SHMÚ vydal hydrologické výstrahy na   Povodeň Zobraziť výstrahy

Aktuality SHMÚ

20 JAN 2020

Klíma na kontinentoch 21. storočia – výrazne teplejšia a suchšia

KLIMATOLÓGIA | 20.1.2020 | ANALÝZA | JOZEF PECHO

Genéza klímy v danej oblasti či regióne je podmienená celým radom klimatotvorných faktorov, ktoré určujú napr. veľkosť radiačnej bilancie zemského povrchu a atmosféry. Výsledkom týchto zložitých fyzikálnych väzieb sú relatívne stabilné teplotné pomery v blízkosti zemského povrchu, ktoré spolu s ďalšími klimatickými prvkami spätne determinujú charakter prírodného prostredia. Tento druh stability, inak tiež stacionarity klimatických podmienok má veľký význam napríklad pre rozšírenie konkrétnych skupín rastlinstva a živočíšstva, ktoré sú schopné sa adaptovať len na určitý, relatívne obmedzený rozsah hodnôt teploty a vlhkosti vzduchu, či atmosférických zrážok, a špecifickosť ich ročného režimu. Pokiaľ sa tento rozsah alebo režim z akéhokoľvek dôvodu mení, v reakcii na tieto zmeny dochádza zákonite k migrácii fauny a flóry, ktorá patrí medzi najefektívnejšie spôsoby adaptácie.

Medzi hlavné závery zatiaľ poslednej, piatej správy IPCC (AR5, 2014) je skutočnosť, že globálna klíma nie je v posledných 130 rokoch ani zďaleka stacionárna. Práve naopak, mení sa rýchlosťou, ktorá je len ťažko porovnateľná s rýchlosťou akejkoľvek inej globálnej zmeny klímy v známej geologickej histórii Zeme (minimálne za posledných 65 miliónov rokov). Od začiatku 20. storočia priemerná globálna teplota vzrástla o viac ako 1 °C (Obr. 1), pričom prevažná časť tohto oteplenia spadá do obdobia posledných 50 rokov. Toto veľmi rýchle otepľovanie prináša, okrem topenia ľadovcov či nárastu hladiny oceánov, aj celý rad iných, na prvý pohľad menej zreteľných, za to však veľmi komplexných zmien prírodného prostredia. Jednou z nich je aj posun (migrácia) teplomilných rastlinných a živočíšnych spoločenstiev do vyšších geografických šírok a vyšších nadmorských výšok. Za účelom sledovania týchto komplexných zmien klimatológia využíva jednu významnú pomôcku. Je ňou klasifikácia klimatických typov, ktorou sa vymedzujú a popisujú hlavné typy podnebia na základe „bioticky“ významných hodnôt meteorologických veličín, prípadne špecifík ich ročného režimu.

Tento pomerne zložitý vzťah medzi priestorovou premenlivosťou klimatických podmienok a biotickými komponentmi krajiny slúži ako základ pre definovanie tzv. konvenčných klasifikácií klimatických zón. Uvedený princíp použil už na konci 19. storočia známy nemecko-ruský klimatológ a geograf Wladimir Köppen, ktorý vytvoril jednu z prvých, a dodnes najviac používaných klimatických klasifikácií. Köppen v nej definoval 5 základných klimatických typov (A-E; neskôr pribudol ešte jeden, Obr. 2), ktoré vyčlenil na základe priestorového výskytu ročných izoteriem, dĺžky trvania určitých teplôt a ďalších, skôr biotických charakteristík. Tieto, viac-menej zonálne usporiadané pásy (pozdĺž rovnobežiek) sa ďalej vnútorne delili na niekoľko podtypov. Köppenová klasifikácia prekonala v priebehu 20. storočia ešte niekoľko drobných úprav – jednu z tých zásadnejších vykonal v polovici 60. rokov americký geograf G. T. Threwartha. A prečo to všetko spomíname? Práve priestorové a časové zmeny tak komplexných geografických jednotiek, akými sú klimatické zóny v súčasnej, ale aj budúcej klíme nám dokážu priblížiť reálny rozsah klimatickej zmeny a komplexnosť jej prejavov na úrovni celých ekosystémov či planetárnych biómov (napr. posun vegetačných zón, atď.). Ak teda dochádza k dlhodobému progresívnemu posunu klimatických zón smerom k zemským pólom alebo naopak, je to jednoznačný a priamy indikátor existujúcej nestacionarity klimatického systému.

