Deglaciace a její důsledky ve světových velehorách v kontextu změny klimatu Bakalářská práce

Deglaciace a její důsledky ve světových velehorách v kontextu změny klimatu

Bakalářská práce

Studijní program: B1301 Geografie

Studijní obory: Geografie se zaměřením na vzdělávání (dvouoborové) Humanitní studia se zaměřením na vzdělávání

Autor práce: Claudia Tůmová

Vedoucí práce: RNDr. Jan Kocum, Ph.D.

Katedra geografie

Liberec 2020

Zadání bakalářské práce

Deglaciace a její důsledky ve světových velehorách v kontextu změny klimatu

Jméno a příjmení: Claudia Tůmová Osobní číslo: P17000315 Studijní program: B1301 Geografie

Studijní obory: Geografie se zaměřením na vzdělávání (dvouoborové) Humanitní studia se zaměřením na vzdělávání

Zadávající katedra: Katedra geografie Akademický rok: 2018/2019

Zásady pro vypracování:

Cíle:

1. Literární rešerše týkající se tématu probíhající klimatické změny. Vliv změny klimatu a souvisejících přírodních ohrožení a rizik na přírodní a socioekonomickou sféru v globálním kontextu. Rešerše odborné literatury a dalších zdrojů týkající se problematiky deglaciace, jejích projevů a důsledků v celosvětovém měřítku. Možné budoucí scénáře jejího vývoje.

2. Analýza hlavních světových oblastí s aktuálním ústupem ledovců s přihlédnutím k odlišným konsekvencím pro přírodní krajinu a obyvatelstvo.

3. Rozbor konkrétních případových studií s různými projevy a důsledky deglaciace na přírodní i socioekonomickou sféru v konkrétním regionu.

Metody:

1. Teoretická část – Literární rešerše dostupných tuzemských a zahraničních zdrojů informací.

2. Praktická část – Analýza dat o výskytu událostí spojených s deglaciací v různých částech světa.

Vyhodnocení a zpracování získaných dat pomocí vhodných statistických metod. Polygonové měření nad satelitními snímky v softwaru ArcGIS Pro.

Rozsah grafických prací:

Rozsah pracovní zprávy:

Forma zpracování práce: tištěná/elektronická

Jazyk práce: Čeština

Seznam odborné literatury:

ANDERSON, D., 2004. Glacial and periglacial Environments.

BARAER, M. et al., 2012. Glacier recession and water resources in Peru’s Cordillera Blanca. Journal of Glaciology.

BENTLEY, CH., THOMAS, R., 2007. Global outlook of Ice and Snow, part Ice sheets.

CLAPPERTON, C. M., 1983. The glaciations of the Andes. Quaternary science reviews.

HAGG, W., BRAUN, L., 2005. The influence of glacier retreat on water yield from high mountain areas:

comparison of Alps and central Asia.

HALL, D. K.,RIGGS, G. A., 2014. Encyclopedia of Snow, Ice and Glaciers.

INNES, J. L. 1985. Lichenometry. Progress in Physical Geography.

JANSKÝ, B., ENGEL, Z., KOCUM, J., ŠEFRNA, L., ČESÁK, J., 2011. The Amazon River headstream area in the Cordillera Chila, Peru: hydrographical, hydrological and glaciological conditions. Hydrological Sciences Journal 56(1). Taylor & Francis, IAHS Press, p. 138-151.

JANSKÝ, B., ŠOBR, M., ENGEL, Z., 2010. Outburst flood hazard: Case studies from the Tien-Shan Mountains, Kyrgyzstan. Limnologica, 40, s. 358-364.

MARK, B. G., MCKENZIE, J. M., 2007. Tracing increasing tropical Andean glacier melt with stable isotopes in water.

PARAJ, ZSOLT, 2015. Zjišťování změn polohy ELA ledovců v pohoří Cordillera Blanca, Peru z dat DPZ.

PIDWIRNY, M., 2006. Fundamentals of Physical Geography – part Glacial Processes.

RABATEL, A., FRANCOU, B., GOMEZ, J., 2013. Current state of glaciers in the tropical Andes:

a multi-century perspective on glacier evolution and climate change. The Cryosphere.

SCHAUWECKER, S. et al., 2014. Climate trends and glacier retreat in the Cordillera Blanca, Peru, revisited. Global and Planetary Change.

VINCENT, C. et al., 2005. Glacier fluctuations in the Alps and in the tropical Andes. Geoscience.

Vedoucí práce: RNDr. Jan Kocum, Ph.D.

Katedra geografie Datum zadání práce: 20. listopadu 2018 Předpokládaný termín odevzdání: 15. dubna 2020

prof. RNDr. Jan Picek, CSc.

děkan

L.S.

doc. RNDr. Kamil Zágoršek, Ph.D.

vedoucí katedry

Prohlášení

Prohlašuji, že svou bakalářskou práci jsem vypracovala samostatně jako původní dílo s použitím uvedené literatury a na základě konzultací s ve- doucím mé bakalářské práce a konzultantem.

Jsem si vědoma toho, že na mou bakalářskou práci se plně vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., o právu autorském, zejména § 60 – školní dílo.

Beru na vědomí, že Technická univerzita v Liberci nezasahuje do mých au- torských práv užitím mé bakalářské práce pro vnitřní potřebu Technické univerzity v Liberci.

Užiji-li bakalářskou práci nebo poskytnu-li licenci k jejímu využití, jsem si vědoma povinnosti informovat o této skutečnosti Technickou univerzi- tu v Liberci; v tomto případě má Technická univerzita v Liberci právo ode mne požadovat úhradu nákladů, které vynaložila na vytvoření díla, až do jejich skutečné výše.

Současně čestně prohlašuji, že text elektronické podoby práce vložený do IS/STAG se shoduje s textem tištěné podoby práce.

Beru na vědomí, že má bakalářská práce bude zveřejněna Technickou uni- verzitou v Liberci v souladu s § 47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a o změně a doplnění dalších zákonů (zákon o vysokých školách), ve znění pozdějších předpisů.

Jsem si vědoma následků, které podle zákona o vysokých školách mohou vyplývat z porušení tohoto prohlášení.

7. července 2020 Claudia Tůmová

Poděkování

Ráda bych touto cestou vyjádřila poděkování panu RNDr. Janu Kocumovi, Ph.D. za jeho cenné rady, vstřícnost, trpělivost a doporučení při vedení mé bakalářské práce a za čas věnovaný konzultacím. Dále bych také chtěla poděkovat za ochotu a pomoc při získání potřebných informací a materiálŧ z výzkumu v Peru a Kyrgyzstánu, poskytnutých od pana RNDr. Jana Kocuma, Ph.D. a jeho kolegŧ z Karlovy univerzity. Taktéţ děkuji i panu Mgr. Danielu Vrbíkovi, Ph.D., rovněţ za jeho odborné rady věnované praktické části bakalářské práce a především za poskytnutí licence k programu ArcGIS Pro. V neposlední řadě bych také ráda poděkovala své rodině a přátelŧm za jejich neustálou podporu.

Anotace

Tato bakalářská práce se zabývá problematikou ústupu ledovcŧ, který je v současné době zaznamenáván ve většině světových velehor v souvislosti s probíhajícími klimatickými změnami. První část práce se věnuje podrobné rešerši odborné tuzemské a zahraniční literatury a dalších zdrojŧ týkajících se ledovcŧ, klimatických změn, deglaciace a scénářŧ budoucího vývoje. V dané problematice byla provedena analýza hlavních světových oblastí s aktuálním ústupem ledovcŧ s přihlédnutím k odlišným konsekvencím pro přírodní krajinu a obyvatelstvo. Praktická část obsahuje rozbor konkrétních případových studií s rŧznými projevy a dŧsledky deglaciace pro přírodní i socioekonomickou sféru v konkrétním regionu.

Pro lepší zobrazení dynamického vývoje ledovcŧ v poslední době byly vytvořeny satelitní snímky v programu ArcGIS Pro.

Klíčová slova: deglaciace, horské ledovce, klimatické scénáře, satelitní snímky, ústup ledovcŧ, velehorské oblasti, změny klimatu.

Annotation

This bachelor's thesis deals with the issue of retreat of glaciers, which is currently recorded in most of the world's mountains in connection with ongoing climate change. The first part of the thesis is devoted to a detailed search of professional domestic and foreign literature and other sources related to glaciers, climate change, deglaciation and scenarios of future development. An analysis of the main world areas with the current retreat of glaciers was carried out in the given issue, taking into account the different consequences for the natural landscape and population. The practical part contains an analysis of specific case studies with various manifestations and consequences of deglaciation for the natural and socio-economic sphere in a particular region. Satellite images have been created in ArcGIS Pro to better reflect the dynamic development of glaciers recently.

Keywords: deglaciation, mountains glaciers, climate scenarios, satellite imagery, glacier retreat, high mountains, climate change.

