Ledová doba je vyloučena ,,s astronomickou
přesností"
Jan Hollan
18. prosince 2000
Četl jsem mockrát, že začátek velkých změn klimatu je řízen změnami oslunění
různých zeměpisných šířek vlivem změn geometrie pohybu Země (Milankovi´cova
teorie, viz www.mpae.gwdg.de/EGS/egs info/milankovic.htm).
Také se často setkávám se starým nedorozuměním, že když je tu holocén už
deset tisíc let, měl by brzo skončit, neb minulý interglaciál (ani předešlá teplá
období) tak dlouho netrval.
Jestliže je ale řídícím faktorem změna insolace, nejsme odkázáni na (zavádějící)
hádání, že současná poledová doba bude podobná předcházejícím, ale
můžeme se spolehnout na astronomické předpovědi budoucího oslunění. Ty
říkají jasně, že současné teplé období bude trvat alespoň tak dlouho jako
předcházející ledová doba! To platí zcela jistě i bez antropogenního zesílení
skleníkového jevu.
Příštích sto tisíc let bude trajektorie Země takřka kruhová a žádná období,
kdy by v šířkách kolem severního polárního kruhu byla v letním období krajina
málo osluněna, nemohou proto nastat. Studená tisíciletí se vyskytují jen
tehdy, když Země prochází odsluním (apoheliem, nejvzdálenějším bodem své
orbity kolem Slunce) během nejteplejších severních měsíců, a když je navíc
toto odsluní skutečně daleko. Poslední podmínka je splněna jen v dobách,
když má zemská orbita velkou výstřednost. Hodně velké výstřednosti dosáhne
oběžná trajektorie Zem až za více než půl miliónu let a zalednění proto do té
doby nehrozí.
1
top: mid-July mean insolation of 65N latitude / W.m-2, bottom: GRIP O18 data 
-39
-6 -33
-3
0 420
480
temperature - that in 1990 / K (middle, Vostok data)
3

6912151821¤24¤
Age / 10 ka
Nyní si znázorněme souvislost mezi osluněním a globálními teplotami. Abychom
to mohli udělat, potřebujeme data z http://www.ngdc.noaa.gov/paleo. Obrázek
z nich zhotovený ukazuje tři křivky. Horní udává průměrné oslunění
severní zeměpisné šířky 65 stupňů (watty na čtvereční metr vodorovné atmosféry)
uprostřed července. Jak vidno, oslunění kolísá mezi 390 a 490 W/m2
(data jsou převzata z [1]).
Střední křivka ukazuje dobře globální teploty. Přesněji, zčásti opomíjí severní
polokouli, neboť data jsou z ledového jádra z vrtu na antarktické stanici
Vostok [2].
Spodní křivka je z grónského vrtu GRIP; nejsou udány samotné teploty, ale
jen relativní obsahy izotopu kyslíku O18. Ty jsou indikátorem převažujících
teplot v severním Atlantiku. Je nápadné, že se v této oblasti objevovalo mnoho
rychlých změn; ty byly téměř jistě způsobeny různými stavy oceánského proudění
v Atlantiku (obvyklý stav je teplý proud k severu). Nicméně vyhlazená
křivka by byla docela podobná křivce uprostřed, tj. dlouhodobé změny teplot
jsou skutečně celosvětové.
2
Temperature and concentrations / 1 ppmv last 160 ka
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1 temperature departures
0
1
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
CH4
180
200
220
240
260
280
300
CO2
160 140 120 100 80 60 40 20 today
Thousands of years before present
Souvislost oslunění severních šířek
a globálních teplot je skutečně
nápadná. Jak je taková
shoda možná? Odpověď je dána
trendy v zaledňování. Teplá severská
léta vedou k úbytku ledového
příkrovu, kdežto během chladných
letních období (a teplejších zim
s většími srážkami) souvislá sněhová
pokrývka roste. To ovlivňuje
nejen albedo Země (více sněhu znamená,
že sluneční záření se nepohltí,
ale odchází nevyužito do
vesmíru), ale nějak i obsah metanu
v ovzduší. Mnoho metanu
je obsaženo v hydrátech v permafrostu
a na mořském dně ve vysokých
severních šířkách, oteplování
jej může uvolnit do vzduchu.
Velké teplotní změny jsou změnou
oslunění jen spouštěny, jejich velký
rozsah je nicméně možný jen vlivem
velké změny v obsahu skleníkových
plynů v atmosféře. Údaje
o metanu jsou z [4], o CO2 z [5].
Nyní k budoucnosti. Abych zjistil oslunění severní 65. rovnoběžky, použil jsem
program insola z [6]. Výsledek je v následujícím obrázku.
Mean insolation of 65N latitude during one month after the summer solstice
45
48
51
irradiance / 10 W.m-2
-2
 