Obr. 1: Dlhodobý vývoj troch hlavných teplotných indikátorov: (1, vľavo) priemernej globálnej teploty povrchu pevnín a oceánov kombinovane; (2, v strede) priemernej globálnej teploty povrchu oceánov; a (3, vpravo) priemernej globálnej teploty povrchu pevnín (všetky vyjadrené v odchýlkach od dlhodobého priemeru) v období rokov 1850 - 2019 [Zdroj]

Obr. 2: Dlhodobé zmeny rozšírenia základných typov a podtypov Köppenovej klasifikácie v období rokov 1981 - 2100 podľa staršieho SRES scenára A1FI [Zdroj]

A práve na analýzu zmien priestorového rozšírenia hlavných klimatických zón sa v poslednej dobe zameriava pomerne intenzívny výskum, jeden z tých významnejších bol publikovaný ešte v roku 2013 v časopise Global and Planetary Change (Feng et al. 2013). Na základe historických údajov teploty vzduchu a atmosférických zrážok z obdobia rokov 1900 - 2010 a výstupov 20 globálnych cirkulačných modelov v rámci CMIP5 (použitím emisných scenárov RCP4.5 a RCP8.5) analyzovali posuny, resp. zmeny rozsahu hlavných typov a podtypov klímy, určených Köppen-Threwarthovou klasifikáciou, v dôsledku súčasnej a očakávanej zmeny klímy (K-T klasifikácia obsahuje členenie globálnej klímy na šesť hlavných typov: A-F; A - tropická klíma, B – suchá „púštna“ klíma, C – subtropická alebo tiež mierne teplá klíma, D – mierne chladná klíma, E – subpolárna klíma, F – polárna klíma). Výsledky, ku ktorým sa výskumný tím dopracoval sú pritom veľmi zaujímavé. Autori v závere štúdie uvádzajú, že pokiaľ by došlo k naplneniu pesimistickejšieho RCP8.5 scenára, už do konca tohto storočia by došlo k zásadnému rozšíreniu teplejších, a najmä suchších typov klímy na takmer všetkých kontinentoch (RCP8.5 počíta s nárastom globálnej teploty do konca 21. storočia v rozsahu 3-10 °C). K najvýraznejším zmenám režimu podnebia by malo dôjsť na kontinentoch severnej pologule, a to prevažne v subtropickom a miernom klimatickom pásme, pričom úhrnne by zmeny mohli zasiahnuť takmer polovicu plochy všetkých kontinentov (46,3 %).

Obr. 3: Priestorové rozloženie hlavných typov a podtypov K-T klasifikácie v období 1961 - 1990 (vľavo) a 2071 - 2100 (vpravo) podľa emisného scenára RCP8.5 [ensemblový priemer 20 CMIP5 modelov; Zdroj: Feng et al. 2013]

Očakávané zmeny teploty a zrážok

Podľa simulácií CMIP5 modelov v kombinácii s emisným scenárom RCP8.5 (v porovnaní s referenčným obdobím 1961 - 1990) dôjde pravdepodobne do konca 21. storočia k najvýraznejšiemu otepleniu v zime (december až február) v Arktíde, v severnej Kanade a Rusku (až do 12 °C). O niečo pomalšie sa budú otepľovať mierne šírky severnej pologule (5-7 °C). Najmenšie oteplenie možno očakávať napr. v Strednej Amerike, západnej Európe, prípadne v oblasti tropického Pacifiku (< 3 °C). V lete (jún až august) sa naopak najvýraznejšie otepľovanie predpokladá v miernych šírkach severnej pologule (USA, Stredomorie a Stredná Ázia; > 6 °C).

Z pohľadu zmien atmosférických zrážok pre obdobie konca 21. storočia sa zdá byť priestorový obraz trochu komplikovanejší ako pri teplote vzduchu. V zime sa najväčší nárast zrážok očakáva na kontinentoch severnej pologule, predovšetkým v miernych a polárnych šírkach (+30 %). Suchšie podmienky možno predpokladať v oblasti subtrópov, a to najmä v Stredomorí, Strednej Amerike a v severnej Indii. V dôsledku expanzie a intenzívnejšej tropickej cirkulácie (Hadleyho cirkulačná bunka) sa nárast zrážkovej činnosti očakáva v tropických regiónoch, najmä južne od rovníka (v lete na sever od rovníka). Čo je však ešte závažnejšie, v lete (južnej pologuli) modely predpokladajú výrazný nárast stupňa aridizácie v oblasti Brazílie, Južnej Afriky a Austrálie – tento fenomén opäť súvisí s posunom tropickej cirkulácie bližšie k pólom a rozšírením vplyvu subtropických tlakových výší. Suchšie podmienky budú však dominantné aj v oblasti Stredomoria, Strednej Ameriky a USA. Všeobecne sa teda modelové simulácie zhodujú v tom, že prevažná časť miernych a polárnych šírok severnej pologule, ako aj regióny monzúnovej Ázie či tropickej Afriky budú v porovnaní so súčasnosťou vlhkejšie, zatiaľ čo tropická Južná Amerika, Stredomorie, južná Afrika, Austrália a Stredná Amerika budú mať podmienky suchšie.