Obsah

Seznam obrázků ... 10

Seznam tabulek... 11

Seznam použitých zkratek ... 12

1 Úvod ... 13

1.1 Cíle práce ... 13

1.2 Struktura práce ... 14

2 Základní typologie ledovců ... 15

2.1 Definice a činnost ledovcŧ ... 15

2.2 Typy ledovcŧ ... 18

2.2.1 Pevninské ledovce ... 18

2.2.2 Horské ledovce ... 18

2.2.2.1 Karový ledovec ... 19

2.2.2.2 Údolní ledovec... 20

2.2.2.3 Dendritický ledovec ... 20

2.2.2.4 Podhorský (piedmontní) ledovec... 21

3 Klimatická změna ... 21

3.1 Definice klimatické změny... 21

3.2 Příčiny změny klimatu ... 23

3.2.1 Přírodní příčiny... 24

3.2.1.1 Orbitální (okruţní/oběţné) variace... 24

3.2.1.2 Změny v oceánu ... 26

3.2.1.3 Změna masy pŧdy ... 26

3.2.2 Antropogenní příčiny ... 27

3.2.2.1 Změny v zemské atmosféře ... 28

3.3 Vliv změny klimatu na přírodní a socioekonomickou sféru ... 28

3.3.1 Vliv na přírodní sféru ... 29

3.3.2 Vliv na socioekonomickou sféru ... 29

3.4 Dŧsledky a očekávané scénáře budoucího vývoje ... 30

4 Deglaciace jako jeden z projevů změny klimatu ... 34

4.1 Příčiny deglaciace ... 36

4.2 Dŧsledky deglaciace ... 37

4.2.1 Deficit vodních zdrojŧ ... 37

4.2.2 GLOFs... 38

4.2.3 RSFs ... 40

4.3 Oblasti s přibývajícími ledovci ... 42

5 Případové studie ... 46

5.1 Ledovce ve středních zeměpisných šířkách ... 46

5.1.1 Evropa ... 46

5.1.2 Asie ... 50

5.1.3 Nový Zéland ... 54

5.2 Ledovce v tropických zeměpisných šířkách... 57

5.2.1 Jihoamerické Andy... 60

5.2.2 Afrika ... 67

6 Budoucí scénáře vývoje deglaciace ... 69

6.1 Klimatické scénáře – pozitivní, negativní ... 70

6.2 Moţná opatření k eliminaci přírodních ohroţení a rizik spojený s deglaciací... 71

7 Závěr ... 74

Zdroje ... 77

Tištěné zdroje ... 77

Elektronické zdroje ... 78

Pouţitý software ... 88

Seznam příloh ... 89

Přílohy ... 90

Seznam obrázků

Obrázek 1: Prŧřez ledovce a jeho formace ... 15

Obrázek 2: Pozorované změny teploty ve 20. století na rŧzných kontinentech ... 22

Obrázek 3: Graf frekvence a rozsahu změn klimatu za posledních 150 tis. let ukazuje obecné klimatické trendy za posledních 150 000 let, s významnými detaily o holocénu ... 23

Obrázek 4: Milankovičovy cykly zobrazující cyklus excentricity, oblikvity a precese. ... 25

Obrázek 5: Graf globální prŧměrné teploty (°F) v letech 1850–2016 ... 33

Obrázek 6: Přehled čtyř map světa s očekávanými dopady změn klimatu ... 33

Obrázek 7: Globální roční hromadná změna referenčních ledovcŧ v letech 1950–2020 ... 35

Obrázek 8: Graf globální prŧměrné změny hladiny moře v letech 1900–2020 ... 37

Obrázek 9: Reliéf a hydrografické změny v údolí řeky Carhuacocha po tečení trosek z roku 2009, kde vzniká nové přehradní jezero ... 41

Obrázek 10: Vzniklé nové jezero (E) přehrazené pŧdními sesuvy (A, B, C, D) v horské oblasti Cordillera Huayhuash. Sekundární sesuv vnitřního svahu morény, který byl zpŧsoben povrchovým odtokem (F) ... 42

Obrázek 11: Přibývající ledovec Jakobshavn v letech 2016 – 2019 ... 43

Obrázek 12: Snímky ukazují polohu ledovce a jezera 1. dubna 2019 (vpravo), ve srovnání s 5. dubnem 2018 ... 44

Obrázek 13: Satelitní snímek dynamického vývoje Aletschského ledovce v letech 1972–2020 ... 47

Obrázek 14: Přehledová mapa pokrytí ledovcŧ a údaje o hmotnostní bilanci ledovcŧ v evropských Alpách. ... 49

Obrázek 15: Zvýrazněná extrémně nebezpečná situace jezera Petrova ... 52

Obrázek 16: Klimatické charakteristiky a prŧměrný roční ústup čela ledovce Petrova v letech 1930–2010 ... 52

Obrázek 17: Satelitní snímek dynamického vývoje ledovce Petrova v letech 1972–2020. ... 53

Obrázek 18: Ledovec a jezero Petrova... 54

Obrázek 19: Snímky ústupu tasmanského ledovce v letech 1990 a 2007 ... 55

Obrázek 20: Mapa klimatologických rysŧ jiţní polokoule ... 56

Obrázek 21: Zčervenalé novozélandské ledovce vzniklé přeneseným popelem a prachem z Austrálie ... 57

Obrázek 22: Distribuce tropických ledovcŧ po celém světě... 58

Obrázek 23: Globální distribuce tropických ledovcŧ na konci 20. století ... 59

Obrázek 24: Mapa zájmového území: pohoří Cordillera Huayhuash a Chordillera Chila. .... 62

Obrázek 25: Satelitní snímek dynamického vývoje ledovce Yerupaja v letech 1972–2020. . 63

Obrázek 26: Proglaciální jezero Cangrajanca. Zde dochází k přívodu vody z ledovcŧ ... 64

Obrázek 27: Protrţení proglaciálního jezera Cangrajanca... 64

Obrázek 28: Úbytek ledovcŧ v pohoří Cordillera Chila v letech 1955 aţ 1999, s poklesem 60% povrchové plochy ledovcŧ ... 65

Obrázek 29: Schéma znázorňující parapet, který by potenciálně udrţel ledovec. ... 72

Seznam tabulek

Tabulka 1: Přibliţná celosvětová oblast pokrytá ledovci... 17 Tabulka 2: Největší horské ledovce jednotlivých kontinentŧ... 21

Seznam použitých zkratek

BMLRT Bundesministerium Landwirtschaft, Regionen und Tourismus (Spolkové ministerstvo zemědělství, regionŧ a cestovního ruchu)

CO2 Oxid uhličitý

DEM Digital elevation models (Digitální výškové modely)

ELA Equilibrium line altitude (Rovnováţná výška nadmořské výšky) ENSO El Niño Southern Oscillation

GCM General circulation models (Obecné cirkulační modely)

GIS Geographic information system (Geografický informační systém)

GLIMS Global Land Ice Measurements from Space (Globální měření ledu z vesmíru) GLOFs Glacial lake outburst floods (Záplavy zpŧsobené ledovcovým jezerem) HKH The Hindu Kush-Himalayan

IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change (Mezivládní panel pro změny klimatu)

ITCZ Intertropical Convergence Zone (Intertropická zóna konvergence) LGM Last Glacial Maximum (Poslední glaciální/ledovcové maximum) LIA Little Ice Age (Malá doba ledová)

NCCS The National Centre for Climate Services (Národní středisko pro klimatické sluţby)

NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration (Národní úřad pro oceán a atmosféru)

NSIDC National Snow and Ice Data Center SO₂ Oxid siřičitý

USGS United States Geological Survey (Geologický prŧzkum Spojených státŧ) RSFs Rock-slope failures (Poruchy skalního svahu)

WGMS World glacier monitoring service (Světové středisko pro monitorování ledovcŧ)

WMO World Meteorological Organization (Světová meteorologická organizace)

1 Úvod

Mým hlavním záměrem k vytvoření bakalářské práce bylo, aby se zabývala aktuální problematikou ve světě. Na základě toho jsem se rozhodla zpracovat téma na změnu klimatu a na jeden z jejich dŧsledkŧ, tedy deglaciaci, jako jedno z nejaktuálnějších témat v celosvětovém měřítku.

K určení závaţnosti změny klimatu je potřeba předvídat, jak se budoucí scénáře budou vyvíjet, tzv. klimatické scénáře. Účelem práce je rovněţ uvědomění si, jaký mají ledovce zásadní vliv na budoucí scénáře v našem světě, poněvadţ mnoho lidí si toto ani nepřipouští.

Ačkoliv nyní globální oteplování nijak výrazně nepociťujeme, měli bychom se snaţit omezit rizika přispívající ke změně klimatu.

Poněvadţ jedním z klíčových příčin změn klimatu jsme právě my lidé, chtěla bych touto bakalářskou prací oslovit čtenáře, aby tuto problematiku nebrali na lehkou váhu. Vzhledem k závaţnosti extrémního nárŧstu teplot, které vedou k deglaciaci, je nutné, abychom co nejvíce omezili naše činnosti, které například zapříčiňují vznik přebytečných emisí.

Kvŧli postupnému tání ledovcŧ stoupá mnoţství rizik ohroţujících fyzicko-geografickou i socioekonomickou sféru.

