Pozitívna spätná väzba

Existujú teda v klimatickom systéme „body zlomu“? Jeden spôsob, ako to sledovať spočíva v sledovaní fyzikálnych prvkov v systéme, o ktorých sa domnievame, že v ich chovaní existuje určitá hranica. Takéto dva často diskutované príklady sú zastavenie cirkulácie v Severnom Atlantiku (námet filmu „The day after tomorrow“) a rozloha plochy Arktického ľadu v letnom období. V oboch prípadoch môže byť existencia týchto fenoménov v modeloch narušená už malými zmenami v sladkej vode a narastajúcou „polárnou amplifikáciou“ (tj. výraznejší nárast teplôt vzduchu v polárnych oblastiach). V určitom okamihu sa jednoducho oba procesy zastavia. Nie je však celkom isté, kde táto hranica leží a aká je jej citlivosť. Toto sú príklady „známych neznámych“.

Okrem toho však existujú aj „neznáme neznáme“ – body zlomu, o ktorých sa ešte nevie nič. Príklad takéhoto prekvapenia možno nájsť v Antarktickej ozónovej diere, kde nepoznané chemické reakcie na povrchu čiastočiek ľadu viedli k oveľa účinnejšej deštrukcii ozónu v polárnej žiare ako sa myslelo. Plynúc už zo samotnej povahy javu, nie je možné posúdiť dôležitosť takéhoto prekvapenia, nemožno ich však vopred vylúčiť. Najbežnejšie príklady bodov zlomu možno nájsť vo vzťahu k ekosystémom. Extrémne komplexné väzby, ktoré udržujú systém v dynamickej rovnováhe a zdravom stave dávajú vzniknúť veľkému počtu potenciálnych možností, a je tak nesmierne ťažké predpovedať dôsledky vonkajších zmien. Množstvo faktorov vplývajúcich na zdravie ekosystému (zmenšovanie plochy, ťažba dreva, urbanizácia, invázne druhy atd. ako aj klimatická zmena) znamená, že práve tu je možné aplikovať koncept bodov zlomu. Príklady ako nárast minimálnej teploty vzduchu v zime umožnia novým druhom hmyzu preniknúť do daného ekosystému (napríklad kôrovce na Aljaške), alebo oteplenie, ktoré vedie k v zostupu hraníc ekosystémov smerom do vyšších nadmorských výšok, napríklad v prípade alpínskych ekosystémov. Ako sa planéta otepľuje, možno si poľahky domyslieť množstvo bodov zlomu, ktoré postihnú jednotlivé subsystémy klímy alebo celej biosféry.

Bod bez návratu

Sú „body zlomu“ to isté ako „body bez návratu“? Pre danú druh, ktorý vyhynie následkom prekročenia určitej kritickej hranice, je samozrejme odpoveď áno. V prípade (fyzikálneho) klimatického systému však možno položiť otázku: existujú udalosti, ktoré nemožno zvrátiť? To je otázka časovej mierky. Zmeny koncentrácií aerosólov sa vrátia na pôvodnú úroveň v priebehu týždňov, ak klesnú ich emisie. V prípade CO2 je časový horizont omnoho pomalší, a je nepravdepodobné, že sa jeho koncentrácia vrátia na úroveň z pred dôb pred industrializáciou. V tomto prípade prekročil klimatický systém bod návratu v porovnaní s dobou pred industrializáciou. Známe fyzikálne body zlomu opísané v článku majú prirodzené časové rozmedzie, ktoré určuje, či je možný „návrat“. V prípade Arktického ľadu je to približne 5 až 10 rokov, takže úplný kolaps letnej pokrývky ľadu by v potenciálne chladnúcom svete trval približne desať rokov. Podľa výsledkov simulácií modelov termo-halinnej cirkulácie, je návratnosť tohto procesu niekoľko desaťročí. Nie je preto zatiaľ dôvod sa domnievať, že by tieto procesy boli nezvratné, čo však neznamená, že ich kolaps by nemal významný dopad na ľudskú spoločnosť. Pri „bode návratu“ zväčša máme na mysli topenie ľadovcov – ide najmä o Grónsko a Západný Antarktický štít. Čiastočne možno povedať, že ľadovce existujú preto, pretože už existujú, t. j. že v Grónsku sneží preto, lebo sa tam nachádzajú veľké ľadovce (niečo podobné ako v prípade lesov, ktoré spôsobujú výraznejšie zrážky, ako v prípade, keby sa v oblasti nevyskytovali). Ak by sa tento ľadovec začal topiť veľmi rýchlo (t.j. oveľa rýchlejšie ako naznačujú súčastné trendy), potom by zníženie polohy ľadovca spôsobilo ešte rýchlejšie topenie pôsobením kĺzavej rýchlosti (vzduch pri hladine vody je tak teplejší pôsobením tlakovej sily). Ak by sa teda Grónsko roztopilo, nie je pravdepodobné, že by znovu vzniklo, a to ani pri súčasných klimatických podmienkach. Takže roztopenie takýchto ľadovcov možno naozaj nazvať „bodmi bez návratu“, prinajmenšom v škále ľudského života.