-1 0 1 2
 
3 4¤ 5 6

time / 100 ka
3
Můžete si všimnout, že hodnoty pro minulých 260 tisíc let jsou trochu vyšší
než v prvním obrázku. To je dáno hlavně trochu jinou částí léta, pro kterou
data platí (a zčásti i jinou ,,sluneční konstantou", použil jsem 1366,3 W/m2).
Hlavní výsledek je, že oslunění rozhodujících severních šířek uprostřed léta
neklesne tak nízko jako na počátku minulé doby ledové (před 111 ka) ještě
0,6 Ma. Vůbec první výrazný pokles letního oslunění nastane asi za 130 tisíc
let, ale nebude zdaleka tak hluboký jako ty, které nastartovaly dvě poslední
ledové doby. Můžeme tak říci, že neexistuje žádná představitelná příčina nového
zalednění alespoň pro oněch 130 ka. Dosti pravděpodobně nemůže dokonce
nová doba ledová začít dříve než za 620 tisíc let ode dneška.
Obávat se, že se k nám znovu přiblíží ledový příkrov je věru legrační starost.
Mnohem více bychom se měli mít na pozoru před překotným skleníkovým
jevem, který by naši Zemi mohl změnit v druhou Venuši ještě před oním
půlmiliónem let!
Reference
[1] Berger, A., 1992, Orbital Variations and Insolation Database. IGBP
PAGES/World Data Center-A for Paleoclimatology Data Contribution
Series # 92-007. NOAA/NGDC Paleoclimatology Program, Boulder
CO, USA. See ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/paleo/insolation, soubor orbit91.
[2] Mnoho autorů, hlavně J. Jouzel et al.; soubor s vysvětlivkami a daty je
ftp.ngdc.noaa.gov/paleo/icecore/antarctica/vostok/vostok deld.txt
[3] GRIP Ice Coring Effort, viz soubor gripinfo.htm v adresáři
http://www.ngdc.noaa.gov/paleo/icecore/greenland/summit/document/
Data pro O18, udávající minulé teploty, jsou v souboru gripd18o.txt
v adresáři
ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/paleo/icecore/greenland/summit/grip/isotopes/.
První uvedená (nejnovější) práce o nich je
Johnsen, S.J., H.B. Clausen, W. Dansgaard, N.S. Gundestrup, C.U.
Hammer, U. Andersen, K.K. Andersen, C.S. Hvidberg, D. Dahl-Jensen,
J.P. Steffensen, H. Shoji, A.E. Sveinbjörnsdóttir, J.W.C. White, J.
Jouzel, and D. Fisher. 1997. The d18O record along the Greenland Ice
Core Pproject deep ice core and the problem of possible Eemian climatic
instability. Journal of Geophysical Research 102:26397-26410.
4
[4] Chappellaz et al, Nature 345, 127-131 (1990). Data ze souboru
ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/paleo/icecore/antarctica/vostok/ch4.txt
[5] Barnola et al,Nature, 329, 408-414 (1987). Data ze souboru
ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/paleo/icecore/antarctica/vostok/co2.txt
[6] ftp://ftp.bdl.fr/pub/ephem/sun/la93. Citace tam uvedená zní:
Laskar, J., Joutel, F., Boudin, F.: 1993, Orbital, precessional and
insolation quantities for the Earth from -20 Myr to + 10Myr Astron.
Astrophys. 270, 522
Jan Hollan, tel. +420 (5) 43 23 90 96
Hvězdárna a planetárium M. Koperníka 41 32 12 87
Kraví hora 2 http://astro.sci.muni.cz/pub/hollan
616 00 Brno e-mail hollan@ped.muni.cz
5