Kmeny starých borovic vypovídají o klimatických změnách

Jan Esper: „Zjistili jsme, že odhady historických teplot pro dobu římskou a středověk byly příliš nízké. Tyto závěry jsou důležité také z hlediska klimatické strategie (climate policy), protože budou ovlivňovat způsob, jak v kontextu minulých teplých období nahlížíme na současné klimatické změny.

V jedné z několika specializovaných odnoží známého vědeckého časopisu Nature, v Nature Climate Change, se objevila nová, prý doposud nejpřesnější rekonstrukce průběhu teploty za posledních 2 000 let. Nelze říci, že se jedná o analýzu globální teploty, protože autoři vycházeli z měření letokruhů borovic lesních (Pinus sylvestris) z území finského Laponska, z oblastí se zeměpisnou šířkou nad 65°. Borovice lesní (sosny) se dožívají maximálně tří set nebo zcela výjimečně téměř čtyř set let, proto základním materiálem pro rekonstrukci teploty v tak dlouhém časovém intervalu byly kmeny dávných stromů, jež se ve velmi dobrém stavu zachovaly potopené na dně jezer, nebo byly už polo-fosilizované nalezeny na březích. Vědci z prastarých polozkamenělých i současných živých jehličnanů získali 587 profilů letokruhů umožňujících s vysokým rozlišením měřit hustotu letního (pozdního) dřeva, které přibývá na vrcholu vegetačního období a je hustější a o něco tmavší, než takzvané časné dřevo odpovídající jarnímu růstu. Rozdíly ve vlastnostech tak umožňují v každém letokruhu živých i v anaerobním prostředí fosilizovaných kmenů identifikovat tu tenkou vrstvičku pletiva, která odráží, jaké v daném roku bylo léto. Ukázalo se, že zejména u borovic z lokalit s vysokou zeměpisnou šířkou je metoda měření hustoty pozdního dřeva pro paleoklimatické rekonstrukce sice náročnější, ale i daleko přednější, než pouhé zjišťování šířky jednotlivých letokruhů.

I když dřevo není teploměrem a stromy nabízejí jenom nepřímé, takzvané proxy údaje, dvanáctičlenný německo-švýcařsko-finsko-skotský tým vedený Janem Esperem z mohučské Univerzity Johanna Gutenberga předvedl ukázkově precizní výkon. Důkazem je dobrá korelace pro období 1876 až 2006, kdy pro Laponsko jsou k dispozici i přímá meteorologická měření. Když z nich vědci vybrali jen každoroční průměrné hodnoty pro čtvrtletí červen, červenec a srpen a výsledný graf porovnali s grafem hustoty pozdního dřeva za zmíněných 130 let, dostali velmi podobné křivky. I když ta „dřevěná“ výkyvy měřených hodnot teploty kopíruje, přece jen je o poznání vyhlazenější, a tedy extrémy potlačuje (obr. vlevo). To lze samozřejmě předpokládat i směrem do minulosti, tedy že jednotlivá léta mohla být teplotně extrémnější, než naznačují staré kmeny. Přesto získaná proxy data jasně vypovídají o mnoholetých anomáliích, výrazných výkyvech i dlouhodobém trendu. Lineární regrese přes více než dvoutisícileté období – od roku 138 před n. l. až po rok 1900 našeho letopočtu – odhaluje postupné ochlazování o 0,3 °C za tisíciletí, které vědci připisují hlavně změnám míry insolace, tedy slunečního ozáření povrchu v důsledku změn polohy Země vůči Slunci (dané precesí rotační osy i změnou excentricity oběžné dráhy – tedy Milankovičovým cyklem). Tento mírný, ale vytrvalý pokles se projevuje jako dlouhodobý trend na pozadí kratších a dynamičtějších výkyvů. Ty jasně dokazují to, co naznačují i historické záznamy – že změny teploty v rámci několika desetiletí nebyly zanedbatelné, a jak na přelomu letopočtů, kdy v době antiky Římané dobývali Evropu a podmanili si i velkou část Britských ostrovů, tak o tisíc let později, v období takzvaného středověkého klimatického optima, bylo minimálně v severní části Evropy, ale pravděpodobně i na celé severní polokouli tepleji, než je nyní (měření končí v roce 2006).
Autoři už v abstraktu poukazují, že dlouhodobé ochlazování se ve výsledcích jiných současných výzkumů, také založených na nepřímých (proxy) datech z letokruhů, nenachází:

„…Předkládáme důkazy založené na údajích o maximální hustotě pozdního dřeva z oblasti severní Skandinávie, které naznačují, že tento ochlazovací trend byl silnější (-0,31 °C za tisíciletí) než se doposud uvádělo a prokazujeme, že tento jev v publikovaných proxy-datech získaných z letokruhů chybí. Dlouhodobý trend, jenž byl nyní odhalen v hodnotách maximální hustoty pozdního dřeva, je ve shodě s globálními klimatickými modely zohledňujícími atmosférickou i oceánskou cirkulaci, které poukazují na albedem řízený zpětný mechanizmus a přesvědčivé letní ochlazování v boreálních a arktických zeměpisných šířkách za poslední dva tisíce let. Tyto výsledky spolu s důsledky orbitálních změn, jež v publikovaných dendrologických záznamech chybí, naznačují, že rozsáhlé rekonstrukce teploty přízemní vrstvy atmosféry, opírající se o údaje získané z letokruhů stromů, pravděpodobně podcenily předindustriální teploty včetně teploty v průběhu středověkého i římského období.“

Co vlastně autoři naznačují? Že výsledky mnohých současných výzkumů sice poskytují podobný obraz teplotních změn za stejně dlouhá období, a dokonce rámcově souhlasí i s jejím grafem v případě, že ho natočíte  proti směru hodinových ručiček tak, aby se červená přímka dlouhodobého trendu (na obrázku vpravo) dostala do horizontální polohy, čímž se zmíněný tisíciletý, studií odhalený pokles odstraní. Tím se vzhledem na současnost sníží maxima dávných teplých období. To pak umožňuje zpochybňovat i dobovými dokumenty dokladovaný fakt, že v dobách historických bylo tepleji, než je dnes. Výsledný graf také vypovídá o tom, že na počátku letopočtu, po teplé periodě vrcholící v době římské, dochází v průběhu necelých asi tři sta let k poklesu průměrné letní teploty o téměř 2 °C. Tato změna mohla být jednou z motivací velkého stěhování národů, kdy se kmeny „barbarů“ přesouvaly hlavně západním a jižním směrem.

Jakou měrou do klimatu fušují Milankovičovy cykly? Zásadní, ale jenom z dlouhodobého hlediska. Jde o jakýsi nosný signál, na který se pak nabalují další variace s kratší periodou, jejichž příčinu musíme hledat jinde – v kombinaci sluneční aktivity, atmosférických a oceánských cirkulací, vulkanické činnosti,… Pohled na grafy letní insolace severních oblastí okolo 65. stupně severní zeměpisné šířky (obr. vlevo), které byly vypočteny z parametrů vzájemné polohy Země – Slunce, nás lehce přesvědčí, že v nich vysvětlení teplého „římského“ období nebo středověkého optima nenalezneme.

Zdroj