Citlivost klimatu

Citlivost klimatu je měřítkem toho, o kolik se oteplí zemský povrch při zdvojnásobení koncentrace oxidu uhličitého (CO₂) v atmosféře.^[1] Technicky řečeno, klimatická citlivost je průměrná změna globální průměrné povrchové teploty v reakci na radiační působení, které způsobují rozdíl mezi příchozí a odchozí energií Země.^[2] Citlivost klimatu je klíčovým měřítkem ve vědě o klimatu a je hlavní oblastí zájmu klimatologů, kteří chtějí pochopit konečné důsledky antropogenního globálního oteplování.^[3]

Zemský povrch se otepluje jako přímý důsledek zvýšené koncentrace CO₂ v atmosféře a také zvýšené koncentrace dalších skleníkových plynů, jako je oxid dusný a metan. Zvyšující se teploty mají na klimatický systém sekundární účinky, jako je například nárůst vodní páry v atmosféře, která je sama o sobě také skleníkovým plynem. Vědci přesně nevědí, jak silné jsou zpětné klimatické vazby, a je obtížné předpovědět přesné množství oteplení, které bude výsledkem daného zvýšení koncentrace skleníkových plynů. Pokud se ukáže, že citlivost klimatu je na vyšší straně vědeckých odhadů, bude obtížné dosáhnout cíle Pařížské dohody omezit globální oteplování pod 2 °C.^[4]

Dva základní typy klimatické citlivosti jsou krátkodobější „přechodná klimatická odezva“, tedy nárůst globální průměrné teploty, který se očekává v době, kdy se koncentrace CO₂ v atmosféře zdvojnásobila, a „rovnovážná klimatická citlivost“, tedy vyšší dlouhodobý nárůst globální průměrné teploty, který se očekává poté, co účinky zdvojnásobené koncentrace CO₂ měly čas dosáhnout ustáleného stavu. Klimatická citlivost se obvykle odhaduje třemi způsoby: pomocí přímých pozorování teploty a úrovně skleníkových plynů pořízených v průmyslovém věku, pomocí nepřímo odhadovaných teplot a dalších měření ze vzdálenější minulosti Země a pomocí počítačového modelování různých aspektů klimatického systému pomocí počítačů.

V souvislosti s globálním oteplováním označujeme jako citlivost klimatu, nárůst globální teploty v reakci na lidmi produkované CO₂. Již mnoho let odhadují vědci, vzestup o 1,5 °C až 4,5 °C při zdvojnásobení koncentrací CO₂ v ovzduší a tento odhad se příliš nemění ani s dalšími výzkumy.^[6] I když citlivost klimatu je obecně vyjadřována jako závislost oteplování na koncentraci CO₂, velmi často se bez dalšího vysvětlení jako citlivost udává právě konkrétní zvýšení teploty při zdvojnásobení koncentrací CO₂ proti období před průmyslovou revolucí.^[6]

Obecně se jako citlivost klimatu označuje změna rovnovážné teploty v reakci na změny radiačního působení.^[7] Z tohoto důvodu citlivost klimatu sice závisí na počátečním stavu klimatu, ale potenciálně je ji možné odvodit z paleoklimatických dat, tzv. proxy dat. Pomalé klimatické zpětné vazby, zejména změny velikosti ledového příkrovu a atmosférického CO₂, zesilují celkovou citlivost zemského systému o hodnotu, která závisí na časovém měřítku, které se bere v úvahu.^[8] Ovšem ukazuje se, že změny teplot v pravěku kauzálně způsobují změny složení atmosféry, kdežto v současnosti více složení atmosféry mění teplotu,^[9] takže paleoklimaticky stanovená citlivost klimatu (kauzálně určující jaká změna teploty způsobí zdvojnásobení koncentrace oxidu uhličitého) bude pro dnešní použití mylná a odlišná. Paleoklimatické studie ukazují průměrně na citlivost 3 °C, kdežto instrumentální metody pouze na 2 °C.^[6] Publikované modely přitom v průměru ukazují ještě vyšší hodnoty citlivosti klimatu než průměrné paleoklimatické hodnoty.^[10]

Rovnovážná citlivost klimatu (ECS) je větší než postupná klimatická odezva (TCR). Ovšem publikované odhady jejich velikostí se, podle studie z roku 2017, s časem snižují,^[11] což způsobuje zastarávání starších hodnot. TCR je nejpravděpodobněji 1,68 °C.^[12]

Ačkoli citlivost klimatu se obvykle používá v souvislosti s radiačním působením oxidu uhličitého (CO₂), je myšlena jako obecná vlastnost klimatického systému: změna povrchové teploty vzduchu (ΔT_s) následovaná jednotkovou změnou radiačního působení (RP), a proto je vyjádřena v jednotkách °C/(W/m²). K tomu, aby byla užitečná, musí být měření nezávislé na původu působení (například pocházejícím ze skleníkových plynů nebo díky sluneční variace); v prvním řádu bylo zjištěno, že to tak je.^[zdroj?]

Citlivost klimatu se ve vztahu k CO₂ často vyjadřuje jako změna teploty v jednotkách °C, spojená s zdvojnásobením koncentrace oxidu uhličitého v zemské atmosféře (a s použitím radiačního působení oxidu uhličitého).

