Čtení na tyto dny

Chalupy

Nedoslýchavé chalupy
v soumraku
a povídají si
měděnkovými hlasy něco zšeřelého,
už velmi dávno zapomenutého.

Na plotě zvlhlá vůně léta visí -

Za humny chlad
a netopýr.

Přes obzor safírová pšenice se řine
z natrženého pytle tajemství - 

(Josef Suchý)

 

Negativní vliv sucha zhoršuje globální oteplování


Jozef Pecho, Alexander Ač, č. 1/2016, s. 17-21
Úroveň indexu půdní vlhkosti (1 – extrémní půdní sucho) v Evropě v období od 11. do 20. července 2015.
Úroveň indexu půdní vlhkosti (1 – extrémní půdní sucho) v Evropě v období od 11. do 20. července 2015. Zdroj: EDO 2015

Rok 2015 skončil s odchylkou víc než jeden stupeň Celsia oproti průměru konce 19. století jako daleko nejteplejší za posledních nejméně 136 let. Významně k tomu přispěla nejen lidmi podmíněná změna klimatu prostřednictvím dlouhodobého nárůstu globální teploty, ale i klimatický jev El Niño. Ten působil především v závěru loňského roku. Oba uvedené faktory bezprostředně vedly i k celé řadě extrémních povětrnostních a klimatických anomálií, především v tropických a subtropických oblastech planety. Jednou z nich bylo i rozsáhlé a dlouhodobé sucho, které v průběhu značené části roku 2015 postihlo rozsáhlé oblasti Evropy a způsobilo škody ve výši několika miliard eur. Zařadilo se tak mezi nejdražší přírodní katastrofy v loňském roce (mapa 1). Přitom nejenom historická data z celého světa, ale také scénáře pro 21. století mluví jasnou řečí. Plošný výskyt sucha je a bude stále větší a jeho projevy extrémnější. Bez účinné adaptace se budou jeho důsledky zhoršovat.

Stane se extrémní suché a teplé léto 2015 novým normálem?

Vznik sucha je dlouhodobý proces. Důkazem bylo i sucho v uplynulém roce, které vyvrcholilo v letní sezoně. Podle údajů Národního úřadu pro oceán a atmosféru / National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) skončilo léto 2015 jako globálně nejteplejší od roku 1880, přičemž odchylka průměrné teploty vzduchu nad kontinenty za měsíce červen až srpen 2015 dosáhla +1,1 °C oproti dlouhodobému průměru let 1901-2000. Tím toto léto překonalo dosavadní maximum z roku 2010 o 0,07 °C. V převážné části Evropy bylo léto druhé nebo třetí nejteplejší za poslední století (v České republice skončilo jako druhé nejteplejší nejméně od roku 1961).

V důsledku výskytu dlouhotrvajících období s nadnormálními teplotami a nedostatečnými srážkami v průběhu léta došlo k prohlubování srážkového deficitu a zesílení a rozšíření výskytu meteorologického sucha, které vedlo k zhoršování projevů sucha hydrologického i zemědělského. Do konce července a následně opět v září 2015 dosáhl srážkový deficit v některých oblastech Evropy včetně České republiky hodnot kolem 150 až 200 mm (mapa 2), což přibližně odpovídá průměrnému úhrnu za tři měsíce v teplé části roku. Velký nedostatek vody v tocích a půdě však nebyl jenom důsledkem vývoje počasí v roce 2015. Výrazně k němu přispělo i suché a teplé počasí v roce 2014, a zejména pak mimořádně teplá a suchá zima na přelomu let 2014 a 2015. Obdobná situace byla i v dalších částech střední a západní Evropy. Nebylo proto žádným velkým překvapením, že silné sucho se v některých oblastech Evropy vyskytlo již na začátku dubna 2015.

