Proč se Česko oteplovalo i proto, že jsme vyčistili vzduch

Když se řekne oteplování klimatu, většina diskuse se okamžitě stočí na oxid uhličitý. Jenže nad Evropou se během posledních čtyřiceti let odehrál ještě jeden obrovský klimatický experiment.

Vyčistili jsme vzduch.

Od 80. let dramaticky poklesly emise oxidu siřičitého, množství sulfátových aerosolů i dalšího průmyslového znečištění. Z hlediska zdraví lidí, kyselých dešťů a kvality životního prostředí to byl jednoznačný úspěch.

Jenže aerosoly měly vedle škodlivých účinků ještě jednu vlastnost: část slunečního záření odrážely zpět do vesmíru a tím povrch ochlazovaly.

Když jsme je z atmosféry odstranili, obloha se doslova „projasnila“.

A na zemský povrch začalo dopadat více sluneční energie.

Od špinavé oblohy k „brighteningu“

Evropa druhé poloviny 20. století byla podstatně znečištěnější než dnes. Uhelné elektrárny, těžký průmysl a vytápění vypouštěly obrovská množství SO₂.

V atmosféře z něj vznikaly sulfátové aerosoly, které rozptylovaly sluneční záření. V meteorologických měřeních se tento jev projevil poklesem množství sluneční energie dopadající na povrch.

Dostal název global dimming – globální stmívání.

Potom přišly odsiřovací technologie, emisní limity, modernizace průmyslu a ve střední a východní Evropě po roce 1989 také zásadní hospodářská transformace.

Koncentrace aerosolů prudce klesly.

A trend se obrátil.

Začal brightening – zesvětlování atmosféry.

Studie Yang et al. (2020) odhaduje, že mezi roky 1980 a 2018 poklesly v Evropě simulované koncentrace hlavních sledovaných aerosolových složek přibližně o 62 %.

Samotný pokles sulfátového aerosolu odpovídal podle modelu změně jeho přímého radiačního působení přibližně o +2 W/m² v evropském průměru.

Ve východní Evropě byly lokální změny ještě větší, řádově +1 až +3 W/m².

To rozhodně není klimaticky zanedbatelná hodnota.

Kolik oteplení připadá na čistší vzduch?

Tady už existují pokusy efekt přímo kvantifikovat.

Nabat et al. (2014) porovnali klimatické simulace se skutečně se měnícími aerosoly se scénářem, ve kterém by k jejich dramatickému poklesu nedošlo.

A výsledek?

„...změna aerosolů vysvětlovala přibližně 81 ± 16 % evropského brighteningu a 23 ± 5 % simulovaného oteplení povrchu Evropy mezi roky 1980 a 2012.“

Jinými slovy, v tomto experimentu připadala přibližně čtvrtina oteplení Evropy na ústup aerosolového chlazení.

A evropský průměr nemusí být pro Českou republiku tou nejzajímavější hodnotou.

Střední Evropa dostala větší dávku slunce

Glantz et al. (2022) zjistili, že ve střední a východní Evropě klesla aerosolová optická tloušťka během teplé části roku od roku 1980 téměř o 50 %.

Současně významně vzrostlo množství krátkovlnného slunečního záření dopadajícího na povrch.Podle jejich energetické analýzy mohl tento efekt v období duben–září v některých částech regionu přispět k oteplení až kolem jednoho stupně Celsia.

To není údaj „pro Českou republiku“ a nelze jej tak prezentovat. Ukazuje však, že ve střední Evropě může být aerosolový efekt podstatně významnější než evropský průměr.

A česká meteorologická data do tohoto obrazu velmi dobře zapadají.

Česko: více slunce, více anticyklon a vyšší teploty

Studie českých klimatologů Brázdil et al. (2022) analyzovala období 1961–2020.

Ve srovnání klimatických normálů 1961–1990 a 1991–2020 se zvýšil počet anticyklonálních situací, snížil počet cyklonálních situací a významně vzrostla doba slunečního svitu.