Jelikoţ dochází k rapidnímu ústupu světových ledovcŧ, zvyšuje se tedy naléhavost práce vědcŧ. Jedno z moţných opatření k eliminaci deglaciace, je výstavba tzv. umělých parapetŧ, nebo alespoň omezení tání sněhové pokrývky prostřednictvím bílého plastu či fólie (viz kap. 6). Bohuţel většina opatření jsou velmi náročná či mnohdy neuskutečnitelná. Jak uţ finančně, tak ze sociálního hlediska, kdy je potřeba oslovit masy lidí k redukci a eliminaci moţných rizik.

1.1 Cíle práce

Tato bakalářská práce se zabývá tématem deglaciace ve světových velehorách a vlivem změny klimatu v celosvětovém měřítku, jejími příčinami a dopady na přírodní a socioekonomickou sféru v globálním kontextu zpŧsobené změnou klimatu.

Bakalářská práce obsahuje tři cíle:

 prvním cílem je literární rešerše týkající se tématu probíhající klimatické změny. Vliv změny klimatu a souvisejících přírodních ohroţení a rizik na přírodní a socioekonomickou sféru v globálním kontextu. Rešerše odborné literatury a dalších zdrojŧ týkající se problematiky deglaciace, jejích projevŧ a dŧsledkŧ v celosvětovém měřítku. Moţné budoucí scénáře jejího vývoje.

 druhým cílem je analýza hlavních světových oblastí s aktuálním ústupem ledovcŧ s přihlédnutím k odlišným konsekvencím pro přírodní krajinu a obyvatelstvo.

 třetím cílem je rozbor konkrétních případových studií s rŧznými projevy a dŧsledky deglaciace na přírodní i socioekonomickou sféru v konkrétním regionu.

V první řadě bych v této práci chtěla potvrdit deglaciaci jako jev, ve kterém vlivem změny klimatu, v prŧběhu času, nastává úbytek ledu z dříve zaledněné oblasti. Především bych chtěla poukázat, abychom si uvědomili, jak je tato situace relevantní a netýká se pouze zaledněných horských oblastí, ale celého světa.

1.2 Struktura práce

Práce je rozdělena do 7 kapitol s několika podkapitolami. Značnou část práce tvoří literární rešerše dané problematiky, tvořené pomocí tuzemských a zahraničních zdrojŧ informací, tedy teoretická část práce. Další částí bakalářské práce, je část praktická, které se věnuji v páté kapitole případových studií, kdy prostřednictví programu ArcGIS Pro vlastním zpracováním zobrazuji dynamický vývoj vybraných ledovcŧ v daném časovém období.

Druhá kapitola je věnována definici ledovce a její typologii, stejně jako u následující kapitoly o změně klimatu, jejich příčinách, vlivem a dŧsledcích. Jedním z dŧsledkŧ změny klimatu, je také deglaciace, tedy ústup zalednění, které se podrobněji věnuje následující čtvrtá kapitola. Tato kapitola se zabývá nejen příčinami a dŧsledky deglaciace, ale i oblastmi, ve kterých mohou ledovce přibývat. Díky zvýšené koncentraci deglaciace patří toto téma do jedné z nejvíce aktuálně probíraných. Její aktuálnost a problematika stoupá, a proto cílem práce je přiblíţit tuto situaci a její budoucí scénáře vývoje, kterým se věnuji v šesté kapitole.

Šestá kapitola se podrobně věnuje klimatickým scénářŧm a moţným opatřením k eliminaci přírodních ohroţení a rizik spojený s deglaciací.

Kapitola zabývající se rozborem případových studií, zahrnuje dvě podkapitoly, které jsou rozděleny dle zeměpisných šířek zájmové oblasti. Kaţdá tato podkapitola obsahuje regionální studie z oblastí, které se nachází ve stejném podnebném pásu, ale jejich dynamičnost deglaciace se výrazně liší. V těchto oblastech se primárně zabývám úbytkem zalednění (deglaciací) na vymezeném území a chováním ledovcŧ v korelaci s klimatem. Rovněţ také popisuji deglaciaci v daných horských oblastech. Pro lepší zobrazení byly vytvořeny snímky vybraných ledovcŧ, jejichţ cílem je čtenáři přiblíţit relevantnost této problematiky. Snímky zobrazují dynamický vývoj ve vymezeném časovém období.

Na závěr práce jsou přiloţeny pouţité přílohy satelitních snímkŧ zájmového území. Jsou zde přiloţeny tři snímky, které byly v práci pouţity, pomocí polygonového měření nad satelitními snímky v programu ArcGIS Pro, na základě nichţ byla provedena analýza dat o výskytu událostí spojených s deglaciací v rŧzných částech světa a její vyhodnocení, týkající se praktické části práce. Tabulky vloţené v této práci byly vytvořeny na základě získaných dat prostřednictvím vhodných statistických metod v programu Microsoft Excel.

2 Základní typologie ledovců

Tato kapitola se zabývá definicí ledovce a její základní typologií. Za jeden z indikátorŧ klimatických změn lze povaţovat dlouhodobé změny v objemu a délce ledovcŧ (Seiz, Foppa, 2007). Výskyt dnešních ledovcŧ je rŧznorodý, nachází se v rŧzných zeměpisných šířkách a nadmořských výškách (Engel 2005a).

2.1 Definice a činnost ledovců

Tola (2005, s. 70) pokládá ledovce v obecném pojetí za pojem „obrovské masy ledu, které pokrývají póly a nejvyšší polohy významných horských pásem“. S další charakteristikou ledovce přichází Paterson (1994), podle kterého je ledovec heterogenní přírodní těleso.

Vzniká nad hranicí trvalé sněhové pokrývky (tzv. sněţnou čárou). Během léta, v místech s negativní tepelnou bilancí, sníh netaje a stává se z něj firnový sníh, který má hustotu kolem 0,5 g/cm³, poté se mění na led, ze kterého vzniká ledovec. Anderson (2004) dodává, ţe k takovému vývoji dochází prostřednictvím tvz. regelace (tj. proces rozmrzání a zamrzání).

Podobně NGV (2019) definuje ledovec, jako „přírodní útvar z ledu, který vzniká přeměnou sněhu“. Světové oblasti ledovcŧ se nachází v polárních a vysokohorských oblastech, podle nichţ jsou druhy ledovcŧ pojmenovány: pevninské a horské ledovce. Znatelně vyšší zastoupení výskytu mají pevninské ledovce, které tvoří aţ 98% všech ledovcŧ na světě.

Matoušková (2001) dodává, ţe dŧleţitá je bilance ledovce (rŧst a ztráta sněhu), kterou ovlivňuje zejména okolní teplota, proud vzduchu a vzdálenost od oceánu.

NSIDC (2019a) a NGV (2019) zmiňují, ţe postupem času se z napadaného sněhu stává zhuštěná ledová hmota, která tvoří ledovce. NGV (2019) uvádí, ţe pŧsobením tlaku a zhuštěného ledu, tělo ledovce mohutní a zpevňuje se.

Obrázek 1: Průřez ledovce a jeho formace. Zdroj:Glacial Features (2019a).

NGV (2019) konstatuje, ţe k pohybu ledovce dochází v momentě, kdy ledovec získá určitou hmotnost a velikost, tím se začne posouvat dolŧ a vzniká tak ledovcový splaz.

Dynamika ledovce závisí na strmosti svahu a síle ledovce. Nejvíce se posouvají ledovce v západním Grónsku o 7 000 m/rok, himálajské ledovce od 1 000 m/rok a alpské ledovce přibliţně o 30 – 150 m/rok. V případě, ţe se ledovec posouvá členitým údolím, je rychlejší na

vnější straně ohybu. Nejrychlejší posun je na povrchu a ve středu splazu, naopak pomalejší posun ledovce je na okrajích a ve spodní části ledovce.

Při stlačení ledu ze skalní stěny směrem k hornině, dochází k depresní poruše ledovce (tzv. ledovcové trhlině). Ledovcová trhlina se rovněţ vytváří v údolích, ve kterých se mění směr pohybu. Led se svým posunem směrem dolŧ dostává do oblastí, ve kterých ledová hmota taje, kde je teplota vyšší neţ 0 ℃ (NGV 2019).

Petersen, Sack, Gabler (2012, s. 538) a NSIDC (2019c) se shodují, ţe v současnosti ledovce zaujímají asi 10 procent zemského povrchu, přičemţ podle NSIDC (2019d) většina z nich se nachází v polárních oblastech jako Antarktida, Grónsko a kanadská Arktida.

Petersen, Sack a Gabler (2012, s. 538) říkají, ţe „ledovce se vyskytují ve vysokých zeměpisných šířkách a vysokých nadmořských výškách na všech kontinentech kromě Austrálie.“

Rozloha horských pásem, ve kterých se nachází velká část ledovcŧ, byla mnohem rozsáhlejší v prŧběhu dob ledových (posledních 2 milionŧ let), zatímco během několika století byly zjištěny další projevy ústupu ledovcŧ (NSIDC 2019d).

