Země pod dohledem družic: Co prozrazují vědecké satelity o stavu klimatu?

Loni 12. července se od antarktického ledovcového šelfu oddělil velký ledovec Larsen-C, s odhadovanou hmotností přibližně bilionu tun a s plochou 5 800 km². Přírodní úkaz masivních rozměrů se však neodehrál beze svědků daleko v zapadlé pustině – naopak, vědci dostali doslova „lístky do první řady“. Vděčí za to družici ALOS-2, pracující na zemské orbitě v širokoúhlém módu, která dokázala pro japonskou kosmickou agenturu JAXA pořídit snímky oddělujícího se ledového masivu. 

Zařízení pro dálkový průzkum ALOS-2 (Advanced Land Observing Satellite) zamířilo do kosmu 24. května 2014 a po dokončení ověřovacího provozu přešlo do režimu pozorování. Data z družice se běžně distribuují uživatelům a slouží například pro sledování oblastí přírodních katastrof či polárních moří, využití najdou i v lesním hospodářství apod. ALOS-2 patří k mnoha satelitům, jež nepřetržitě monitorují „kondici“ naší planety. 

V zimě 2015 byl rozsah arktického ledu podle satelitního sledování nejmenší za celé pozorování, jež probíhá od roku 1979. Za tu dobu zmizela v zimním období ledová pokrývka téměř z milionu kilometrů čtverečních. Severní námořní cesta zůstává v důsledku globálního oteplování splavná několik měsíců, každým rokem déle. Americký Národní úřad pro oceán a atmosféru (NOAA) označil v roce 2013 ve zprávě o stavu klimatu za hlavní událost „bezprecedentní změny“ v oblasti Severního ledového oceánu.

Kriticky důležité ledovce

Největší zásoby ledu a sněhu se nacházejí v oblastech zemských pólů. Ledovce hrají v klimatu naší planety nezastupitelnou roli: Jejich objem má velký vliv na slanost moří i jejich teplotu, což zase souvisí s oceánským (ale také atmosférickým) prouděním. Navíc ledovce jako izolační vrstva oddělují oceány od atmosféry a plní klíčovou úlohu při ochlazování Země.

Na zemské orbitě pracuje několik vědeckých družic, jež mají za úkol sledovat rozsah zalednění a objem ledu (potažmo vody) v ledovcích. Protože se tak děje již několik desetiletí, můžeme odhalit zásadní trendy poslední doby. Vzhledem k obrovskému množství získaných dat má však jejich zveřejňování určité zpoždění. 

Například předloni v červenci byly publikovány údaje z evropského satelitu CryoSat, podle nichž ztratilo Grónsko v letech 2011–2014 zhruba bilion tun ledu. Představuje to globální zvýšení hladiny moří o 0,75 mm za rok, tedy asi dvojnásobek průměru předchozích dvou desetiletí. CryoSat má radarový výškoměr, a může tak změny ledovců zaznamenávat velice přesně.

V měření objemu ledu na zeměkouli bude pokračovat družice ICESat-2, vypuštěná loni 15. září. Na palubě nese jediný vědecký přístroj – laserový radar ATLAS. Každou sekundu vyšle k Zemi deset tisíc laserových pulzů rozdělených do šesti svazků. Cesta k povrchu planety a zpět se změří s přesností na miliardtinu sekundy, což umožní vytvořit mnohem detailnější mapu než v minulosti. Frekvence snímkování bude obdivuhodná: Výšková měření se uskuteční každých 70 cm zemského povrchu!

Hladina dál stoupá

S rozsahem zalednění souvisejí i stoupající moře. Pod vzestupem hladiny oceánů rozumíme globální růst průměrné výšky hladiny moří jednak v důsledku změn objemu vody (v důsledku teplotní roztažnosti) a jednak kvůli změnám množství vody v oceánech vlivem tání ledovců. Po skončení poslední doby ledové stoupala výška moří v některých stoletích víc než o metr. Od zahájení satelitních měření v roce 1993 činí průměrný nárůst přibližně 3 mm za rok.

Antarktidu obklopuje největší ledovcový šelf na Zemi. Jeho rozbíjení a oddělování velkých bloků se v poslední době dostalo do hledáčku glaciologů celého světa, protože může vést právě ke zvyšování mořské hladiny. Vědci odhadují, že v Antarktidě roztály za posledních 25 let asi tři biliony tun ledového příkrovu. Alarmující je, že tam nyní mizí přes 200 miliard tun ledu ročně. Ten sice taje i na jiných místech světa, ale nejjižnější kontinent hraje klíčovou roli kvůli ohromnému množství ledu, který jej kompletně pokrývá. Pokud by se rozpustily veškeré ledové zásoby Antarktidy, stoupla by globální hladina oceánu zhruba o 58 m.

Aktuální stav měří zařízení OSTM na satelitu Jason-2. Díky přesnosti v řádu centimetrů poskytuje spolehlivou topografickou mapu výšky oceánu, jakož i přehled oceánských proudů a množství tepla, které globální vodní plochy pohlcují. V roce 2016 se do studia oceánů zapojila také evropská družice Sentinel 3A, jež měří výšku hladiny, její pohyb, teplotu, rychlost větru apod. Všechny zmíněné údaje jsou nesmírně důležité pro lepší pochopení planetárního klimatu a jeho změn.

Nejvíc za 800 tisíc let

Nejvýznamnější skleníkové plyny přirozeného původu představují vodní pára, oxid uhličitý, metan a oxid dusný. Množství molekul CO2 se uvádí v miliontinách z celkového počtu molekul v ovzduší (parts per million – ppm). Jeho sledováním se zabývá například čínská družice TanSat vypuštěná v prosinci 2016, která objem plynů v atmosféře určuje s přesností víc než 4 ppm. Před industriální érou činil obsah oxidu uhličitého 280 molekul na milion molekul vzduchu. Dnes jde až o 400 ppm, což znamená nejvyšší hodnotu za posledních 800 tisíc let.

TIP: Co se děje s počasím? Máme si na projevy klimatických změn zvykat?

Studie NASA zpracovaná na základě satelitních dat poskytuje důkazy, že k nárůstu koncentrace CO2 v zemském ovzduší v současnosti nejvíc přispívají tropické oblasti. Tamní pralesy totiž vážou obrovské množství oxidu uhličitého. Zmíněné porosty mají mimořádný podíl na již vytvořeném kyslíku, který vyprodukovaly v době růstu. Jejich likvidace, zejména vypalování, však kdysi vyrobený kyslík spotřebovává a vrací CO2 vázaný v jejich biomase do atmosféry. Jak ukazují analýzy měření družice OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory), pralesy Jižní Ameriky, Afriky a Indonésie uvolnily v roce 2015 asi o 2,5 miliardy tun oxidu uhličitého víc než v roce 2011. Celosvětově pak tropické porosty posílají ročně do ovzduší průměrně čtyři miliardy tun zmíněného skleníkového plynu.