Ocitne se Arktida úplně bez ledu během následujících let?

Polární oblast Arktidy, okolí Severního ledového oceánu, se rozkládá na území větším než dvacet milionů kilometrů čtverečních, tedy na rozloze větší než dvě stě padesát Českých republik. Množství ledu a sněhu v této oblasti během roku s průběhem jednotlivých ročních období kolísá. Konec arktického léta, kdy bývá rozloha ledu nejmenší, spadá na měsíc září. Naopak největších rozměrů dosahuje ledový příkrov Arktidy v dubnu.

Probíhající změna klimatu se v oblasti kolem severního pólu projevuje mnohem výrazněji než v jiných částech planety. Oblast se otepluje přibližně třikrát rychleji, než činí světový průměr. To má za následek i to, že se zmenšuje arktická ledová pokrývka. Nejviditelnější je to pak v průběhu arktického léta.

Ovšem až do 50. let neměli vědci k dispozici o rozloze sněhové a ledové pokrývky v Arktidě soustavná a jednotná data. Vycházeli pouze z víceméně nahodilých a kusých informací polárníků a námořníků. Teprve s poválečným rozvojem kosmonautiky a satelitního snímkování získali vědci přístup k detailnějším údajům a měřením. Díky nim zjistili, že od 70. let začal rozsah ledového příkrovu v Arktidě výrazně klesat. Na základě toho začali vědci modelovat vývoj a dospěli k tomu, že úplné roztopení ledu v Arktidě nastane až za několik desítek let.

Rozhoduje ne rozloha, ale objem ledu

Ale rok 2012 je vyvedl z těžkého omylu a znamenal pro mnohé odborníky doslova šok. Klimatologické, glaciologické a oceánologické modely založené na složitých fyzikálních a matematických rovnicích selhaly. Vývoj výrazně podcenily. Proč se tomu tak stalo? Musely obsahovat závažnou chybu. Podle profesora Wadhamse z univerzity v Cambridge modely mylně počítaly jen s rozlohou ledovců, nikoliv s tloušťkou ledu, která je z hlediska tání důležitější.

Polárníci a oceánologové totiž rozlišují různé stáří ledu. Led starý jeden či dva roky je tenký pouze několik desítek centimetrů či metrů, zatímco mnoho let starý led může mít mocnost až desítky či stovky metrů. Na základě toho si vědci uvědomili, že ledovce v Arktidě neztrácí postupně nejen na rozloze, ale také ne objemu. A trend je v případě ztráty objemu arktických ledovců ještě strmější než v případě rozlohy.

Proč je ledový příkrov kolem severního pólu důležitý?

Proč by nás vlastně mělo zajímat, že v oblasti za polárním kruhem severní polokoule se v posledních desetiletích zejména v letních měsících výrazně snižuje objem a rozloha ledového a sněhového příkrovu? Odpověď je vcelku prostá. Arktida pokrytá ledem a sněhem výrazně ochlazuje celou severní polokouli. A pokud se urychlí tání arktického ledu, pak se urychlí a umocní pokračující změna klimatu.

Proč tomu tak bude? Kvůli fyzikálním vlastnostem ledu a sněhu a slunečního záření. Patrně každý z nás v létě zažil, že když si během parného dne, kdy svítí přímé slunce, vyrazí ven v tmavém oděvu, bude se zahřívat výrazně více než v oděvu světlém. Totéž platí o barvě aut zaparkovaných na přímém slunci. Černé auto se zahřeje výrazně více a rychleji než například auto bílé či stříbrné. Totéž platí o ledu, sněhu a tmavé vodě.

Fyzika tento fenomén označuje jako odrazivost (albedo). Různé barvy, tedy různé části světelného spektra, odrážejí či naopak pohlcují různé množství slunečního záření. Led a sníh odráží značné množství slunečního záření zpět do vesmíru. Naopak voda, která je obecně výrazně tmavší než led či sníh, zdaleka takové množství slunečního záření neodrazí a naopak ho výrazně více pohltí. Proto platí následující nepřímá a přímá úměra: čím teplejší Arktida bude, tím méně slunečního záření odrazí zpět do vesmíru a tím více se ohřeje. Jinými slovy už tak třikrát intenzivněji se oteplující Arktida se bude oteplovat ještě výrazněji.