Stejně tak Petersen, Sack, Gabler (2012) a NSIDC (2019c) sdílí téměř totoţnou teorii o výskytu ledovcŧ v minulosti. V období pleistocénu, přibliţně od 2,6 milionu let do zhruba 10 000 let před současností, ledovce tvořily necelou jednu třetinu povrchu Země. Výskyt ostatních dob ledových byl v mnohem starší geologické minulosti (Petersen, Sack, Gabler, 2012, s. 538). NSIDC (2019d) zase uvádí, ţe v poslední době ledové, byla pŧda pokryta ledem aţ z 32% a oceány z 30%. Je proto moţné ledovce povaţovat za pozŧstatky z dob ledových, které za sebou zanechaly zbytky ledového pokryvu z oblastí s vyšší nadmořskou výškou, popisuje NSIDC (2019d) a Tola (2005, s. 70).

Velmi dŧleţitá, pro udrţení ledovce, je potřeba dostatečného mnoţství sněhu v zimě, protoţe v létě sněhová pokrývka taje. Existují přesto oblasti, jako například Sibiř, které jsou téměř nezaledněné, protoţe není dostatek sněţení, které je pro přeţití ledovce klíčové.

Ledovce pokrývají oblasti s rozdílnou nadmořskou výškou sněhové čáry. Sněhová čára v Africe je přes 5 100 m n. m., naopak na Antarktidě jsou na úrovni moře. Z toho plyne, ţe k udrţení a výskytu ledovcŧ v chladných/polárních oblastech není potřeba příliš vysoká nadmořská výška, za to v tropických oblastech (např. v Africe) je výskyt pouze ve vysokohorských oblastech, s mnohem vyšší nadmořskou výškou (NSIDC 2019e).

Aby mohly ledovce existovat, jsou potřeba určité klimatické a geografické podmínky.

Nejčastěji se ledovce nachází v oblastech nad sněhovou linií, tedy oblasti, ve kterých se udrţují chladné teploty v letním období a oblasti sněţení v prŧběhu zimy. Z tohoto dŧvodu se většina ledovcových oblastí vyskytuje v Antarktidě a Grónsku, kde převaţuje zaledněné území. Ačkoliv zaledněná území nejvíce zasahují vysokohorské a polární oblasti, pokrývají také tropické oblasti, mezi nejbizarnější výskyt ledovce jsou povaţovány africké ledovce (NSIDC 2019e).

Tabulka 1: Přibližná celosvětová oblast pokrytá ledovci. Zdroj: WGMS (2008a), vlastní zpracování.

Arktické ostrovy (nezahrnuje Grónský led) 275 500 km²

Severní Amerika 124 000 km²

Střední Asie 113 800 km²

Antarktida (bez hlavních ledových plátŧ) 77 000 km²

Severní Asie 59 600 km²

Jižní Amerika 25 500 km²

Střední Evropa 3 785 km²

Skandinávie 2 940 km²

Nový Zéland 1 160 km²

Afrika 6 km²

Nová Guinea 3 km²

Podle Toly (2005, s. 70) ledovce jsou výsledkem akumulace. Aby vznikla celistvá ledová hmota, je nezbytné, aby napadlý sníh získal potřebnou hmotnost, která postupně sesedává.

Při nahromadění sněhu uvnitř sněhové pokrývky vzniká tzv. rekrystalizace, která svou ztrátou tvaru vytváří tvrdý sníh, ze kterého následně vznikne led. Kvŧli ztrátě vzduchu není tento led příliš kompaktní, avšak vytváří podstatu ledovce. S postupným rŧstem tloušťky a hmotnosti sněhové vrstvy se z tenkého ledu stává velmi pevná ledová hmota. Pokud síla ledovcového ledu překročí 20 m, dosáhne ledovec jisté pruţnosti a dokáţe se pohybovat, coţ ho dělá jedinečným.

Pro ledovce je taktéţ charakteristické tvarování krajinného reliéfu, které díky jejich pohybu ledovcové hmoty, formují okolní krajinu a vznikají tak hluboká údolí (NGV 2019). Rovněţ pohybem ledovce dochází i k erozní činnosti ledovcŧ (Tola 2005, s. 70). Takové činnosti ledovcŧ jsou rovněţ známé jako glaciální (NGV 2019). Při pohybu ledovce v údolí, vzniká tzv. transport ledovce, při kterém transportuje veškerý nahromaděný materiál, který svým tlakem sune před sebou a má za následek vznik typických útvarŧ (NGV 2019).

Je zřejmé, ţe mezi nejzákladnější znaky ledovcŧ a ledových plátŧ patří jejich dynamika.

Prostřednictvím pohybu z vysokohorských a kontinentálních oblastí, se ledovec dostává do oblastí, ve kterých ztrácí objem ledu táním a otelením. Tím hraje klíčovou roli v hydrologickém cyklu (Benn, Evans, 2010).

Pro vznik ledovce, je potřeba, aby sníh zŧstal dlouhodobě na jednom místě a následně se proměnil v ledovou hmotu. Velikosti ledovcŧ jsou velmi rŧznorodé, některé jsou malé jako fotbalová hřiště, některé naopak dosahují několika desítek aţ stovek kilometrŧ (NSIDC 2019d).

Ledovce jsou známé svým pohybem, kdy se pohybují buď klouzáním po podloţní vrstvě, nebo plastickým tokem. V teplejších oblastech většinou krajní části ledovce tají a pohybují se klouzáním. Voda z tajících ledovcŧ stéká po ledovci i pod ním a díky této vodní vrstvě se tvoří kluzná plocha. Zatímco ve chladných oblastech pŧsobením spodní zmrzlé části k pohybu klouzání vŧbec nedochází. Pouze uvnitř dochází k nepatrnému pohybu o miliontiny milimetrŧ. K tzv. plastickému toku dochází při pŧsobení obrovského tlaku, kdy se jednotky pohybu sčítají a tím se dá celý ledovec do pohybu (NGV 2019).

Ledovcový splaz je část ledovce, kde dochází ke klouzání po svahu směrem dolŧ. Oblast ledovce, ve které taje led vlivem teploty, je známá jako tzv. čelo (fronta) tání. Veškerý materiál, který je přenesen ledovcovým splazem, se ukládá ve frontální oblast a po stranách ledovce (Tola 2005, s. 71).

2.2 Typy ledovců

Ledovce lze roztřídit podle několika faktorŧ. Je moţné rozdělit na dva typy (pevninské a horské), které jsou rozčleněny na základě jejich velikosti a reliéfu.

Současně tak Matoušková (2001, s. 36 – 37) dělí ledovce na tzv. teplé a chladné. V tomto dělení ledovcŧ záleţí především na jejich pohybu a lokalitě. Teplé ledovce se nachází ve vlhkých oblastech střední zeměpisné šířky a v tropických oblastech. Typické pro tyto ledovce je jejich ledovcový splaz (pohyb), který má vyšší dynamičnost. Dŧsledky tání sněhu a formování firnu, má na svědomí rapidní nárŧst teplot v letních měsících. Stejně tak, jako teplé ledovce, jsou i chladné ledovce v pohybu. Tento pohyb není ale příliš tak výrazný, jako u teplých ledovcŧ, kdy je chod ledovce zapříčiněn vnitřní deformací.

2.2.1 Pevninské ledovce

Bentley a kol. (2007) popisují pevninské ledovce, jako obrovské kusy ledových ploch, které se v současnosti vyskytují výhradně ve velmi chladných oblastech, tedy na Antarktidě a v Grónsku, s rozlohou přibliţně 14 mil. km². Ledové příkrovy těchto mohutných ledovcŧ vznikají částečně na svém pevninském podloţí, jehoţ mocnost mŧţe mít aţ 4 000 m.

Pevninské ledovce jsou rovněţ nazývány jako kontinentální. Oproti těmto kontinentálním ledovcŧm velkých rozměrŧ jsou v porovnání s horskými ledovci mizivé. Gigantické grónské a antarktické masy ledu tvoří aţ 96% plochy své rozlohy. Menší masy ledu, tzv. ledové čepice, se dnes vyskytují i na Islandu, na arktických ostrovech v Kanadě a Rusku, Aljašce a Skalistých horách (Petersen, Sack, Gabler, 2012, s. 550).

2.2.2 Horské ledovce

Horské ledovce jsou rovněţ nazývány jako údolní ledovce (Tola 2005, s. 71), nacházející se v údolí horských masivŧ (Zemp a kol., 2007). Z názvu je zřejmé, ţe výskyt těchto ledovcŧ je v horských oblastech (Tola 2005, s. 71), přičemţ ledovec vyplňuje deprese mohutných horských pohoří (Zemp a kol., 2007).

Tyto ledovce lze dělit na několik typŧ: údolní ledovec, karový ledovec, dendritický ledovec nebo podhorský (úpatní, piedmontní) ledovec.

Mocnost rozsahu těchto ledovcŧ je od desítek metrŧ po 1 000 metrŧ, coţ je oproti kontinentálním ledovcŧm zcela zanedbatelné. Vysokohorské ledovce se nachází například v evropských Alpách, Himálajích, Norsku, Pamíru, Ťan-Šanu nebo Novém Zélandu (Zemp a kol., 2007). Petersen, Sack a Gabler (2012, s. 538) ještě zmiňují výskyt horských ledovcŧ v několika aljašských velehorách Severní Ameriky, nebo v tropických horských oblastech, například v jihoamerických Andách, východní Africe nebo v Nové Guineji.