Pro spojené globální klimatické modely atmosféra-oceán (např. model CMIP5) je citlivost klimatu tzv. vznikající vlastností: není to parametr modelu, ale spíše výsledek kombinace fyzikálních modelu a parametrů. Naproti tomu jednodušší modely energetické bilance mohou mít citlivost klimatu jako explicitní parametr.

${\displaystyle \Delta T_{s}=\lambda \cdot RF}$

Pojmy zastoupené v rovnici se týkají radiační působení (RP) na lineární změny v globálních změnách povrchové teploty (ΔT_s) přes citlivosti klimatu λ.

Je také možné odhadnout citlivost klimatu z pozorování; je to však obtížné vzhledem k nejistotám v působení a teplotní historii.

Předindustriální koncentrace CO₂ byly 280 ppm a narostly na hodnotu 408 ppm v roce 2018.^[13] Pokud nedojde k realizaci opatření na snížení emisí CO₂, odhaduje se, že dvojnásobku předindustriálních koncentrací se dosáhne kolem roku 2060.^[6]

Vědci používají tři různé^[6] metody výpočtu klimatické citlivosti:

Rovnovážná klimatická citlivost (ECS) se vztahuje k rovnovážným změnám globální průměrné teploty vzduchu v blízkosti zemského povrchu, která by odpovídala trvalému zdvojnásobení atmosférické (ekvivalentní) koncentrace oxidu uhličitého (ΔTx2). (Zde je třeba poznamenat, že pojem „rovnováha“, ačkoli široce používaný, není používán korektně, klimatický systém je daleko od situace dynamické rovnováhy, která vyžaduje na všech cestách stejný a opačný tok, je lépe charakterizována jako „v rovnovážném stavu“ nebo „v přibližně rovnovážném stavu“. Termín „rovnováha“ se však všeobecně používá.) Studie z roku 2020 uvádí pravděpodobné rozmezí ECS mezi 1,9 °C a 3,4 °C a že vyšší odhady jsou nekonzistentní s pozorováním.^[14] Podle odhadů Páté hodnotící zprávy IPCC (AR5) z roku 2013 „existuje velká důvěra v to, že ECS je extrémně nepravděpodobně menší, než 1 °C a střední že ECS je pravděpodobně mezi 1,5 °C a 4,5 °C a velmi nepravděpodobné, že je větší než 6 °C.“^[15] Toto je změna proti Čtvrté hodnotící zprávě IPCC (AR4) z roku 2007, která uváděla, že pravděpodobně bude v rozsahu 2 až 4,5 °C s nejlepším odhadem kolem 3 °C a je velmi nepravděpodobné, že bude menší než 1,5 °C. Hodnoty podstatně vyšší než 4,5 °C nelze vyloučit, ale shoda modelů s pozorováním není pro tyto hodnoty tak dobrá.^[16] Třetí hodnotící zpráva IPCC (TAR) v 2001 uváděla, že je „pravděpodobně v rozmezí 1,5 až 4,5 °C“.^[17]

Roku 2023 byly představeny výsledky nového modelu, který došel k citlivosti jen přibližně 1,9 °C.^[18] Místo zastaralé reprezentativní směry vývoje koncentrací (RCP) z AR5 již používá nové scénáře socioekonomického vývoje (SSP) z AR6.^[19]

Nazývává se též postupná klimatická odezva. Jde o krátkodobou citlivost, kdy ještě nedojde k teplené rovnováze mezi atmosférou a oceánem. Je patrně rovna 2,2 °C.^[20]

Tato citlivost odpovídá velmi dlouhodobé odezvě, která započítává například i tání ledovců.

Existují rozbory, které tvrdí, že existuje publikační zkreslení citlivostí klimatu (z asymetrie distribuce publikovaných citlivostí klimatu) a citlivost se nadhodnocuje. Uváděna bývá práce Rečkové a Iršové, která ovšem vychází z pouhých 16 článků.^[21][22] Pozdější práce, která byla udělána na větším vzorku, publikační zkreslení ohledně výsledných dat, jazykového stylu a přístupu ve vědě o klimatu jako celku vyvrací (byť ukazuje, že publikace s větším impakt faktorem publikují větší efekty na klima z nereprezentativních vzorků než robustnější publikace s menším IF, takže se více citují větší efekty),^[23] což také shrnuje na svých stránkách Carbon Brief novinář Leo Hickman.^[24]

Studie z roku 2021 ukazuje, že klimatické modely, které počítají s vysokou citlivostí klimatu, jsou méně pravděpodobné, a tak patrně nadhodnocené. Jako důvod je udáváno přeceňování chladicího účinku interakce mraků a aerosolů.^[25] Projekt vzájemného porovnávání spojených modelů (CMIP6) je tak nadále zkreslen.^[26]

Někteří vědci však tvrdí, že citlivost je pouze cca 0,5 °C,^[27][28][29] což však bylo převáženo mnoha jinými vědeckými pracemi.^[6]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Climate sensitivity na anglické Wikipedii.

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Citlivost klimatu na Wikimedia Commons

Jak citlivé je naše klima? [online]. Překlad Jan Hollan. Skeptical Science. Dostupné online.