Případy extrémního sucha ze světa

Výčet oblastí, kde se v posledních letech výrazně projevovalo extrémní sucho, ale zdaleka nekončí jenom Evropou. Mezi nejvíce postižené oblasti patřila Kalifornie, která již pátým rokem bojuje s katastrofálním nedostatkem vody. Ještě mnohem rozsáhlejší plochu než v případě amerického západu zasáhlo sucho v Brazílii a ve velké části Amazonie. Projevy sucha zde navíc v minulém roce zesílily i působením jevu El Niño. Podobně tomu bylo i v Indii nebo jižní Africe.

Sucho se intenzivněji projevuje i v Austrálii, a to nejenom v minulém roce, kdy na obyčejně vlhkém východním pobřeží poklesly srážky ve druhé polovině 20. století o přibližně 15 procent. Nejčastěji se uvažuje o vlivu El Niña, ale v úvahu přichází i výraznější posun polární frontální zóny, přinášející srážky jižněji směrem od kontinentu. Vlny extrémního sucha trápí Austrálii téměř bez přestávky již od roku 2003 a například mimořádné sucho v roce 2009 přispělo k rozšíření zničujících požárů ve státě Viktorie. Nicméně požáry nejsou jediným důsledkem sucha. Sucho se podílí i na poklesu hladiny podzemních vod, což v mnoha regionech světa způsobuje problémy se zabezpečením dodávek užitkové vody. Bezprostředním důsledkem sucha jsou i periody extrémně vysokých teplot, kterých jsme byly svědky například i v Evropě (roky 2003, 2010, 2012 nebo 2015).

V některých oblastech světa musí obyvatelstvo již dnes vynakládat značné prostředky na hloubení vrtů, častokrát dosahujících hloubky několika set metrů, které zajistí dostatečný přísun pitné vody (např. v Jemenu nebo Indii). Rok od roku trápí rozsáhlé požáry a nedostatek vody i Řecko, které muselo například v srpnu 2007 vyhlásit na celém svém území výjimečný stav. Se stále naléhavější situací se potýkají i Portugalsko a Španělsko, kde v roce 2006 shořelo přes sto tisíc hektarů lesních porostů a křovin. Se suchem začínají mít rostoucí problémy i regiony, které bývají za normálních okolností na atmosférické srážky mimořádně bohaté. Příkladem může být Indonésie, kde El Niñem způsobené sucho v letech 1996-97 a 2015 zapříčinilo rozsáhlé požáry tropických porostů, a to zejména na ostrově Borneo (Kalimantan), nebo aktuálně hořící tisícileté lesy v Tasmánii.

Situace se v posledních asi deseti letech zásadně zhoršila i v Amazonii, kterou postihlo historické sucho v letech 2005 a 2010, a naposledy také v minulém roce. Satelitní měření monitorující stav vegetace sice potvrdila, že původní lesní porosty se dokázaly s jeho důsledky relativně dobře vypořádat, avšak ani v současnosti zatím nedokáží vědci dostatečně přesně odhadnout, jak budou tropické pralesy v Amazonii reagovat na sucho trvající podstatně déle. V minulosti se zde delší období sucha objevovala zejména v důsledku El Niña, avšak podle nejnovějších modelových projekcí by měly výraznější periody sucha postihovat region téměř každý druhý rok.

Klimatická změna a sucho

Nabízí se tedy otázka, do jaké míry je současná situace se suchem výsledkem dlouhodobého vývoje, se kterými je potřeba počítat i do budoucna, anebo jde jen o fluktuaci srážkového režimu na kontinentech? Výzkum zatím ukazuje, že jde o počáteční projev dlouhodobého trendu, který souvisí se zkracováním a zvyšováním intenzity hydrologického cyklu a tím i s vysušováním vnitrozemí kontinentů v důsledku vyšší teploty vzduchu.

Sucho je zcela přirozeným projevem proměnlivosti klimatu v značné části Evropy, a výjimkou není ani ČR. Nejnovější analýzy tohoto fenoménu ale potvrzují skutečnost, že globální oteplování, v celé své komplexnosti, výskyt sucha a jeho projevy i důsledky na pevninách zcela určitě zhoršuje. Pozorujeme to zejména jako častější a déle trvající nedostatek vody jak v půdním profilu, tak i v řekách a přírodních či umělých vodních rezervoárech. Lze to doložit i měřenými daty.

