Vývoj svetovej teplotnej anomálie

Vývoj svetovej teplotnej anomálie

Planéta je v súčasnosti o 1,2 °C teplejšia ako v období pred industrializáciou. To je však priemerná hodnota teplotnej anomálie pre celú planétu – väčšina miest na severnej pologuli je dnes oproti referenčnému obdobiu teplejšia o 2 – 3 °C.

Obsah

Čo vidíme v grafe?

Graf zobrazuje vývoj teplotnej anomálie vzhľadom k referenčnému obdobiu 1850 – 1900, ktoré sa používa ako aproximácia predindustriálnej úrovne globálnej teploty. Graf pokrýva obdobie uplynulých 140 rokov, pričom hodnota teplotnej anomálie pre konkrétny rok udáva, o koľko bol svet teplejší než priemerná teplota v referenčnom období. Pojmy „teplotná anomália“ aj „referenčné obdobie“ podrobnejšie vysvetľujeme nižšie. Údaje sú spracované z meraní viac ako 20 000 staníc na pevnine, ako aj z meraní lodí, plávajúcich bójí a vedeckých staníc v Arktíde a Antarktíde.

Z grafu tiež môžeme vidieť, že rok 2016, kedy teplotná anomália dosiahla hodnotu 1,24 °C, bol najteplejším rokom v histórii merania. V prvej dvadsiatke najteplejších rokov je iba jeden z minulého storočia (1998), všetky ostatné rekordné roky sú už z 21. storočia. Najteplejší mesiac bol február 2016, s teplotnou anomáliou 1,60 °C. Dve tretiny všetkých oteplení nastali po roku 1975 a trend otepľovania sa pohybuje medzi 0,15 – 0,20 °C za dekádu.

Čo je to referenčné obdobie?

Keď chceme povedať, o koľko bolo v danom roku nejaké miesto alebo celý svet teplejší ako „normálne“, musíme si najskôr ujasniť, čo znamená to „normálne“. Hovorí sa tomu referenčné obdobie. Napríklad v celosvetovom priemere bol rok 2016 o 1,2 °C teplejší ako priemer z rokov 1850 – 1900, ale len o 0,6 °C teplejší ako priemer z rokov 1981 – 2010. Keď teda v iných zdrojoch uvidíte uvedené iné hodnoty teplotnej anomálie, pozrite sa, k akému referenčnému obdobiu sa hodnoty vzťahujú.

Na našich stránkach používame ako referenčné obdobie roky 1850 – 1900, pretože napr. Parížska dohoda, ale aj väčšina vedeckých publikácií, vzťahuje hodnoty dosiahnutého alebo predpokladaného oteplenia planéty práve k tomuto obdobiu. Toto obdobie sa označuje ako predindustriálne, čo znamená pred priemyselnou revolúciou. Z historického pohľadu to nie je presné pomenovanie, pretože priemyselná revolúcia v tej dobe už prebiehala. Z obdobia pred rokom 1850 však nemáme k dispozícii dostatok teplotných záznamov a do roku 1900 sa koncentrácie CO2 v atmosfére pohybovali okolo 280 – 300 ppm a teplota planéty ešte nebola príliš ovplyvnená zosilňujúcim sa skleníkovým efektom. Preto správa IPCC SR15 pre potreby vedeckej komunity definuje roky 1850 – 1900 ako štandardné referenčné obdobie pre predindustriálne teploty.

Pôvodné dáta z NASA GISS, z ktorých sme čerpali pri tvorbe infografiky, používali ako referenčné obdobie roky 1951 – 1980. Na prevedenie na hodnoty zodpovedajúce referenčnému obdobiu 1850 – 1900, ktoré používa Parížska dohoda ako predindustriálne, sme použili výstupy analýzy teplotných radov zo správy IPCC SR15.

Ako sa počíta svetová teplotná anomália?