Obr. 4: (vľavo) Scenáre zmien hlavných typov (hore) a sub-typov (dole) klímy podľa K-T klasifikácie v období 2071-2100 v porovnaní s obdobím 1961-1990 - farba indikuje prítomnosť nového typu (podtypu) v klimatických podmienkach na konci 21. storočia; (vpravo) časový vývoj celkovej plochy pevnín s vybraným typom klímy v období 1900 - 2100 [mil. km2] - čierna línia reprezentuje merané údaje, modrá (červená) línia predstavuje očakávané (modelované) zmeny celkovej plochy podľa RCP8.5 (RCP4.5) scenára [Zdroj: Feng et al. 2013]

Klimatické zóny v pohybe

Podobne ako pri teplote a zrážkach, zásadné zmeny možno očakávať aj z pohľadu priestorového rozšírenia klimatických typov podľa K-T klasifikácie. Na základe porovnania K-T typov získaných z meraní (1961 - 1990) a modelových výstupov (2071 -2100) si možno vytvoril generalizovanú predstavu o rozsahu týchto zmien. K najvýznamnejším posunom klimatického režimu pravdepodobne dôjde v miernych a polárnych šírkach severne pologule (Obr. 3 - 4), kde sa výrazne začne presadzovať typ klímy D, na úkor subpolárnej a polárnej klímy (tie obmedzia svoj výskyt na najsevernejšie periférie severoamerického a euroázijskeho kontinentu a Grónsko). Veľmi dôležitým rysom zmien klímy v Európe bude rozširovanie nového typu klímy v oblasti Stredomoria (Španielsko, Turecko, atď.) – B typ – teda suchej arídnej klímy a posun subtropického režimu klímy (C typ) smerom na sever od svojho pôvodného regiónu v Stredomorí. Priestorovo obmedzené enklávy teplej a v lete aj veľmi suchej subtropickej klímy sa podľa emisného scenára RCP8.5 rozšíria do konca tohto storočia až k južným hraniciam Slovenska a Českej republiky. Podobné tendencie smerujúce k viac arídnej klíme možno očakávať aj na juhozápade USA a či juhovýchode Austrálie. Z pohľadu výskytu A klímy – teda vlhkej tropickej – dôjde len k minimálnym zmenám jej rozšírenia.

Obr. 5: Časový vývoj podielu plochy pevnín zasiahnutej zmenami (posunom) klimatických typov (podtypov) [%] - čierna a zelená línia reprezentujú merané údaje (UD a CPC databázy), modrá (červená) línia predstavuje očakávané (modelované) zmeny podľa RCP8.5 (RCP4.5) scenára [Zdroj: Feng et al. 2013]

Zaujímavý pohľad prináša aj analýza pozorovaných a predpokladaných zmien plošného rozšírenia šiestich hlavných typov klímy v podmienkach zvyšovania globálnej teploty (Obr. 5). Zatiaľ čo v období 1900 až 2000 došlo na povrchu pevnín len k relatívne malému posunu klimatických typov (10 - 11 % plochy), ktorý sa v posledných 20 rokoch významne zrýchlil, oba použité scenáre RCP4.5 a RCP8.5 počítajú už do polovice tohto storočia s podstatne rýchlejšími zmenami rozšírenia teplejších a suchších podmienok na kontinentoch – výraznejšie sa tieto tendencie budú prejavovať najmä na severnej pologuli. Celkové zmeny klimatického režimu by mohli do konca tohto storočia postihnúť až takmer polovicu plochy kontinentov (46,3 % podľa RCP8.5 – teda asi 62,2 mil. km2 a 31,4 % podľa RCP4.5, čo je približne 42,1 mil. km2.

Literatúra

Song Feng, Qi Hub, Wei Huang, Chang-Hoi Ho, Ruopu Li, Zhenghong Tang, 2013: Projected climate regime shift under future global warming from multi-model, multi-scenario CMIP5 simulations. Global and Planetary Change 112 (2013) 41–52.



skok na menu ↑


skok na začiatok stránky ↑