Nárůst globální teploty od poloviny 70. let 20. století významně přispěl k trendům vysušování mnoha, zejména vnitrozemských regionů světa. Navzdory tomu, že častější výskyt sucha je na kontinentech patrný již od 50. let (Afrika, jižní a východní Asie, jižní Evropa, východní Austrálie, některé oblasti Jižní a Střední Ameriky a v poslední dekádě především Amazonie). Potvrzují to i dlouhodobé trendy poklesu srážek, odtoku a indexů sucha (např. Palmerův index sucha PDSI - mapa 3). K rozšiřování sucha navíc v některých regionech přispěla, kromě růstu globální teploty, i přirozená proměnlivost klimatu, především pak dlouhodobé změny povrchové teploty oceánů. Dobrými příklady jsou jižní Asie nebo východní Austrálie.

Co nás čeká?

Scénáře pro 21. století přitom vůbec nevyznívají z pohledu výskytu sucha příznivě (mapa 4). Pokračující oteplování bude mít pravděpodobně za následek zvětšování plochy území zasaženého pravidelným nebo dlouhotrvajícím suchem. Odrazí se to především v očekávaném poklesu půdní vlhkosti ve velké části Evropy, Austrálie, obou Amerik i Afriky. Nárůst sucha v mnoha kontinentálních oblastech předpokládá i komplexnější PDSI. I když při interpretaci budoucích scénářů PDSI je potřeba být opatrný (index totiž sám nejlépe dokáže hodnotit sucho v současných klimatických podmínkách), s ohledem na očekávaný vývoj zejména dalších ukazatelů sucha (např. vlhkost půdy) je třeba počítat s tím, že sucho bude již v příštích desetiletích v mnoha regionech, včetně ČR, vážným problémem. Vývoj z posledních let se toho zdá být jasným důkazem.


Jozef Pecho - Český hydrometeorologický ústav, Praha, a Ústav fyziky atmosféry AV ČR, Praha;
Alexander Ač - Ústav výzkumu globální změny AV ČR, Brno


Elementární fyzika výparu a „sucha“

Abychom alespoň rámcově pochopili souvislost mezi globálním nárůstem teploty a častějším výskytem sucha, připomeňme jednoduchý fyzikální vztah. Podle něj teplejší vzduch dokáže přijmout prostřednictvím výparu z povrchu pevnin a oceánů větší množství vodní páry. Toto množství je při dané teplotě vzduchu shora limitováno tzv. tlakem nasycení vodní páry (její maximální možný obsah při dané teplotě vzduchu), jehož hodnota roste v závislosti na zvyšující se teplotě vzduchu exponenciálně (tak např. při t = 0 °C dosahuje tlak vodní páry maximálně 6,1 hPa, při t = 35 °C je to již 56,2 hPa). Zvyšováním teploty vzduchu se tak výrazně zlepšují možnosti atmosféry přijmout větší množství vodní páry. Výsledkem je nárůst tzv. výsušného efektu atmosféry.

Ten při zpočátku nižší relativní vlhkosti vzduchu vede v teplejších podmínkách k intenzivnímu výparu a tím i k rychlé ztrátě vody z povrchových vrstev půdy. Pokud není tato ztráta nahrazena dostatečným přísunem vody z hlubších vrstev půdního profilu, nastává poměrně rychlý pokles využitelné vlhkosti půdy nejen pro výpar, ale i pro rostliny. Při déletrvajícím období bez srážek, s minimální oblačností a intenzivní insolací se projevy sucha neustále zvýrazňují prostřednictvím zvyšující se teploty vzduchu, klesající vlhkosti půdy a vzduchu, rostoucí rychlosti větru atd.