Miestna teplotná anomália pre daný rok udáva, o koľko bolo dané miesto teplejšie ako normálne, teda ako priemerná ročná teplota vo vybranom referenčnom období. Svetová teplotná anomália je potom vypočítaná ako vážený priemer miestnych teplotných anomálií pre jednotlivé meracie stanice. Vážený priemer koriguje rozdielnu hustotu meracích staníc v rôznych miestach. Miestna či svetová teplotná anomália pre určitý mesiac sa počíta podobne, len namiesto celého roka sa počíta rozdiel od priemernej teploty daného mesiaca.

Napríklad teplotná anomália pre rok 2016, ktorý je zatiaľ (k januáru 2021) najteplejší v histórii, bola 1,2 °C – to znamená, že v celoplanetárnom priemere bol rok 2016 o 1,2 °C teplejší ako obdobie 1850 – 1900. Rôzne miesta na planéte však v rôznych mesiacoch zažívali rôzne teploty. Napríklad november roku 2016 bol v Kanade o viac ako 5 °C teplejší, pre väčšinu Ruska o 4 °C chladnejší a v Európe len slabo nadpriemerný. Tieto chladnejšie a teplejšie miesta sa pri priemerovaní vyrovnajú. Celoplanetárny a celoročný priemer na rok 2016 vyšiel 1,2 °C.

Prečo sa používa hodnota teplotnej anomálie namiesto absolútnej priemernej teploty?

Predovšetkým preto, že hodnota priemernej teploty je užitočná pre relatívne malé geografické celky, ale nie je zmysluplné používať ju pre kontinenty alebo celý svet. Iste si dokážete predstaviť, čo znamená, keď povieme, že priemerná teplota v Bratislave bola tento rok napríklad 10 °C. Keď budeme hovoriť o priemernej teplote celej Slovenskej republiky, je priemer o niečo menej reprezentatívny kvôli rôznym nadmorským výškam, stále však dáva zmysel hovoriť o priemernej teplote SR. Ale priemerná teplota celej Európy alebo celého sveta je údaj, ktorý síce môžeme spočítať, ale nič si pod ním nedokážeme predstaviť a porovnávali by sme nesúvisiace teploty. Napríklad: Kanada bola v novembri roku 2016 o 5 °C teplejšia a Afrika o 1 °C teplejšia – keby sme počítali priemernú teplotu, priemerovali by sme teplotu v Kanade s teplotou v Afrike. Pri počítaní teplotnej anomálie naproti tomu priemerujeme odchýlky od normálnej teploty v oboch oblastiach.

Ďalším dôvodom je, že priemerná teplota planéty má charakteristický ročný priebeh – v mesiacoch, kedy je na severnej pologuli leto, vychádza priemer teplôt celej planéty asi o 3 °C vyšší ako v zimných mesiacoch. To je spôsobené tým, že na severnej pologuli je výrazne viac pevniny: keď slnečné žiarenie dopadá na súš, tá sa ohreje rýchlejšie a viac než oceán. Teplotná anomália je od kolísania tohto typu očistená.

A ďalšie dôvody sú metodologické: nie všetky merania teploty sú k dispozícii každý deň – občas sa stane, že niektorá stanica má výpadok. Pre ilustráciu si predstavme, že by sme počítali teplotu na Slovensku ako priemer z dvoch staníc: v Poprade a na Lomnickom štíte. Na Lomnickom štíte je teplota typicky o zhruba 10 °C nižšia ako v Poprade kvôli nadmorskej výške. Ak by mala stanica na Lomnickom štíte jednodňový výpadok, vyšla by priemerná teplota v SR pre daný deň o 10 °C vyššia kvôli nedokonalosti metódy. Použitie teplotnej anomálie však pri výpadku stanice takúto chybu nespôsobí – ak bolo v daný deň v Poprade teplejšie ako bežne, je veľmi pravdepodobné, že na Lomnickom štíte bola teplota vyššia tiež, pretože počasie v tejto oblasti je podobné. Teda aj keď má niektorá stanica výpadok, nespôsobí to zásadnú chybu v hodnote priemernej teplotnej anomálie.

Podrobnejšiu diskusiu o použití teplotnej anomálie nájdete na stránkach NASA GISS.