Největších rozměrŧ, z horských ledovcŧ, dosahují ledovce na Aljašce a v Himálajích dosahující více neţ 100 km.

Horské ledovce se svým postupným táním stávají hlavním zdrojem pevninské vody do regionálního a globálního koloběhu vody (hydrologického cyklu). Vzhledem k čím dám více nepříznivým klimatickým podmínkám, které jsou klíčové pro existenci ledovcŧ, je tedy zapotřebí porozumět vlivŧm klimatu na ledovce (zimní sráţky, lavina, větry, mikrometeorologie, regionální klima) a stabilitu hmoty (Mott, Stipserki, Nicholson, Mertes, 2020).

Podobně Petersen, Sack a Gabler (2012, s. 538) tvrdí, ţe horské ledovcové oblasti se vyskytují v místech, kde jsou jisté sráţkové a teplotní podmínky, které jsou nezbytné pro vznik ledovce, v závislosti na jejich nadmořské výšce.

Jednou ze tří hlavních částí horských ledovcŧ, je tzv. kar. V této zóně dochází k přeměně napadaného sněhu na led. Tento skalní kotel kruhového tvaru bývá ze stran ohraničen strmými stěnami a další stranu tvoří ledovcem ohlazený stupeň, kdy dochází k pohybu, kudy ledovcový splaz postupuje do údolí. Svým pohybem ledovec, pŧsobením zemské přitaţlivosti, připomíná ledovou řeku (Tola 2005, s. 71). Vysokohorské ledovce zpravidla vyplňují horská údolí, která vznikla erozí potoka (Petersen, Sack, Gabler, 2012, s. 538).

Petersen, Sack a Gabler (2012, s. 538) popisují, jak alpské ledovce postupují. Zprvu začínají jako karové ledovce (počátek doby ledové), poté se z nich stanou údolní ledovce, pokud se rozpínají do údolí (pod kar) a mohou se stát podhorskými (piedmontními) ledovci, tím jak zesiluje doba ledová.

Zalednění a jeho projevy v terénu patří k nejtypičtějším znakŧm vysokohorských oblastí. Jiţ v době ledové vznikly ledovcové tvary reliéfu, které jsou charakteristické pro vysokohorské oblasti. V té době horské ledovce tvořily 4% souše. V současnosti rovněţ dochází k přetváření reliéfu, ale v mnohem menším rozsahu jako v době ledové.

Od vrcholného období poslední doby ledové (zhruba před 20 tisíci lety) většina ledovcŧ ustoupila nebo zcela zmizela (Engel 2005a).

2.2.2.1 Karový ledovec

Je zřejmé, ţe karový ledovec je pojmenován po skalním kotli, tedy karu. Ten bývá pŧlkruhovitého tvaru, v dutinách nebo výklencích, na úbočí hor nebo vrchní části ledovce (Paasche 2011), je ohraničen strmými stěnami a je poté v údolí erodován ledem (Petersen, Sack, Gabler, 2012, s. 538). Karové ledovce bývají většinou širší neţ delší. Tento druh ledovce je přechodovým typem k firnovému poli (Zemepis.eu 2010).

Karové ledovce tvoří jeden z nejčastějších druhŧ ledovcŧ na světě (Paasche 2011). Výskyt těchto ledovcŧ převaţuje zejména v Alpách a Pyrenejích (Zemepis.eu 2010), zpravidla v jakékoli alpské krajině, s danými klimatickými podmínkami vhodných pro jejich existenci (Paasche 2011). Například karové ledovce v Himálajích a Andách tvoří velmi dŧleţité vodní nádrţe, na kterých je závislé zemědělství a místní obyvatelstvo (Paasche 2011).

Matoušková (2001, s. 36) karové ledovce rovněţ nazývá jako cirkulární, kde popisuje výskyt tohoto typu ledovce. Cirkulární ledovec se nachází přesně pod strmými skalními svahy uvnitř amfiteátru (kruhových sníţenin) s prŧměrem do 1 km.

2.2.2.2 Údolní ledovec

V oblastech mísovité prohlubně se mŧţe nahromadit sníh a vytvářet tak cirkulární ledovec.

Na větrné části hory, směrem od slunce, mŧţe docházet k větší akumulaci sněhu. V případě, ţe se sněhová pokrývka udrţí v prŧběhu léta, mŧţe se stát ledovcovým ledem (Glacial Feature 2019b).

Převáţná část současných karových ledovcŧ tvoří pozŧstatky z dřívějších větších alpských ledovcŧ (Petersen, Sack, Gabler, 2012, s. 538).

Údolní ledovce se vytváří z horských ledovcŧ (Hambrey 1994), kdy vyplňují dřívější údolí potokŧ (Matoušková, 2001, s. 36 a Petersen a kol., 2012, s. 538). V případě recipročního sjednocení údolního ledovce a horského údolí společně vytváří ledovcovou síť (Matoušková 2001, s. 36).

Podle Matouškové (2001, s. 36) cirkulární (karové) ledovce tvoří zdrojnici údolních ledovcŧ. Tyto ledovce jsou často pojeny s karovými.

Kar postupující údolím ledovce, mŧţe procházet pod sněhovou pokrývkou. Všechny ledovce, které jsou erodovány proudem, lze pokládat za údolní ledovce (Glacial Features, 2019b).

Tento typ ledovce bývá velmi dlouhý, kdy délka činí přes 100 kilometrŧ, následně svým postupem pokračují do údolí, v podobě mohutných ledových jazykŧ. Rovněţ záleţí na podmínkách, ve kterých se údolní ledovce nachází, protoţe mnohdy pokračují aţ k hladině moře (Hambrey, 1994 a Glacial Features, 2019b), pokrývají tedy rozsáhlá území (Glacial Features 2019b).

Výskyt tohoto typu ledovce je například alpský švýcarský Aletšský ledovec, který je současně i největším údolním ledovcem Evropy, kdy jeho délka dosahuje přibliţně 23 km (Hambrey 1994).

2.2.2.3 Dendritický ledovec

Lambrecht a kol. (2014), Smolová a Vítek (2007) interpretují dendritický ledovec, jako ledovec, který vykazuje několik vyţivovacích oblastí, kdy boční splazy obklopují obě strany údolí. Smolová a Vítek (2007) dodávají, ţe dendritický ledovec má specifickou podobu údolního ledovce. Boční ledovcové splazy postupují do trogu (ledovcového údolí ve tvaru U), kde poté vzniká silný ledovcový splaz.

Takový typ dendritického údolního ledovce je Fedčekŧv ledovec v Pamíru, který je zároveň největší ledovec na Zemi, s rozlohou přibliţně 120 – 150 km² a délkou 77 km.

Nejčetnější výskyt tohoto druhu ledovce se vyskytuje ve vysokohorských asijských pohořích (Lambrecht a kol., 2014).

2.2.2.4 Podhorský (piedmontní) ledovec

USGS (2004) definuje piedmontní (podhorský) ledovec, jako „vějíř“ či „lalok“, který se podle USGS (2004), Matouškové (2001) a Petersena a kol. (2012, s. 538) postupně rozpíná a postupuje do niţších podhorských oblastí, ve kterých se vyskytuje. Odtud vznikl název

„podhorský“ ledovec.

USGS (2004) jako příklad ledovce tohoto typu uvádí aljašský ledovec Malaspina, který je svou rozlohou a šířkou (48 km) největším podhorským ledovcem na Aljašce. Tento druh ledovce je taktéţ mnohdy nazývá jako „malaspinský“.

Tento typ ledovce se vytváří, kdyţ ledová hmota expanduje do niţších výšek za ústí kaňonu, kde se led rozšiřuje přes otevřenější terén (Petersen, Sack, Gabler, 2012, s. 538).

Tabulka 2: Největší horské ledovce jednotlivých kontinentů. Zdroj: Geografické rozhledy (2005), vlastní zpracování.

3 Klimatická změna

Kapitola se zabývá změnou klimatu, která zásadně ovlivňuje fungování celé naší planety.

Obsahuje příčiny klimatické změny a její vliv na přírodní a socioekonomickou sféru, dŧsledky a očekávané scénáře budoucího vývoje.

3.1 Definice klimatické změny

Braniš a Hŧnová (2009) definují změnu klimatu, jako „změnu stavu klimatického systému“, podle Trnky a kol. (2009) je klima „přirozeně dynamický systém“. Jeden teplotní výkyv nemusí nutně znamenat změnu klimatu (např. extrémně teplá zima, nebo dokonce

několik let opakující se teplá zima). Abychom mohli říci, ţe se jedná o klimatickou změnu, je nezbytné, aby tato anomálie trvala několik desítek, stovek či miliony let. Ke zjištění těchto změn se vyuţívají statistické testy, které jsou zjištěny pomocí prŧměrŧ klimatických prvkŧ, vlastností proměnlivosti a jiných dlouhotrvajících spouštěčŧ klimatických změn.

Uţ od dob bez lidské existence, se klima přirozeně měnilo. Vznikalo periodické kolísání globálních teplot, ve kterých teplota stoupala a klesala. Dnes se nacházíme v době tzv. interglaciálu, neboli „teplejší době meziledové“, ve které se potýkáme s nevídaným výrazným zvyšováním globálních teplot. Nepochybně další etapou, v následujících několika desítek tisíc let, bude opět další doba ledová s rapidním sniţováním teplot (Trnka a kol., 2016).