Navzdory skutečnosti, že globální oteplování se zásadně podílí na zvyšování obsahu vodní páry v atmosféře, je absolutně vyloučeno předpokládat, že by to přineslo úlevu oblastem, které se potýkají s kritickým nedostatkem vody. Situace se v těchto regionech spíše ještě zhorší (i vzhledem k rostoucí populaci) a navíc k nim přibudou i další oblasti, které v současnosti suchými ani nelze nazývat. Velmi dobrým příkladem území postiženého dlouhodobým suchem je subsaharský Sahel, který trpí výrazným nedostatkem srážek již od 60. let minulého století. Podle aktuálních počítačových simulací je hlavní příčinou tohoto stavu rostoucí teplota povrchových vod Indického oceánu. Změna cirkulačních poměrů v rozlehlé africko-indooceánské oblasti tak v konečném důsledku vedla k dalekosáhlým změnám prostorové distribuce srážek na africkém kontinentu.


Přívalové srážky sucho nezmírňují

V teplé části roku se pevnina vždy rychleji ohřívá než oceány nebo moře ve stejné zeměpisné šířce, a proto vzduch nad pevninami je teplejší a s nižší relativní vlhkostí, což způsobuje silnější výsušný efekt atmosféry na kontinentech. Globální oteplování tento stav, vzhledem k rychlejšímu ohřívání pevnin oproti oceánům, ještě víc zesiluje. Vnitrozemí kontinentů poznamenané převážně snižováním srážek a poklesem vlhkosti v teplém pololetí proto stále pravidelněji trpí suchem, které je často doprovázeno extrémně vysokými teplotami vzduchu (v nedávné době Austrálie a USA). Pokud k výskytu srážek nad pevninami nakonec dojde, bývá to nejčastěji během bouřek. Tenhle typ srážek však má většinou povahu přívalových dešťů, které padnou na zemský povrch v krátkém čase (řádově trvají jen několik minut). Značné množství vody, s ohledem na omezenou infiltrační schopnost půdy, tak odtéká z území bez většího užitku (souvisí to i se sníženou retenční schopností současných lesů). Efektivní schopnost takových srážek dostatečně zmírňovat nedostatek vody v půdě je proto velmi nízká. Někdy dokonce ani série několika bouřkových lijáků v řadě nedokáže zcela zmírnit narůstající vláhový deficit. V mírných šířkách však může být výskyt sucha v jarním a letním období způsoben sporadičtějším výskytem sněhové pokrývky v chladné části roku.


Literatura

Coumou, D., Rahmstorf, S. 2012: A decade of weather extremes. Nature Climate Change 2(7):491-496. doi:10.1038/nclimate1452.

Crhová L., Pecho, J., Valeriánová, A. 2016: Mimořádně teplé a suché léto 2015 v České republice. Meteorologické zprávy, roč. 69, č. 1. ISSN 0026-1173 [in press].

Dai, A. 2013: Increasing drought under global warming in observations and models. Nature Climate Change. 3: 52-58. doi:10.1038/nclimate1633.

Dai, A. G., Qian, T. T., Trenberth, K. E., Milliman, J. D. 2009: Changes in continental freshwater discharge from 1948 to 2004. J. Clim. 22, 2773-2792.

EDO, 2015: Drought News August 2015 [online]. European Commission (EC). Joint Research Centre (JRC) [cit. 3. 2. 2016]. Dostupné z http://edo.jrc.ec.europa.eu/documents/news/EDODroughtNews201508.pdf

NOAA, 2015a: Summer heat wave arrives in Europe, NOAA [online]. [cit. 3. 2. 2016]. Dostupné na https://www.climate.gov/news-features/event-tracker/summer-heat-wave-arrives-europe

NOAA, 2015b. State of the Climate: Global Analysis for August 2015 [online]. National Centers for Environmental Information [cit. 3. 2. 2016]. Dostupné z http://www.ncdc.noaa.gov/sotc/global/201508

GISTEMP, NOAA, HadCRUT4, Cowtan&Way, JMA + Berkeley Earth.

csop veronica
facebook
Naším posláním je podpora šetrného vztahu k přírodě, krajině a jejím přírodním i kulturním hodnotám.
ISSN 1213-0699 | ZO ČSOP Veronica | Panská 9, 602 00 Brno | mapa stránek časopisu