(hypertextový dokument http://www.czechglobe.cz/gz/extremy.htm)
Jistě o takové okamžiky, kdy panuje počasí vyskytující se jen velmi zřídka, ohromně se lišící od běžnějších situací, tedy počasí extrémní. Mezi takové extrémní stavy počasí, čili extrémní povětrnostní jevy patří průtrže mračen (velmi silné srážky v bouřkách), silné vichřice až orkány, tornáda, sněhové vánice, krupobití, požáry, vesměs jevy velmi nápadné, dramatické, nebezpečné. Že jde o věc výjimečnou, extrémní, každý pozná. Ale extrémním povětrnostním jevem je i nebývale vysoká teplota kdykoliv v průběhu dne – v jeho nejteplejší části odpoledne (extrémní denní teplotní maximum) či v jeho nejchladnější části v noci (když teplota ani zdaleka nepoklesne na běžnou úroveň). U teploty může jít samozřejmě i o extrémy opačné, tedy dosažení nebývale nízkých hodnot.
Pokud označíme nějaký jev za extrémní, hodnotíme jej z hlediska četnosti stavů počasí v daném místě a období, například ročním – extrémní jev se vyskytuje jen „v malém procentu“ případů. Je to tedy hodnocení statistické. A statistický popis stavů počasí, to je to, co v nejužším smyslu označujeme jako klima. Extrémní stavy počasí jsou tedy jevy klimaticky extrémní. Za klimaticky extrémní nepochybně označíme jevy takové, které se vyskytují jen v jednom procentu případů, což lze vědecky vyjádřit také tak, že jejich hodnota je nižší než první percentil pro danou veličinu nebo je vyšší než percentil 99. Nebo můžeme za extrémní brát několikrát větší části obou konců četnosti výskytu dané veličiny, např. vše pod percentilem 5 a nad 95. Někdy se užívají i percentily 10 a 90. Oba extrémy mají jasný smysl u teplot; u rychlosti větru ale zpravidla jen ta mez horní (i když tam na Zemi, kde „fouká pořád“ je možné za extrém považovat i vzácné bezvětří).
Jiné extrémy ale nemají povahu jen chvilkovou, jde o úhrn dějů za nějaké období. Závažnost dešťových srážek bývá dána ne jejich okamžitou intenzitou, ale úhrnem za deset minut, hodinu, den, měsíc, rok. Velikost úhrnu už není jevem povětrnostním, ale klimatickým. Jak popisovala Třetí hodnotící zpráva IPCC:
Extrémní povětrnostní událost je taková, která je v daném místě a roční době vzácná, vztaženo k referenčnímu statistickému rozdělení. Definice toho, co je „vzácné“ se mohou lišit, ale běžně se za extrémní povětrnostní jev považuje takový, který je tak vzácný nebo vzácnější jako 10. nebo 90. percentil. Parametry toho, co se označuje za extrémní počasí, se tak mohou v různých lokalitách dosti lišit. Extrémní klimatický jev je takovým průměrem povětrnostních jevů za nějaké období, který je sám extrémní (např. srážkový úhrn).
Ještě významnějším údajem může být úhrn po odečtení množství srážkové vody, které se uskladnilo v půdě, teprve takovým rozdílem je dán rychlý odtok vody směrem k níže položeným oblastem, který může na svažitých územích znamenat povodeň (příval vody) a dále na rovinách záplavu (hladina stěží proudící vody stoupne do nebývalé výše). Záplavy a povodně už ovšem nejsou jevy meteorologické, ale hydrologické.