Odkiaľ pochádzajú údaje a ako sú spracované?

Údaje pochádzajú z meraní viac ako 20 000 staníc na súši, ako aj z meraní lodí a plávajúcich bójí a vedeckých staníc v Arktíde a Antarktíde. Asi 6000 staníc má teplotné záznamy staršie ako 100 rokov a okolo 1000 staníc disponuje údajmi z obdobia pred rokom 1880. O kompletizáciu týchto údajov sa stará International Surface Temperature Initiative a podrobnú diskusiu o metodike zatiaľ posledného skompletizovaného datasetu GHCNm-v4 môžete nájsť v sprievodnom článku alebo v sekcii často kladených otázok k dátovej sade GISSTEMP.

Čím je pozorované otepľovanie spôsobené?

Miestne počasie sa celkom bežne mení – čiastočne v predvídateľných cykloch deň-noc a leto-zima, čiastočne nepravidelne vplyvom prichádzajúcich tlakových výší a níží a ďalšími atmosférickými javmi. Teplotu planéty ako celku však z dlhodobého hľadiska určuje radiačná rovnováha, teda rozdiel medzi množstvom energie, ktoré planéta prijme od Slnka, a množstvom energie, ktoré planéta vo forme tepelného žiarenia vyžiari do vesmíru. Dlhodobý nárast teplôt znamená, že planéta viac energie prijme než jej vyžiari.

Množstvo žiarenia, ktoré planéta prijíma od slnka, sa mení len málo v rámci slnečných cyklov, a tieto zmeny pozorovanému nárastu teplôt nezodpovedajú. Naopak, množstvo energie, ktorú Zem vyžiari vo forme tepelného žiarenia do vesmíru, výrazne závisí na chemickom zložení atmosféry – na koncentráciách skleníkových plynov. A práve zvyšovaniu koncentrácie skleníkových plynov zodpovedá pozorovaný nárast veľmi dobre, a sprievodné zníženie množstva odchádzajúceho infračerveného žiarenia je preukázané meraniami.

Aj bez podrobného klimatického modelu môžeme ilustrovať kontext nasledujúcim odhadom: Zdvojnásobenie koncentrácií CO2 by malo viesť k otepleniu planéty asi o 3 °C – to je údaj, ku ktorému na základe skúmania pohlcovania infračerveného žiarenia v plynoch dospel v roku 1896 Svante Arrhenius, a novšie výpočty a modely túto hodnotu len ďalej potvrdzujú. Od roku 1900 sa koncentrácia CO2 zvýšila z 295 ppm na 410 ppm, teda skoro o 40 %. Ak má zdvojnásobenie koncentrácie (teda nárast o 100 %) podľa klimatických simulácií viesť k otepleniu o 3 °C, nárast o 40 % by mal spôsobiť oteplenie o 1,2 °C. Výsledok merania skutočných teplotných anomálií je rovnaký: 1,2 °C oproti predindustriálnemu obdobiu. Toto porovnanie je zjednodušené – nezahŕňa ďalšie skleníkové plyny (metán CH4 a oxid dusný N2O) ani zotrvačnosť klímy, ale dobre ukazuje, že pozorovaný nárast teploty rámcovo zodpovedá predpovediam.

Dôležitý kontext: miestne trendy a rýchlosť otepľovania

Svetová teplotná anomália je len priemernou hodnotou – z grafu teda priamo nevidíme, že severná pologuľa sa otepľuje rýchlejšie ako južná a že pevnina sa otepľuje rýchlejšie ako oceány. V Európe a severnej Ázii sú súčasné teploty o 2 – 3 °C vyššie ako pred sto rokmi, v arktických oblastiach až o 4 °C. Podrobnejšie tieto miestne trendy zobrazuje Mapa zmien teploty.

Tempo, ktorým oteplenie v poslednom storočí prebieha, je asi desaťkrát rýchlejšie než zmeny teplôt planéty kedykoľvek v histórii ľudstva. Podrobnejšie túto rýchlosť oteplenia ukazuje graf teplotnej anomálie od poslednej doby ľadovej.