Braniš a Hŧnová (2009) popisují, jak Rámcová úmluva OSN rozvádí klimatické změny, jako změny, které jsou přímo či nepřímo zpŧsobeny člověkem. Touto změnou se globálně mění sloţení atmosféry, díky čemuţ dochází k neočekávaným změnám k přirozenému kolísání klimatu ze stejného období.

Klimatické změny s sebou přináší i nepříznivé dopady, takovým příkladem mŧţe být tání ledovcŧ, dešťové bouře nebo četnější suchá období. Kdeţto globálním oteplováním se pouze ohřívá povrch Země, které je vyvolána lidskou činností (NOAA Climate 2015a).

Obrázek 2: Pozorované změny teploty ve 20. století na různých kontinentech. Zdroj: Geografické rozhledy (2007).

Obrázek 3: Graf frekvence a rozsahu změn klimatu za posledních 150 tis. let ukazuje obecné klimatické trendy za posledních 150 000 let, s významnými detaily o holocénu. Zdroj: Petersen, Sack, Gabler (2012, s. 218).

3.2 Příčiny změny klimatu

Klima planety Země prošlo za celou dobu její historie řadou klimatických změn, které i v dnešní době nadále stále více pokračují. Tyto změny klimatu mají řadu příčin, které mŧţeme rozdělit na příčiny přírodní a příčiny antropogenní. Podle Braniše a Hŧnové (2009) na ně pŧsobí mnoho vnějších a vnitřních vlivŧ.

Braniš a Hŧnová (2009) poznamenávají, ţe klimatické změny mohou být zpŧsobeny vlivem vnitřních změn klimatického systému (vzájemného pŧsobení mezi atmosférou a oceánem). Barros (2006) podotýká, ţe dynamika klimatického systému je také vyvolána i vnějšími vlivy. Mezi takové vlivy řadí změny chemické struktury atmosféry (zpŧsobeny sopečnou činností a oscilací slunečního záření) a antropogenní vlivy.

Petersen, Sack a Gabler (2012, s. 213) rozdělují příčiny klimatických změn do pěti širokých kategorií:

1) astronomické variace na oběţné dráze Země 2) změny v oceánském oběhu

3) změny v pozemních masách 4) dopady na asteroidy a komety 5) změny v atmosféře Země 3.2.1 Přírodní příčiny

Trnka a kol. (2016), Braniš a Hŧnová (2009) zmiňují, ţe klimatické změny probíhaly i bez lidské existence. Z tohoto dŧvodu jsou tyto změny označovány jako přirozené či přírodní.

K takovým přirozeným změnám dochází hlavně „změnou sluneční konstanty, změny parametrŧ oběţné dráhy Země kolem Slunce, změny rozloţení pevnin a oceánŧ, horotvorné procesy, sopečná činnost, změny fyzikálních a chemických vlastností oceánŧ, oceánické cirkulace, stavu biosféry“, rovněţ během tohoto pŧsobení mŧţe dojít ke změně struktury atmosféry (Braniš, Hŧnová, 2009).

Braniš a Hŧnová (2009) zobrazují faktory, které by mohly přispívat k přirozené oscilaci klimatu:

- sluneční činnost

- přirozené aerosoly (aerosoly spojené se sopečnou činností) - vzájemné pŧsobení atmosféry s oceánem

3.2.1.1 Orbitální (okružní/oběžné) variace

Autoři Petersen, Sack a Gabler (2012, s. 213) rozvádí astronomická zjištění, která odhalila pomalé změny na oběţné dráze Země. Pŧsobení těchto změn má vliv na vzdálenost Slunce – Země a odchylku zemské osy v rovině ekliptiky. Pravidelné změny v mnoţství sluneční energie vyvolávají tyto tzv. orbitální cykly.

Petersen, Sack a Gabler (2012, s. 213) popisují tři orbitální cykly:

 cyklus excentricity

 cyklus oblikvity/šikmosti (sklon rotační osy)

 precesní cyklus

Nejstarší cyklus, který je starý 100tis. let, je nazýván jako cyklus excentricity. Podstata tohoto cyklu spočívá ve změně tvaru oběţné dráhy Země kolem Slunce. Oběţná dráha Země se z elipsovitého tvaru mění na oběţnou dráhu kruhovitého tvaru, která pŧsobí na vzdálenost mezi Zemí a Sluncem. Má se za to, ţe v případě několika elipsovitých drah by se mělo jednat o teplejší periody, pokud je více kruhových drah, mohlo by to být spojováno s obdobími ledu (Petersen, Sack, Gabler, 2012, s. 213).

Další cyklus, známý jako cyklus oblikvity (šikmosti), tvoří 41tis. let starou změnu náklonnosti zemské osy. Jak uţ název napovídá, je nazýván podle svého náklonu zemské osy od svého maxima 24,5 ° po své minimum 22,0 °, následně zpět. Zvýšení sezónnosti ve středních a vysokých zeměpisných šířkách závisí na míře náklonnosti Země. Pokud bude více nakloněna, bude větší sezónnost. V dalším ohledu se předpokládá, ţe v případě menšího sklonu lze očekávat studenější polární léta, zároveň menší ústup ledu, coţ by mohlo posílit dobu ledovou (Petersen, Sack, Gabler, 2012, s. 213).

Petersen, Sack a Gabler (2012, s. 214) zobrazují třetí cyklus, kterým je precesní cyklus, starý 21tis. let. Princip precesního cyklu spočívá v určení ročního období, kde se objevuje tzv. perihélium (přísluní) a afélium (odsluní). Perihélium, které je nejbliţším místem ke Slunci (3. ledna), tak dostává o 3,5% větší izolaci, neţ je lednový prŧměr. V případě afélia, se naopak jedná o nejvzdálenější místo od Slunce. Jestliţe dojde k odsluní 3. ledna za přibliţně 10 500 let, očekávají se chladnější zimy na severní polokouli.

U těchto třech cyklŧ se vypočítává kombinované pŧsobení. První, kdo doloţil podobné dŧkazy o existenci těchto tří cyklŧ, byl matematik Milutin Milankovič. Pomocí sloţitých matematických výpočtŧ, vysvětlil vlivy změn na oběţné dráze Země, které by byly potenciálně schopné ovlivnit izolaci. Z Milankovičových výpočtŧ lze detekovat, ţe v prŧběhu jednoho milionu let, by mohly nastat ledovcové cykly, poznamenává Petersen, Sack a Gabler (2012, s. 214).

Petersen, Sack a Gabler (2012, s. 214) zmiňují mimořádně dobrou souvztaţnost mezi hlubokým mořem a Milankovičovými předpověďmi, o čemţ je velká část paleoklimatických vědcŧ ujištěna. Z toho plyne, ţe stálé orbitální odchylky jsou hlavním spouštěcím mechanismem, kdy se dá očekávat, ţe scénáře dlouhodobých klimatických cyklŧ jsou očekávatelné. Z Milankovičovy teorie vyplývá, ţe teplý holocénový interglaciál nebude mít dlouhé trvání a naznačuje, ţe Zemi postihne opět doba ledová (přibliţně za 20 tis. let).

Obrázek 4: Milankovičovy cykly zobrazující cyklus excentricity, oblikvity a precese.

Zdroj: https://www.skepticalscience.com/co2-lags-temperature-intermediate.htm, vlastní zpracování.

3.2.1.2 Změny v oceánu

Další přírodní příčinou změny klimatu, jsou změny v oceánu. Kvŧli svému velkému objemu, síle a tepelné kapacitě oceány tvoří největší impuls ke vzniku klimatických změn Země. Světový oceán tvoří více neţ 70% povrchu Země. Pokaţdé, kdyţ dojde k jakékoli oceánské změně (teplota, chemie, cirkulace), nesou s sebou tyto změny výrazné globální klimatické změny (Petersen, Sack, Gabler, 2012, s. 214).

Petersen, Sack a Gabler (2012, s. 214) rozvádí cirkulaci vod, kdy hlavní hnací silou povrchových oceánských proudŧ bývají zpravidla větry. Diference ve vztlaku vody zpŧsobené rozdíly v salinitě (obsahu soli) vytváří klíčový pohon hluboké cirkulace.

V místech, s prudkým povrchovým odpařováním, roste obsah salinity, který vyvolá zvýšenou hustotu mořské vody vedoucí k ústupu. Pokles salinity nastává v případě, ţe se do oceánu dostanou hlavní sladkovodní toky z kontinentŧ nebo voda z ustupujících ledovcŧ. Kdyţ klesne slanost, tak roste tlak vody směrem nahoru. Velká část sladkovodních přílivŧ, je následováno obrovským proudem teplých povrchových vod směrem k severnímu Atlantiku, a tak dochází k rychlému ohřívání severní polokoule.

Stejně jako povrchové, tak i podpovrchové oceánské proudy jsou ovlivněny teplotou vody. Velmi chladné vody v arktických a antarktických oblastech jsou husté a mají sklon ubývat, naopak teplejší tropické vody mají tendenci k rŧstu. A tak teplota a slanost dohromady tvoří komplikovaná podzemní proudění hluboko uvnitř povodí oceánŧ (Petersen, Sack, Gabler, 2012, s. 214).

