Solární oteplování

Solární“ se rýmuje se slovem „globální“. Globální oteplování chápeme tak, že je způsobeno člověkem, přesněji skleníkovými plyny, které člověk vypouští do atmosféry. O solárním oteplování jsme donedávna vůbec neuvažovali. Předpokládalo se, že se solární konstanta (tedy množství slunečního záření dopadajícího na povrch atmosféry) sice mění, ale tak nepatrně, že ve skutečnosti konstantou téměř je. Sluneční aktivita osciluje v měřítku známého 11letého cyklu a v řadě dalších delších cyklů o délce trvání například 90 let, ale právě u nejvýraznějšího a nejkratšího 11letého cyklu se vliv na klimatické změny posuzuje velice obtížně, protože je modifikován teplotní setrvačností oceánu. Solární oteplování je přirozený proces vedoucí prostřednictvím vyšší sluneční aktivity k vyšší teplotě povrchu Země.

Solární oteplování je pravděpodobně velké politické téma budoucnosti, protože říká, že se Země do nějaké míry otepluje i bez lidského přičinění. Politici o tom zatím příliš nemluví – buďto se k nim zprávy ještě nedostaly, nebo se bojí blamáže, kdyby se vědci zmýlili. Solární oteplování však hýbe vědeckou komunitou, i když v téměř každém článku autoři někde na závěr opatrně říkají, že největší díl odpovědnosti za oteplování leží na lidstvu. Nicméně vyznění hlavních statí bývá poněkud odlišné a vyplývá z nich dominantní vliv Slunce na zemské klima předindustriální doby. Například období Maunderova minima v letech 1645–1715, kdy bylo nejméně slunečních skvrn a nejnižší sluneční aktivita, odpovídá některým výrazně chladným epizodám malé ledové doby a podobná závislost se dá vysledovat i pro dřívější chladné epizody.

Lavinu článků a úvah o solárním oteplování v podstatě způsobily dva články citované v závěru této zprávy. V roce 2003 publikoval tým astronoma Ilji Usoskina odhad počtu slunečních skvrn za posledních 1150 let. Práce vychází z měření obsahu kosmogenních izotopů, zvláště ¹⁰Be v ledových vrtech, a z jejich srovnání se záznamem počtu slunečních skvrn, který je veden od roku 1610. Výpočet je založen na předpokladu, že množství kosmického záření je zhruba stabilní, ale na Zemi jej dopadá tím méně, čím větší je magnetická aktivita Slunce, která kosmické záření odstiňuje. Jinými slovy – větší množství kosmogenních izotopů indikuje nižší sluneční aktivitu a tento předpoklad se dá pro posledních 400 let ověřit právě z počtu reálně pozorovaných slunečních skvrn. Závěr práce byl neočekávaný – zhruba od roku 1940 panuje největší sluneční aktivita od 9. století naší éry.

O rok později vyšlo v časopisu Nature pokračování příběhu, ale tentokrát protažené o 11 tisíc let do minulosti. V tomto případě byl jako indikátor míry sluneční aktivity použit nestabilní izotop uhlíku ¹⁴C. Ten vzniká působením kosmického záření na oxid uhličitý v atmosféře. Oxid uhličitý je v průběhu fotosyntézy přijímán rostlinami. Když potřebujeme zjistit rok po roce, nebo dokonce sezonu po sezoně, kolik kdy bylo radioaktivního uhlíku v atmosféře, stačí když odpočítáme letokruhy do minulosti a analyzujeme příslušnou přírůstkovou linii. Protože se zmíněný izotop uhlíku samovolně rozpadá (s poločasem rozpadu 5715 let), je nutné podle stáří letokruhu dopočítat chybějící množství.

Dál musíme vzít v úvahu magnetické pole Země, které rovněž stíní kosmické záření a jehož intenzita se mění naštěstí poměrně pomalu, takže i tento krok výpočtu je považován za věrohodný. Pak ale narazíme na větší neznámou – zdaleka největší množství rychle uvolnitelného oxidu uhličitého obsahují hlubokomořské vody. Pokud by se náhle měnila mořská cirkulace, bude se nejspíš měnit i množství oxidu uhličitého v atmosféře, a tím i množství radioaktivního uhlíku. Ani tato proměnlivost asi nebude příliš velká, protože bubliny v ledových vrtech ukazují, že v holocénu měl oxid uhličitý spíš setrvalou úroveň.

Závěr této studie je ještě pozoruhodnější. Autoři spočítali, že současná úroveň magnetické sluneční aktivity je nejvyšší za posledních 8,2 tisíce let! Již osm tisíc let nebylo Slunce tak aktivní jako v posledních 70 letech. V holocenním fosilním záznamu dále nalézáme 31 období, kdy desetiletý průměr počtu slunečních skvrn (a tedy epizod rychlého oteplení) překročil 50. Dnes jich je přes 70. Další důležitý údaj se týká toho, jak dlouho epizody zvýšené sluneční aktivity trvají. Průměrná délka je pouhých 30 let a nejdelší perioda dosáhla 90 let. Vyplývá z toho, že současné období zvýšené sluneční aktivity je nejen neobvykle intenzivní, ale také nezvykle dlouhé. Podle všeho by mělo skončit během několika let, ale nejpozději během prvních několika budoucích desetiletí. Celkový solární příspěvek k současnému oteplování může být zhruba 30 %.

Komentář: další publikované práce a diskuse se týkají spíš přesnosti jednotlivých kroků výpočtu, ale nezpochybňují základní myšlenku, jíž je současná – a doufejme již odeznívající – extrémní sluneční aktivita. Z hlediska lidstva či prostého časového měřítka našich životů se vlastně ocitáme v klimaticky mimořádné situaci, ve které se sčítá oteplování způsobené Sluncem s oteplováním způsobeným člověkem. Nikdy za posledních 650 tisíc let nebyla koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře tak vysoká jako dnes. Provádíme vlastně neobvykle vzrušující klimatický experiment planetárního rozměru.

V tomto příspěvku již není místo na to, abychom se zabývali vlivem oteplování na mořské proudění, ale stojí za to připomenout, že oceán jako obrovský akumulátor tepla má tak velkou teplotní setrvačnost, že vliv kumulované sluneční energie bude působit ještě roky poté, co solární oteplování odezní.