Roční průměr slunečního svitu se zvýšil přibližně z

1614 na 1687 hodin ročně.

To je více než 70 hodin slunce ročně navíc.

Nejvýraznější změny nastaly na jaře a v létě – právě tehdy, kdy má dodatečné sluneční záření největší potenciál zvyšovat teplotu povrchu a vysušovat půdu.

Autoři sami zasazují český vývoj do evropského přechodu od dimmingu k brighteningu.Současně však upozorňují na druhou důležitou změnu: atmosférickou cirkulaci.

Více anticyklonálních situací znamená obvykle méně oblačnosti, více slunce a delší období bez srážek.A zde začíná klimatický mechanismus fungovat jako řetězová reakce.

Slunce ohřívá jinak mokrou a jinak suchou krajinu

Představme si dva stejně slunečné letní dny.V jednom případě je půda dostatečně vlhká. Významná část dostupné energie se spotřebuje na vypařování vody.Ve druhém případě je půda vysušená. Vody k odpaření zbývá málo a větší část energie se přemění přímo na teplo.

Vzniká pozitivní zpětná vazba:

více slunce → vysychání půdy → menší výpar → větší ohřev povrchu → ještě větší tepelný extrém.

Proto může být změna radiačních podmínek obzvlášť důležitá právě pro letní maximální teploty.Výslednou teplotu České republiky tedy nelze rozumně chápat jako reakci na jedinou proměnnou.

A kde je v tom CO₂?

CO₂ je jedním z faktorů radiační bilance atmosféry. Jeho fyzikální absorpční vlastnosti jsou dobře známé, ale vztah mezi jeho koncentrací a výslednou teplotou klimatu je podstatně složitější než jednoduchá přímka „více ppm = o tolik stupňů více“.

Už samotný radiační účinek CO₂ není lineární.

Přibližně se popisuje logaritmickým vztahem:

ΔF ≈ 5,35 × ln(C/C₀)

viz například klasická práce Myhre et al. (1998).

To znamená, že přidání stejného počtu ppm nemá při vyšší výchozí koncentraci stejný dodatečný radiační účinek jako při koncentraci nižší.

Ještě složitější je další krok – převod radiační změny na skutečnou regionální teplotu.

Do něj vstupují mimo jiné:

• vodní pára,
• oblačnost,
• albedo,
• oceánský transport tepla,
• aerosoly,
• půdní vlhkost,
• sněhová pokrývka,
• atmosférická cirkulace,
• další skleníkové plyny,
• zpětné vazby mezi těmito mechanismy.

Proto nelze jednoduše lineárně extrapolovat historický vztah mezi koncentrací CO₂ a teplotou do budoucnosti ani z krátké regionální korelace přímo určit klimatickou citlivost na CO₂.

Stejně problematický by ale byl opačný postup – ignorovat jeho radiační účinek úplně.

Zajímavější otázka zní: jak velký díl konkrétního regionálního oteplení připadá jednotlivým mechanismům?

A právě u Evropy jsou aerosoly velmi významnou součástí této skládačky.

Čtvrtina? Třetina? V létě možná ještě více

Pro celou Evropu máme z modelového experimentu Nabat et al. hodnotu:

23 ± 5 % oteplení mezi lety 1980 a 2012 spojeného se změnou aerosolů.

Pro Českou republiku stejně kvalitní jednoznačné procento zatím nemáme.

Střední Evropa ale:

• patřila mezi oblasti s velmi vysokými původními emisemi SO₂,
• zaznamenala jejich mimořádně prudký pokles,
• vykazuje výrazný brightening,
• vykazuje růst slunečního svitu,
• a současně zaznamenala mimořádně rychlé oteplování.

Jako pracovní syntézu dostupných studií lze proto uvažovat, že řádově čtvrtina až třetina oteplení ČR od 80. let mohla souviset s poklesem aerosolového chlazení a brighteningem.

V jarních a letních měsících může být podíl vyšší.