Současné jevy El Niño¹a La Niña², které svým pŧsobením v Tichomoří, jsou zodpovědné za klimatické podmínky a změny v tichomořském oběhu. Pokud budou klimatické události ENSO³ nadále tak prudké, tak se předpokládá, ţe pokračující rapidní klimatická změna by mohla přinést změnu v oceánské cirkulaci, během posledních 2,6 milionu let (Petersen, Sack, Gabler, 2012, s. 214).

3.2.1.3 Změna masy půdy

K ujasnění výskytu zdlouhavých period chladného podnebí, mŧţeme změny v zemském povrchu povaţovat za vysvětlení tohoto druhu podnebí. V prŧběhu minulosti planety Země nastalo několik období ledu, kdy se některé doby podílely na ledových pokrocích. Aby vědci objasnily některá dřívější ledovcová období, nastínili několik moţných činitelŧ, kterými by mohli argumentovat. Jeden z argumentŧ, je výskyt kontinentu v polárních šířkách, který má se všemi ledovcovými obdobími a pleistocénem společnou charakteristiku. V těchto polárních oblastech se mohou ledovce hromadit i na souši, to vede k poklesu mořské hladiny a nese s sebou dopady v celosvětovém měřítku (Petersen, Sack, Gabler, 2012, s. 214).

1 El Niño - jev vyvolaný vzájemným pŧsobením mezi atmosférou a Tichým oceánem. Zdroj: Meteocentrum (2020).

2 La Niña - jev, který se projevuje zesílením studeného Peruánského proudu a vydatnějšími dešti v Asii.

Zdroj: Meteocentrum (2020).

3ENSO - El Niño Southern Oscillation. Zdroj: Petersen, Sack, Gabler (2012, s. 214).

Podle Petersena, Sacka a Gablera (2012, s. 214) je tvorba, ztráta nebo pohyb pozemní hmoty dalším jevem, který se podílí na změnách klimatu. Kupříkladu erupce sopek a vytvoření „Isthmusu“ (Pevninská šíje) v Panamě zabránily propojení dvou oceánŧ (Atlantik a Pacifik). Dalo by se říci, ţe se tak přerušila cesta dŧleţitého oceánského oběhu.

S pohybem pŧdní hmoty, která se mění v nadmořské výšce a zeměpisné šířce, vznikají změny v rostlinstvu (jejich typy a rozloţení). Vegetační změny mají zásadní vliv na strukturu atmosféry a vzorce atmosférického oběhu (Petersen, Sack, Gabler, 2012, s. 214).

Poslední přírodní příčinou změn klimatu, je změna albeda, tedy míry odrazivosti povrchu nebo tělesa. Tyto změny jsou vyvolány buď velkým nahromaděním sněhu na silnici (s velkou šířkou), nebo obrovskými oceánskými ledovými pláty (do niţších šířek). Zesílení odrazŧ slunečního záření pozitivně napomáhá chlazení. Je ale pravděpodobné, ţe to mŧţe přestat v případě, ţe oceány v polárních oblastech zamrznou. To vede k zabránění hlavního zdroje vlhkosti pro ledové vrstvy v polárních oblastech (Petersen, Sack, Gabler, 2012, s. 214).

3.2.2 Antropogenní příčiny

Jiţ od samého počátku lidské existence, měla lidská činnost zásadní vliv na planetu Zemi, a to na všechny krajinné sféry. Z pŧvodně lokálních a regionálních vlivŧ se toto stává globálním problémem (Braniš a Hŧnová, 2009).

Ke změnám globálních klimatických vzorcŧ došlo pŧsobením antropogenních vlivŧ na krajinné sféry, zejména pedosféra, hydrosféra a atmosféra (NOAA Climate 2019b).

Dopady lidské činnosti na klima ovlivnilo celosvětově sloţení atmosféry, ve které roste přirozený skleníkový efekt (Braniš a Hŧnová, 2009), k těmto změnám sloţení atmosféry viditelně přispěla prŧmyslová revoluce a silný rozvoj dopravy a tyto změny vedly ke globálnímu rŧstu teplot, dodává Engel (2007b). Vzhledem k relevantnosti situace, byla v roce 1992 uzavřena mezinárodní dohoda, tzv. „Rámcová úmluva OSN o změně klimatu“, popisuje Braniš a Hŧnová (2009).

Engel (2007b) zdŧrazňuje, ţe od poloviny 19. století, dynamický vývoj celosvětového zalednění, je úzce spojen s podmínkami klimatických změn, na které mají značný vliv zásahy člověka.

Člověkem zpŧsobené změny (antropogenní změny) se často dělí do dvou skupin (Braniš, Hŧnová, 2009):

▪ na změny ve sloţení atmosféry v globálním měřítku

▪ na změny ve vyuţívání krajiny (odlesňování a další)

Z dlouhodobého hlediska, v případě stálé oscilace klimatického období, které s největší pravděpodobností bude stoupat, se očekávají rapidní změny, které by bez zásahu člověka ani nevznikly. Lidé brzy mohou silně vnímat jiţ očekávaná rizika, která v budoucnu hrozí celé naší planetě (Hladný a Vilímek, 2001).

3.2.2.1 Změny v zemské atmosféře

Hladný a Vilímek (2001) připisují změny atmosférického systému jako nejproblematičtější riziko, které je spojeno s klimatickými změnami v celosvětovém měřítku.

V minulém století se značně projevilo dlouhodobé kolísání klimatických obdob (střídání teplého a studeného) ovlivněno silným pŧsobením lidských činností Petersen, Sack a Gabler (2012, s. 215) dodávají, ţe změny v atmosférických sloţkách vznikají buď prostřednictvím přírodních procesŧ, nebo zásahem člověka.

Existují plyny, které jsou schopné zachycovat atmosférickou tepelnou energii, kdy v případě zvýšení hladiny, mohou vyvolat oteplování. Emise prachu a vulkánŧ zabraňují slunečnímu záření, tedy rŧst mnoţství pevných částic zpravidla podněcuje chlazení. Pokud vulkanické výbuchy získají velké mnoţství částic a aerosolŧ (především SO2) a přenesou je do stratosféry, mohou je celosvětově intenzivně rozšiřovat (Petersen, Sack, Gabler, 2012, s. 215).

NOAA Climate (2019b) uvádí procesy ovlivňující změnu rovnováhy klimatického reţimu:

▪ spalování fosilních paliv

▪ vypouštění chemikálií do atmosféry

▪ úbytek lesního porostu a prudké rozšíření zemědělství

▪ prŧmyslové činnosti – uvolňování CO2 do atmosféry

Globální oteplování je, podle mnoha dŧkazŧ, výsledkem lidských činností, které vyvolávají změny ve fyzických a biologických systémech. Aby mohly některé druhy fungovat, je potřeba podpora ţivotního prostředí, které je v případě vzniklých změn, vlivem lidských aktivit, výrazně omezeno. Tím klesá rŧznorodost ekosystémŧ a schopnost ekologické odolnosti (NOAA Climate 2019b).

Dle NOAA Climate (2019b) velká část názorŧ vědeckých výzkumŧ, zabývající se klimatem, se shoduje a signalizuje, ţe podle všeho lidská aktivita zapříčiňuje rostoucí prŧměrné globální teploty (od 2. poloviny 20. století), především větším mnoţstvím skleníkových plynŧ spojených se spalováním fosilních paliv, které jsou dopadem těchto vzniklých emisí.

3.3 Vliv změny klimatu na přírodní a socioekonomickou sféru

Změna klimatu je jeden z faktorŧ, který má negativní, ale i pozitivní dopady na ţivoty lidí, zvířat a rostlin. Tyto dopady, zpŧsobeny klimatickými změnami, mohou být přímé a nepřímé.

Klimatické změny mají řadu vlivŧ, pŧsobících na dvě sféry – přírodní a socioekonomickou.

3.3.1 Vliv na přírodní sféru

Z vývoje posledních let vyplývá, ţe změna klimatu má vliv na zdraví rostlin a na výskyt nemocí u zvířat, podle NOAA Climate (2019b) pŧsobí na funkci ekosystémŧ a ovlivňuje existenci několika druhŧ. Pozŧstatky zkamenělin potvrzují postupné vymírání spojené s klimatickými změnami.

Očekávané choroby, které by mohly ohrozit chovatelská zvířat, by výrazně ovlivnily hospodářskou situaci chovatelŧ. Chovatelská zvířata mohou postihovat parazitární choroby (např. tasemnice, hlístice), úpal, poruchy příjmu potravy či dehydratace. Ohroţení nákazou hrozí i volně ţijícím zvířatŧm, které se dokonce stávají hlavními přenašeči těchto nemocí (např. influenza ptákŧ, klasický mor prasat, vzteklina a tuberkulóza). S rŧstem teplot se bude sniţovat dostupnost vody, kdy se začnou zvířata hromadit k jedné zdrojové oblasti vody, kde hrozí vysoká pravděpodobnost vzájemného nakaţení a budou vytvořeny vhodné podmínky, které podporují stálý oběh patogenŧ (GOV UK 2019).