10 rokov?

Jim Hansen začiatkom tohto roku vyhlasoval, že ľuďom ostáva približne už len okolo 10 rokov, počas ktorých je potrebná výrazná aktivita, aby sa predišlo „nebezpečnej interakcii“ s klimatickým systémom v budúcnosti. Opisuje to ako „bod zlomu“, nepoužil to však presne v tom význame, ako mám na mysli ja v tomto článku. Nešpecifikoval bližšie, že by sa mala odohrať nejaká nezvratná udalosť v priebehu desiatich rokov. Miesto toho upozorňoval na smerovanie koncentrácií CO2, ktoré majú rastúcu tendenciu (medziročný nárast CO2 sa zvyšuje, aj v dôsledku znižujúcej sa schopnosti zemskej vegetácie viazať CO2, v dôsledku nárastu požiarov atď...). Vplyvom štruktúry ľudskej spoločnosti, uhlíkového cyklu a klimatického systému dôjde už v tomto okamihu k významnému otepľovaniu, ktorému sa nie je možné vyhnúť. Toto oteplenie bolo odhadnuté na 0.5 °C do konca storočia. Hansen mal pri ponímaní „bodu nezvratnosti“ na mysli systém ľudia-klíma, nie iba klimatický systém sám o sebe. Horizont desiatich rokov je obdobie, v priebehu ktoré bude potrebné začať uskutočňovať výrazné zmeny, aby sme nasmerovali koncentrácie CO2 smerom dolu od klasického scenára „business-as-usual“, takže oteplenie udržíme pod „nebezpečnou“ úrovňou.

Je desať rokov naozaj realistických? Je to veľmi ťažko hodnotiť. V desiatich rokov je sa napríklad predpokladá súčastné tempo rasu koncentrácií CO2, citlivosť klímy, množstvo sopečných erupcií, solárnej aktivity atď. Jasné je to, že nekontrolovaný rast emisií nás vrhne do rozsahu teplôt, ktoré neboli na Zemi zaznamenané za posledných 120 tisíc rokov, kedy boli teploty vyššie asi o jeden stupeň, hladina oceánov bola o 4 až 6 metrov vyššia. V nasledujúcich desiatich rokov koncentrácia CO2 pravdepodobne prekročí hranicu 400 ppm, a spolu s pomalosťou systému je nepravdepodobné, že by sme sa vyhli otepleniu o ďalší stupeň Celzia, alebo ešte viac. Desať rokov určite nie je fixný termín. Ak by sme čakali 30 rokov, nevyhli by sme sa otepleniu väčšiemu, ako bolo pred spomínanými 120 tisíc rokmi, a rozhodnutia ktoré sa robia dnes, ovplyvnia množstvo emisie najbližších desaťročí. Jeden bod alebo viacero? Väčšina diskusií o bodoch zlomu, ako napríklad diskusia o nebezpečnej interakcii s klímou, často krát predpokladá, že existuje iba jeden bod, pri ktorom sa stanú veci nebezpečnými. To môže viesť k dvom zdanlivo protichodným a chybným záverom – že nič sa nestane, až kým nedosiahneme daného bodu a naopak, ak sme ho už prekročili, už sa viac nedá nič robiť. Proti sebe tak stoja dva názory – arogantný a fatalistický. Lepšie je sa však pozerať na daný systém, ktorý má viacero bodov zlomu, ktoré sa vyskytujú na úrovni najmenších ekosystémov až po celú planétu. Ak je daný systém prinútený nadobúdať nové usporiadanie svojich prvkov, tak stále viac a viac bodov zlomu je prekročených, pričom niektoré z nich sú významnejšie, iné nie. Uvedomenie si všetkých týchto jemností nám môže byť užitočných pri čítaní rôznych článkov na túto problematiku.