Teplejší severní pól může za teplé zimy i náhlé třeskuté mrazy

Proč by nás ale mělo trápit, že tají ledovce tisíce kilometrů daleko od našich domovů? Ty citlivější z nás možná chytnou za srdce poněkud drastické obrázky vychrtlých ledních medvědů, kteří potřebují ke svému přežití led, díky němuž mohou nečekaně zaútočit na kořist. Ale ne každý v sobě tento soucit objeví. Výrazně teplejší oblast severního pólu ale již dnes zásadním způsobem ovlivňuje počasí v Severní Americe a Evropě. A to kvůli takzvanému polárnímu tryskovému proudění (jet streamu), silným větrům ledového arktického vzduchu proudících až o rychlosti 500 km/h v oblasti severní polokoule, který přibližně v oblasti severního polárního kruhu vane od západu na východ a který svým tvarem připomíná vlnovku. Větry, které tvoří tryskové proudění, v atmosféře fungují podobně jako dálnice a výrazně ovlivňují počasí.

Arktické tryskové proudění se kvůli změně klimatu a teplejší Arktidě začíná slovy klimatologa Jeffa Matterse chovat divně. Místo rovného či mírně zvlněného toku, jako tomu bylo v minulosti, vidíme pomalejší a klikatící se proudy. Studený vzduch z vyšších zeměpisných šířek častěji proniká směrem k rovníku a naopak teplejší vzduch z nižších zeměpisných šířek se dostává blíže k pólu. Vlnění jet streamu se zvětšuje a zároveň zpomaluje. Podle klimatologa Nakamury je tryskové proudění jako dálnice, také má svoji maximální kapacitu, a když se příliš zahltí (v důsledku velkého množství tepla, které v oblasti Arktidy zůstává), tak se ucpe zpomalí a začne se více vlnit. Zpomalené a zablokované polární tryskové proudění tak vytváří větší kapsy či jazyky studeného vzduchu, které zároveň zůstávají na místě déle, než tomu bylo dříve.

Evropané a obyvatelé Severní Ameriky tuto změnu pociťují tak, že přestože jsou zimy teplejší a často připomínají začátek jara, najednou udeří nenadálé silné mrazy. Stephan Rahmstorf, jeden z předních světových oceánologů z německého Potsdam Institute, tento fenomén vysvětluje svým studentům na základě následujícího grafu. Ten ukazuje, že zatímco na západním pobřeží USA padaly teplotní rekordy pro maxima, na východním pobřeží padaly rekordy pro teplotní minima. A to vše kvůli vlivem změny klimatu vychýlenému tryskovému proudění.

Jakým způsobem se promění klima na severní polokouli, až se v letním období některého z následujících roků arktické ledovce roztají úplně? Podle Wadhamse se tím ještě více umocní změna klimatu, protože obrovská plocha v řádu milionů kilometrů čtverečních bude pohlcovat větší množství tepla a tím pádem více ohřeje mořskou vodou i pevninu, což zesílí tání tamějšího ledu a sněhu a zmrzlé půdy a urychlí uvolňování výrazného skleníkového plynu metanu, dosud ukrytého v permafrostu. Urychlí se také tání obrovského pevninského ledovce v Grónsku, který je tak velký, že kdyby celý roztál, stoupla by hladina světových oceánů o několik desítek metrů.

To naštěstí není reálný scénář pro toto století, i tak se ale rychlost a intenzita tání grónského ledovce v posledních letech povážlivě stupňuje. Jak se bude dále měnit tryskové proudění a jaký bude průběh zim, lze jen těžko předjímat. Ale už to představuje pro řadu odvětví (například zemědělce či zimní turistické oblasti) docela vážný problém.

Zdroje: NSIDC, Prof. Wadhams` TEDtalk, Scientific American, Science, Arctic Sea Ice Blog, The Great White Con