Článek
Jak byste jednoduše vysvětlil, co to vlastně jsou klimatické modely?
Moderní modely, na kterých je založena většina klimatických projekcí, jsou složité počítačové programy. Ty vytvářejí simulace klimatického systému založené na řešení fyzikálních rovnic popisujících proudění v atmosféře, doplněné o další fyzikální a chemické procesy, které klima ovlivňují. V důsledku vysoké výpočetní náročnosti musíme přistoupit k některým omezením, co všechno od modelů můžeme chtít.
Zásadním omezením je to, že ani s nejmodernějšími superpočítači nedokážeme model v rozumném čase spočítat v libovolně vysokém prostorovém rozlišení. Typické rozlišení globálních modelů (simulujících klima na celé Zemi) je v současnosti v řádu 100 kilometrů. To znamená, že model efektivně „vidí“ svět jako kostky o hraně 100 km, přičemž každé kostce přiřadí jednu hodnotu teploty, vlhkosti, tlaku vzduchu a tak dále.
Regionální modely, které simulují klima na vybrané menší oblasti, dokážou toto řešit v rozlišení kolem 10 km, pro kratší případové studie v řádu jednotek kilometrů.
Co všechno vstupuje do klimatických modelů?
Klimatické modely musíme „nakrmit“ mnoha informacemi. Začíná to stavem klimatického systému na začátku simulace (počáteční podmínky), což je rozložení fyzikálních veličin, jako je teplota, vlhkost vzduchu či rychlost větru v prostoru.
Poté v průběhu simulace musíme dodávat informace o veličinách, které samotný model nepočítá (okrajové podmínky). To můžou být u regionálních modelů data o stavu atmosféry mimo zájmovou oblast, u čistě atmosférických modelů třeba data o teplotě povrchu oceánu, ale také informace o intenzitě přicházejícího slunečního záření nebo emisní scénáře.
Kdy se poprvé začalo s klimatickým modelováním?
První „předpověď“ velmi jednoduchého klimatického modelu – ale založeného na fyzikálních principech – byl nejspíš známý výpočet švédského vědce Svante Arrhenia z přelomu 19. a 20. století. První klimatické projekce numerických modelů (tj. počítačových simulací) se začaly objevovat už v 60. letech 20. století. V roce 1990 potom vyšla první hodnotící zpráva IPCC, ve které se používaly také modelové studie.
S jistou nadsázkou by se však dalo říct, že prvními klimatickými modely byly už pranostiky, které byly založeny na dlouhodobém pozorování počasí. Sloužily ale hlavně pro jednoduchou předpověď počasí („Svatá Anna, chladna z rána“), ne pro klimatické projekce.
Výsledky klimatických modelů jsou většinou s dosti širokým rozpětím a různé studie také přicházejí s různými projekcemi do budoucna. Čím je to dáno?
Jedním z důvodů je, že neznáme přesný vývoj faktorů (zejména antropogenních), které klima ovlivňují, takže pracujeme s různými možnostmi jejich vývoje. Jsou to takové alternativní budoucnosti, které předpokládáme, že mohou nastat. Těm říkáme emisní scénáře, i když popisují více faktorů než jen vývoj emisí skleníkových plynů. Navíc ani pro daný emisní scénář nemůžeme říct přesně, jak se bude klima vyvíjet, protože do hry vstupuje jedna důležitá vlastnost klimatického systému, a tou je jeho vnitřní proměnlivost.
Celý klimatický systém je ohromně složitá soustava složená z různých částí, ve kterých se stále něco děje a které jsou vzájemně provázané. Výsledkem je, že celý systém není nikdy úplně „v klidu“, jako by se chvěl nebo mírně houpal. A tyto výkyvy nelze přesně předpovědět. Projekce změn klimatu popisují, jak se mění ta základní poloha, kolem které se systém kvůli své vnitřní proměnlivosti chvěje.