Je však fér znovu zdůraznit: 25–35 % není dosud publikovaný kauzální odhad přímo pro Českou republiku. Je to rozumný pracovní interval odvozený z evropských a středoevropských výsledků.

Starší studie našly ještě větší efekt

Některé práce odhadují roli aerosolů dokonce výrazně výše.

Philipona et al. (2009) analyzovali rychlé oteplování pevninské Evropy od 80. let a dospěli k závěru, že výraznou část tehdejšího růstu teplot bylo možné spojit s kombinací klesající aerosolové zátěže a rostoucího dlouhovlnného radiačního působení atmosféry.

V jejich analýze byl krátkovlnný radiační příspěvek spojený s čistší atmosférou mimořádně výrazný.

Důležitým zjištěním tak je, že evropský aerosolový efekt nelze považovat za okrajovou záležitost.

A novější multimodelová studie Nabat et al. (2025) znovu potvrzuje význam historických změn aerosolů při vysvětlování evropského letního klimatu.

Paradox, který vlastně není paradoxem

V čisté podobě lze paradox formulovat „Čím čistší vzduch, tím více sluneční energie dopadne na zem.“

Fyzikálně na tom není nic záhadného. Špinavý vzduch Evropu částečně chladil.

Nevýhodou byly miliony lidí vystavených škodlivému znečištění, kyselé deště, poškozené lesy a ekosystémy.

Tedy jeho odstranění bylo jistě správné a zdravotně mimořádně prospěšné. Vedlejším fyzikálním důsledkem však bylo odstranění části aerosolového „slunečníku“.

Výsledkem je, že evropské oteplování po roce 1980 obsahuje pravděpodobně také významnou složku, která vznikla jednoduše tím, že atmosféra začala znovu propouštět více slunečního světla k povrchu.

A právě zde se objevuje zajímavá otázka budoucnosti

Pokles aerosolů má jednu vlastnost, kterou například rostoucí koncentrace dlouhověkých skleníkových plynů nemají – nemůže pokračovat stejným tempem donekonečna.

Evropské emise síry už byly oproti 70. a 80. létům drasticky sníženy.

Nemůžeme z atmosféry každých dalších třicet let odstranit dalších 60 % původního množství, pokud už tam většina původního znečištění není.

To vede k empiricky testovatelné hypotéze:

Pokud významná část mimořádně rychlého oteplování střední Evropy od poloviny 80. let vznikla odstraněním aerosolového chlazení, pak by se po vyčerpání největší části brighteningu měla tato složka oteplovacího trendu postupně zmenšovat.

To samo o sobě neříká, že se české klima začne ochlazovat.

Říká to něco jiného a vědecky zajímavějšího „Tempo oteplování posledních čtyřiceti let nemusí být jednoduše lineárně extrapolovatelné do dalších čtyřiceti let“.

Protože se mění nejen koncentrace skleníkových plynů, ale také aerosoly, oblačnost, cirkulace atmosféry, vlhkost půdy, stav vegetace a další části energetické bilance.

Klima nemá jeden knoflík

Možná největší problém veřejné debaty spočívá v představě, že někde existuje jeden regulátor globálního termostatu.

Ve skutečnosti máme systém několika současně působících mechanismů:

• CO₂ a další skleníkové plyny (zejména vodní pára) mění dlouhovlnnou radiační bilanci.
• Aerosoly mění množství sluneční energie pronikající atmosférou.
• Oblačnost ovlivňuje krátkovlnné i dlouhovlnné záření.
• Atmosférická cirkulace rozhoduje, odkud k nám přichází vzduch a kolik máme oblačnosti.
• Půdní vlhkost určuje, zda se sluneční energie spotřebuje na výpar, nebo přímo na ohřev.
• Oceán ukládá a přerozděluje obrovská množství tepla.

Výsledná teplota je produktem jejich společného působení.

A právě proto je příběh evropského brighteningu tak zajímavý.

Ukazuje, že jednu z největších klimatických změn posledních desetiletí jsme způsobili paradoxně tím, že jsme úspěšně odstranili jiný environmentální problém.