I ty lze ale, podobně jako sucha, zahrnout mezi klimatické jevy. V širokém slova smyslu totiž platí, že klima je stav a statistický popise celého klimatického systému. A klimatický systém zahrnuje atmosféru, hydrosféru, kryosféru, povrch země a biosféry, a také vzájemné vztahy mezi nimi. Extrémní klimatický jev se samozřejmě může týkat ovzduší, např. když je integrál teplot či srážek za den, měsíc či rok nebývale vysoký nebo nízký. Může se týkat i půdy, která obsahuje nebývale málo nebo mnoho vody – což souvisí jak s minulými teplotami, tak i srážkami. Či velkých lesních porostů, které vlivem nebývalého sucha a vysokých teplot podlehnou požárům nebo kůrovcům, stejně jako požárů rašelinišť. Mořského pobřeží, které je zaplaveno mořskou vodou, kterou tam nahnal hurikán. Proměny moře v jedovatou červenou polévku, když se v něm za nebývale vysokých teplot rozmnoží řasy. Nebo stavu, když je v teplejším moři (možná i vlivem zvýšení jeho acidity, která je v průměru již o třetinu vyšší než kdysi, a úbytku kyslíku) nahrazen jiný život množstvím medúz.1
Klimaticky extrémní jevy se tedy týkají jak extrémů počasí, tak i extrémů klimatu v obecném smyslu. Jejich extremitu posuzujeme z hlediska dřívějších četností, přičemž záleží na tom, zdali jako referenční období bereme celá staletí, jen 20. století, několik vybraných desetiletí během něj, nebo třeba jen posledních deset let, tedy období, které máme nejlépe v paměti. Zima, která nám připadá extrémně chladná a se spoustou sněhu, jako byla u nás ta 2005/6, by před půl stoletím moc zvláštní nebyla. Zato ta další, 2006/7 by tehdy všechny velmi překvapila.
Dr. Gavin Schmidt komentoval 17. února 2011 na vědeckém blogu realclimate.org práce, které zkoumaly, nakolik je nárůst velkých srážek způsoben zvýšením koncentrace skleníkových plynů.
První z nich modelovala povodně v Anglii a Walesu 2000 (nejmokřejší podzim za dobu měření, pojištěné škody přes miliardu liber). Tisíce spočítaných možných vývojů srážek, odtoku a průtoků pro přírodní složení ovzduší a pro to dnešní s vyššími teplotami ukázaly, že se pravděpodobnost takové katastrofy zvýšila snad až dvojnásobně.
Druhá zjišťovala, zdali nárůst nejsilnějších srážek (7 % za 50 let na 2/3 severních pevnin) odpovídá změně složení ovzduší. Ukázalo se, že ano, že jen ta je podstatná. To nepřekvapuje, ale pro silné srážky jde o první studii tzv. atribuční, která spolehlivě identifikuje příčinu změny. Velkých srážek bohužel přibývá rychleji, než vychází z modelů, což je varováním pro budoucnost.
Extrémně silné srážky, povodně, záplavy a na druhé straně vlny horka, někde dusné, jinde spojené s extrémními suchy, vesměs jevy, kterých přibývá a přibývat bude, to jsou události, které představují největší nárůst místního ohrožení. Jak to s nimi bude v budoucnu, a na co je tedy potřeba se adaptovat, zatím nevíme moc detailně, neb jde často o jevy lokální, krátkodobé, což je věc, kterou není snadné modelovat. Podrobněji o tom článek What we do not know in terms of adaptation též z realclimate.
Pěkný nedávný přehled, jak pohlížet na extrémní jevy, vydal Pew Center v červnu 2011. V něm je i ilustrace upravená ze Třetí hodnotící zprávy IPCC. Ta ukazuje, jaký vliv má změna střední hodnoty a zvětšení šířky rozdělení (podobný graf platí nejen pro teploty, ale i pro srážky aj.) – lehounce ubude extrémů na dolním okraji rozdělení, zato jich na horním bude mnohem více, a také větších než kdykoliv v historii:
Odkazy:
1. Purcell, J. Jellyfish and Climate Change: Increased Invasion and Affects on Foodwebs. Annual Review of Marine Science 4, 110301100421037 (2011).
NOAA National Climatic Data Center, State of the Climate: Global Hazards for January 2006, published online February 2006, retrieved on October 26, 2011 from http://lwf.ncdc.noaa.gov/sotc/hazards/2006/1.
Jan Hollan, pracovník Centra výzkumu globální změny AV ČR, v.v.i.
(druhá část už 12. října 2011 kvůli tehdejší verzi Newsletteru, první rozpracována pak 27. října, dále se text bude měnit do podoby článku reflektujícího nové poznatky nezahrnuté do SREX...)