Jak je jiţ známo, klima má zásadní vliv na faunu a zároveň je klíčovým faktorem jejich geografickém rozloţení, ve kterém se globální oteplování projevuje a ovlivňuje pěstování a šlechtění vegetace, lesy, louky a zalesněné plochy. Zemědělské a lesnické oblasti s méně příznivými podmínkami, které se nachází ve vyšších zeměpisných šířkách, nejsou natolik ohroţeny škodlivým hmyzem a jejich přenášením rŧzných chorob (GOV UK 2019).

GOV UK (2019) má za to, ţe teplotní změny a změny v mnoţství sráţek mohou v souvislosti se svou polohou zpŧsobit buď častější suché periody, nebo povodně. Kvŧli neschopnosti pŧvodní vegetace se rychle přizpŧsobit, bude tato vegetace náchylnější na choroby a škodlivé organismy. V podstatě je jisté, ţe v místech s početnějšími sráţkami se zvýší mnoţství a intenzita chorob, které vznikají zachycením houbových nebo bakteriálních patogenŧ.

Evropská komise (2019) poukazuje na to, jak se klimatické změny bezprecedentně zrychlují. Rostlinné a ţivočišné druhy jsou vystaveny těmto rychlým změnám klimatu a mnohdy se nestíhají aklimatizovat. Vzhledem k větší akceleraci změn klimatu se předpokládá, ţe většina ţivočichŧ bude migrovat za příznivějšími podmínkami do jiných oblastí. V případě, ţe by zvýšení prŧměrných teplot nadále pokračovalo, čelí tak obrovské hrozbě, některým rostlinným a ţivočišným druhŧm dokonce hrozí vyhynutí.

3.3.2 Vliv na socioekonomickou sféru

Oscilace klimatu zásadně ovlivňuje sociální i ekonomickou sféru (Metelka a Tolasz, 2009).

Díky klimatickým změnám je lidské zdraví vystaveno široké škále rizik, a tím je také ovlivněna kvalita jejich ţivota. Mezi další dopady, měnícího se klimatu, patří také migrace, vyšší náklady, individuální a sociální vlivy – jako je gender, jazyk, geografie, vzdělání, věk a etnicita. Tyto dopady vedou k rŧzným mírám zranitelnosti a schopnosti se přizpŧsobit změně klimatu.

Robine et al. (2008) rozdělují vliv na lidské zdraví na přímý a nepřímý, v dŧsledku klimatických změn. Jako příklad přímého vlivu na zdraví uvádí pŧsobení tepla a zimy na fyziologii člověka, zatímco nepřímé vlivy představují například změny v lidském chování (nedobrovolná migrace, čas trávený venku aj.), přenosem nemocí nebo jiné dopady klimatických změn (např. povodně). Některé z těchto dopadŧ změn klimatu byly detekovány před pár desítkami let v Evropě, které postupně rostou.

S postupnými klimatickými změnami budou hrozit regionální i globální rizika, která mohou mít vliv na bezpečnost lidstva. Podle negativních klimatických scénářŧ se očekává pokles dostupnosti ţivotně dŧleţitých potřeb (tj. voda, jídlo a pŧda), které jsou pro lidé nezbytné. To zpŧsobí konflikty mezi lidmi, kteří budou postupně migrovat, ať uţ v tuzemsku, tak i v zahraničí (NOAA Climate 2019b).

Evropská komise (2019) naznačuje, ţe demografický vývoj obyvatelstva bude regionálně odlišný. V teplejších oblastech, v dŧsledku globálního zvýšení teplot, začnou rŧst počty úmrtnosti, naopak v chladnějších oblastech úbytek obyvatelstva bude klesat. Je zřejmé, ţe nastanou změny v rozšíření některých nemocí (přenášených vodou) a jejich změny přenášení.

3.4 Důsledky a očekávané scénáře budoucího vývoje

Čím větší výkyvy nastanou, tím problematičtější dopady mohou hrozit a hromadit se, podotýká Metelka a Tolasz (2009).

Metelka a Tolasz (2009) upozorňují, ţe změny budou nejdříve pociťovat rostliny, mikroorganismy a zvířata. A aţ potom začnou pŧsobit na lidské zdraví, zemědělství, dopravu, energetiku atd. Značně ohroţující jsou ty změny, které vytváří degradaci celkové rovnováhy přirozeného ekosystému. Například takové změny v zemědělství přináší multilaterální dopady pro socioekonomickou sféru, nehledě na její vyspělost. Existují dvojí vazby: mnohostranné přímé a regresivní. Příkladem k rozšíření chorob se mŧţe výrazně podílet četnější stěhování obyvatelstva či nespravedlnost ve společnosti při hladomoru. Další škody přináší tání permafrostu (trvale zmrzlé pŧdy), které následně vytváří nestabilní pŧdu a narušuje tak vozovky, ţeleznice, mosty nebo produktovody.

Má se za to, ţe klimatické změny rovněţ přinesou gradaci extrémního počasí. Několik oblastí bude zasaţeno výrazným rŧstem mnoţství tepelných vln, zároveň dojde k poklesu období se silnými nachlazeními. Takovým příkladem extrémního počasí mŧţeme očekávat například extrémní sráţky, či extrémní sucha. Ačkoliv sráţky nebudou tolik časté, o to budou případné sráţky intenzivnější. Hrozí silnému zesilování období sucha a jeho výskyt bude častější, především v oblastech s očekávaným sníţením prŧměrných sráţek (NOAA 2019).

Pretel (2007) se domnívá, ţe dŧkladnější odhady vývoje potencionálního výskytu extrémních klimatických jevŧ, je spjato se zvýšenou nejistotou. Obzvlášť mŧţeme očekávat rŧst cyklonální aktivity a zvýšenou oscilaci počasí ve středních zeměpisných šířkách severní polokoule.

Výskyt extrémních klimatických jevŧ souvisí se sráţkovým reţimem a jeho pŧsobení na vodní reţim. Během roku se očekává sníţení úhrnu sráţek v niţších zeměpisných šířkách, zatímco ve vyšších zeměpisných šířkách se očekává zvýšení úhrnu sráţek (Pretel 2007).

Jak interpretuje Pretel (2007), intenzita teplot bude záviset na poloze, kdy rychlejší zvýšení teplot bude ve vyšších zeměpisných šířkách a nad pevninami, naopak pomalejší rŧst teplot bude v niţších zeměpisných šířkách a nad oceány. Je pochopitelné, ţe častější bude výskyt vyšších neţ niţších teplot, ale nějaké planety se mohou také ochlazovat.

NOAA Climate (2019b) konstatuje, ţe budoucí scénáře určitých regionŧ budou v dané míře pŧsobit na fyzický stav lidí a na jejich mortalitu. Ačkoliv zvyšující teploty v chladnějších oblastech s sebou přináší menší úmrtnost, jsou na místě jiná rizika, která mŧţeme očekávat.

Nevyhnutelně oteplování značně přispívá k početnějšímu výskytu a geografické rozloze infekčních nemocí, které jsou citlivé na klima (malárie, horečka dengue nebo choroby přenášené klíšťaty) a jejich počet roste. Kromě toho jsou ohroţeni obyvatelé, kteří jsou vystaveni nepříznivým podmínkám v niţších a pobřeţních oblastech, nebo se musí potýkat s méně kvalitní vodou a ovzduším.

Snaha detekovat budoucí klima, je komplikováno provozováním několika zpětnovazebních cyklŧ. Je moţné, ţe mnohdy v případě zadrţení většího mnoţství plynŧ ve spodní atmosféře, mŧţe mít vliv na oteplování, a to dlouhodobě. Některé zpětné vazby mají negativní procesy, které mohou pŧsobit proti oteplování (větší výskyt oblačnosti, rŧst příjmu CO2 v rostlinách). Oteplování oceánŧ a některých oblastí (tundra) má tendenci vypouštět další skleníkové plyny, které vyvolávají pohyb pozitivní zpětné vazby. Je potřeba, aby budoucí prognózy byly prozatímní, existuje totiţ zde nejistota o dominanci jedné ze zpětných vazeb (Petersen, Sack,Gabler, 2012, s. 218).

Byly provedeny četné pokusy simulovat proměnné, které ovlivňují klima. Obecné cirkulační modely (GCM⁴) jsou komplexní počítačové simulace zaloţené na vztazích mezi proměnnými počasí a podnebí. Některé z proměnných a vztahy mezi nimi jsou nanejvýš obtíţné modelovat nebo úplně vynechat z modelŧ. Sloţitost i uţitečnost GCM rychle rostou.

Ačkoli zlepšení GCM pokračuje, nejsou neomylná. Zdá se však, ţe tyto modely oběhu odvádějí dobrou práci při předpovídání změn podmínek v konkrétních regionech, jak se Země zahřívá nebo chladí, a přidávají nové poznatky o tom, jak některé klimatické proměnné interagují (Petersen, Sack,Gabler, 2012, s. 218).

4GCM – General circulation models (Obecné cirkulační modely). Zdroj: Petersen, Sack, Gabler (2012, s. 218).