Aktuality SHMÚ

Rekordne rýchly rast koncentrácie oxidu uhličitého v zemskej atmosfére

Keď v roku 1958 mladý doktor chémie, Charles David Keeling (na obrázku vpravo), prvýkrát zmeral na havajskom observatóriu pod vrcholom sopky Mauna Loa množstvo oxidu uhličitého vo vzduchu, pravdepodobne ešte netušil, že o 57 rokov neskôr prekročí jeho celosvetová koncentrácia hodnotu 400 ppm. Najnovšia správa Svetovej meteorologickej organizácie (WMO) priniesla informácie, že aj napriek stagnácii globálnych antropogénnych emisií tohto významného skleníkového plynu, celková koncentrácia oxidu uhličitého v zemskej atmosfére rastie stále rekordne rýchlym tempom.

Aj napriek tomu, že globálne emisie oxidu uhličitého (CO₂) produkované ľudskými aktivitami už tretí rok za sebou stagnujú (prípadne rastú len nevýznamne), celková atmosférická koncentrácia CO₂ rástla medzi rokmi 2015 a 2016 rekordne rýchlym tempom, a to až o ~3,3 ppm (priemer za poslednú dekádu je ~2 ppm/rok). Ide o najvyšší medziročný nárast za posledných minimálne 70 rokov, a pravdepodobne aj za posledných 10 000 rokov (koniec poslednej ľadovej doby). Globálny priemer koncentrácie CO₂ dosiahol v roku 2016 historicky najvyššiu hodnotu (403,3 ppm; 145 % v porovnaní s obdobím pred rokom 1750), a ako potvrdzujú aj paleoklimatologické rekonštrukcie založené na chemickej analýze vrtných ľadových jadier v Grónsku a Antarktíde, ide veľmi pravdepodobne o vôbec najvyššiu hodnotu za posledných minimálne 800 tisíc rokov (Obr. 1).

Hlavnými príčinami tohto rekordne rýchleho rastu boli v minulom roku veľmi vysoké antropogénne emisie CO₂ z energetiky, priemyslu, dopravy, poľnohospodárstva a odlesňovania, a mimoriadne silný fenomén El Niño. Rýchlejší rast koncentrácie CO₂ počas silných epizód El Niño je spôsobený zníženým záchytom (angl. sink) oxidu uhličitého v priemere teplejšími oceánmi a suchozemskou vegetáciou v dôsledku intenzívnejšieho sucha v tropických oblastiach Amazónie, východnej Afriky, Indie či Indonézie (tropické pralesy stratili v priebehu rokov 2015-16 odhadom až 2,5 miliardy ton (Gt) uhlíka, najmä v dôsledku požiarov; Obr. 2).  Na Zemi sa naposledy porovnateľne vysoká atmosférická koncentrácia CO₂ vyskytla pred 3 až 5 miliónmi rokov (geologické obdobie pleistocénu), kedy globálny priemer teploty vzduchu bol približne o 2 až 3 °C vyšší, a hladina svetových oceánov o 10 až 20 metrov vyššia v porovnaní so súčasnosťou.

Najmä v dôsledku rýchleho populačného rastu, intenzívnejšieho poľnohospodárstva a nakoniec aj značného využívania fosílnych palív (uhlie, ropa a zemný plyn) je v súčasnosti koncentrácia CO₂ o približne 45 % vyššia ako pred 250 rokmi (priemer za posledných 10 000 rokov je 280 ppm, v najchladnejších fázach ľadových dôb približne 180 ppm). Len od roku 1990 zapríčinil rýchly rast koncentrácie skleníkových plynov (okrem oxidu uhličitého aj metán: +57 % a oxid dusný: +22 % v porovnaní s predindustrálnym obdobím) radiačne zosilnenie skleníkového efektu o minimálne 40 % (o 2,5 % v rokoch 2015 a 2016), čo sa už významne prejavilo v rýchlom raste globálnej  teploty vzduchu (o takmer 1 °C od roku 1880 podľa IPCC). Významne rýchlejší nárast teploty vzduchu na severnej pologuli sa sčasti pripisuje v priemere vyšším koncentráciám oxidu uhličitého v tejto oblasti Zeme (Obr. 3).

Ľudia vypustia do zemskej atmosféry ročne takmer 40 miliárd ton (Gt) CO₂ (čo je asi 10 Gt čistého uhlíka), pričom od začiatku priemyselnej revolúcie, za posledných asi 250 rokov, celkovo do atmosféry vypustili približne také množstvo uhlíka, aké uchováva všetka [suchozemská] vegetácia na našej planéte, teda približne 500 až 600 Gt uhlíka. Len na okraj pripomíname, že viac ako polovica z tohto množstva je stále prítomná v atmosfére (43 až 46 %). Ak súčasné tempo zvyšovania koncentrácie CO₂ bude pokračovať aj v nasledujúcich desaťročiach, ďalší významný medzník, teda 450 ppm, dosiahneme ešte pred rokom 2040. Ide o hodnotu, ktorú by sme podľa mnohých vedcov a politikov nemali presiahnuť, ak sa chceme vyhnúť otepleniu o 2 °C do konca tohto storočia.

Zdroje: NOAA, Scripps CO₂ Program, WMO, JRC, Správa JRC

Obr. 1: (vľavo) Mesačný priemer koncentrácie CO₂ v oblasti Mauna Loa (Hawaii) v období rokov 1958-2017; (vpravo) historická rekonštrukcia globálnej koncentrácie CO₂ za posledných 10 tisíc (hore) a 800 tisíc rokov [Obr. 1; Zdroj: NOAA, Scripps CO₂ Program]

Obr. 2: Celková bilancia emisií čistého uhlíka (v miliardách ton, Gt C) spôsobená klimatickými anomáliami (warm - mimoriadne teplé podmienky; dry - mimoriadne suché podmienky) v troch najvýznamnejších tropických regiónoch - Amazónii, východnej a centrálnej Afrike a Indonézii - počas obdobia pôsobenia fenoménu El Niño v období rokov 2015 a 2016; celková čistá strata uhlíka [biosféry] uvolnená do atmosféry: +2,5 Gt C ± 0,79 Gt C [Obr. 2; Zdroj: Liu etl al. 2017]

Obr. 3: Simulácia atmosférického modelu šírenia emisií CO₂ v priebehu roka 2006 podľa údajov NASA GISS [Zdroj: NASA: A Year In The Life Of Earth’s CO2]