z tohoto zdroje pokrývá přibližně 10-11 % spotřeby elektřiny (4,5% primárních zdrojů energie) a žádná z mezinárodních prognóz nepředpokládá do budoucna růst tohoto podílu, spíše pokles nebo v nejlepším případě stagnaci. Do nedávné minulosti byl hlavní překážkou širší aplikace jaderné energie odpor veřejnosti, která má v trvalé paměti děsivé důsledky jaderných katastrof ať už jde o černobylskou (1986) s celkovým počtem přibližně odhadovaných nepřímých 50 000 lidských obětí nebo havárii elektrárny ve Fukušimě před 6 lety, která znamenala zejména obrovské ekonomické a sociální škody. V současné době převažují při úvahách o širším využití tohoto zdroje spíše důvody ekonomické, které jsou spojeny zejména s neustálým růstem nákladů na výstavbu jaderných zařízení a na zachování jejich bezpečnosti. Příkladem je výstavba reaktoru ve finské elektrárně Olkiluoto: Měla být hotova v roce 2009 s náklady 3 mld. euro, ale když to dobře půjde, bude spuštěna po řadě odkladů až v roce 2019 za 8,5 mld. euro. Neutuchají ovšem ani obavy spojené s celým jaderným řetězcem od dobývání radioaktivních surovin přes dopravu až po trvalé uskladnění jaderných odpadů, nemluvě už o zatím nikde neuskutečněné likvidaci doživších jaderných reaktorů. Rovněž obavy z možné aktivity teroristů nejsou zanedbatelné. Naproti tomu cena energie z nových zdrojů neustále klesá a obavy o jejich bezpečnost nejsou.

Transformace směrem k nové energetice a i k nové ekonomice se nakonec uskuteční nikoliv podle mínění odborníků, aktivistů či vládních úředníků, ale na základě demokratického rozhodnutí celé veřejnosti. Světový vývoj v této věci je pozitivní a jde rychle dopředu, i když jsou i negativní příklady. Mezi ně patří Trumpova administrativa, která až dosud ukazuje, že současné trendy nikterak nepochopila. Naštěstí pro Spojené státy i pro celý svět nemá federální vláda USA tak velkou moc, aby dosavadní vývoj zvrátila, a snad jej nemůže ani významně zpomalit. Naopak pozitivním příkladem je německá energetická revoluce, známá Energiewende, jejíž nejdůležitější hnací silou je dostatečně silná podpora veřejnosti. A u nás?