Zpětné vazby klimatických změn

Zpětné vazby klimatických změn jsou důležité pro pochopení klimatických změn, protože zpětné vazby zesilují nebo zeslabují účinek jednotlivých klimatických faktorů a hrají tak důležitou roli při určování citlivosti klimatu a budoucího stavu klimatu. Zpětná vazba obecně je proces, při kterém změna jedné veličiny mění druhou veličinu a změna druhé veličiny zase mění první veličinu. Pozitivní (neboli posilující) zpětná vazba změnu první veličiny zesiluje, zatímco negativní (neboli vyrovnávací) zpětná vazba ji snižuje.^[1]

Termín „forcing“ znamená změnu, která může „tlačit“ klimatický systém směrem k oteplování nebo ochlazování. Příkladem klimatického forcingu je zvýšená koncentrace skleníkových plynů v atmosféře.^[2] Podle definice jsou forcingy vůči klimatickému systému vnější, zatímco zpětné vazby jsou vnitřní; zpětné vazby v podstatě představují vnitřní procesy systému. Některé zpětné vazby mohou působit relativně izolovaně od zbytku klimatického systému, jiné mohou být úzce propojené,^[3] proto může být obtížné určit, jakou měrou k tomu který proces přispívá.^[4]

Vlivy a zpětné vazby společně určují, jak moc a jak rychle se klima mění. Hlavní pozitivní zpětnou vazbou při globálním oteplování Země je tendence oteplování zvyšovat množství vodní páry v atmosféře, což následně vede k dalšímu oteplování.^[5] Hlavní negativní zpětná vazba vychází ze Stefanova–Boltzmannova zákona, množství tepla vyzářeného ze Země do vesmíru se mění se čtvrtou mocninou teploty zemského povrchu a atmosféry. Pozorování a modelové studie naznačují, že existuje čistá pozitivní zpětná vazba na oteplování.^[6] Velké pozitivní zpětné vazby mohou vést k náhlým nebo nevratným účinkům v závislosti na rychlosti a rozsahu klimatické změny.^[4][7]

Body zvratu klimatického systému představují práh, při jehož překročení dojde ke změně stavu klimatického systému. Nový stav se stabilizuje pomocí negativní zpětné vazby, která převažuje u nového stavu. V páté hodnotící zprávě IPCC se uvádí, že „se zdá, že je velmi pravděpodobné, že lidskou činností nelze vyvolat 'nekontrolovatelný skleníkový efekt' (runaway greenhouse effect) – analogický s Venuší.“^[8] Tedy, že pozitivní zpětnou vazbu při oteplování klimatu nakonec překoná stabilizační negativní zpětná vazba, která zastaví oteplování.

Pozitivní zpětné vazby

Při oteplování klimatu

Zpětné vazby uhlíkového cyklu

Existují predikce a některé důkazy, že globální oteplování může způsobit úbytek uhlíku ve suchozemských ekosystémech a způsobovat tak zvýšení koncentrace atmosférického CO₂. Několik klimatických modelů naznačuje, že globální oteplování v průběhu 21. století by mohlo být urychleno reakcí suchozemského koloběhu uhlíku na takové oteplování.^[9] Všech 11 modelů ve studii C⁴MIP (součást CMIP6) zjistilo, že větší část antropogenního CO₂ zůstane ve vzduchu, pokud se zohlední změna klimatu. Do konce 21. století se tento dodatečný CO₂ pohyboval mezi 20 a 200 ppm u dvou extrémních modelů, většina modelů ležel přírůstek mezi 50 a 100 ppm. Vyšší množství CO₂ vedlo k dodatečnému oteplení klimatu v rozmezí 0,1 až 1,5 °C. Stále však existovala velká nejistota ohledně velikosti těchto citlivostí. Osm modelů přisuzovalo většinu změn pevnině, zatímco tři oceánu.^[10] Nejsilnější zpětné vazby jsou v těchto případech způsobeny zvýšenou respirací uhlíku z půdy v boreálních lesích severní polokoule ve vysokých zeměpisných šířkách. Zejména jeden model (HadCM3) naznačuje sekundární zpětnou vazbu uhlíkového cyklu v důsledku ztráty velké části amazonského deštného pralesa v reakci na výrazné snížení srážek nad tropickou Jižní Amerikou.^[11] Ačkoli se modely neshodují v názoru na sílu jakékoli zpětné vazby pozemského uhlíkového cyklu, každý z nich naznačuje, že jakákoli taková zpětná vazba by urychlila globální oteplování.

Při ochlazování klimatu

Při ochlazování klimatu dochází k rozšiřování zalednění. Klesá tak odrazivost a tím i teplota ze záření. To vede k dalšímu rozšiřování zalednění a tedy se jedná o pozitivní zpětnou vazbu. Někteří vědci se v rámci teorie sněhové koule domnívají, že mohla být takto pokryta převážná část Země.

Negativní zpětné vazby

Při oteplování klimatu

Při oteplování klimatu hraje roli oblačnost, růst rostlin, sluneční záření a teplota planety.^[12] S rostoucím zářením se zvyšuje teplota, což způsobuje větší oblačnost a zvyšuje se tím albedo, takže se množství dopadajícího záření snižuje.^[13] Oblačnost je také ovlivňována koloběhem vody.^[14] Je to tedy stabilizační negativní zpětná vazba.^[15]

Chemické zvětrávání dlouhodobě odebírá oxid uhličitý z atmosféry. S oteplováním klimatu se zvětrávání zvyšuje, takže přes snižování skleníkového jevu působí jako negativní zpětná vazba.^[16]

Dle Stefan–Boltzmannova zákona se čtvrtou mocninou rostoucí termodynamické teploty Země roste záření opouštějící Zemi.

Při ochlazování klimatu

Při ochlazování klimatu působí jako negativní zpětná vazba například pokles hladiny oceánů.^[17]

Odkazy

Reference

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

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Zpětné vazby klimatických změn na Wikimedia Commons