Klimatolog: Třetina světa vysychá, Česko má s vodou specifický problém

Mezinárodní tým, složený především z českých vědců a vedený klimatologem Janem Řehořem, koncem loňského roku publikoval v časopise Environmental Research Letters studii, která ukazuje vývoj půdní vlhkosti na veškeré nezaledněné pevnině na planetě.

K výsledkům se vědci dopracovali pomocí vlastního modelu na výpočet půdní vlhkosti z dat o počasí a využití atmosférické reanalýzy, což je –⁠ v krátkosti řečeno –⁠ nástroj kombinující reálná data a počítačové modelování.

„Na některých místech jsme zjistili úbytek i o pět procentních bodů za deset let, což za 40 let znamená snížení o 20 %, a to už je opravdu velký rozdíl,“ říká Řehoř v rozhovoru pro Seznam Zprávy.

Hlavní příčinou úbytku půdní vlhkosti je podle něj změnou klimatu způsobený větší výpar, který není dostatečně kompenzován srážkami. „Na mnoha místech srážky dostatečně nerostou, nebo naopak ubývají, proto vysychá více jak 30 procent povrchu pevnin,“ upozorňuje s tím, že dlouhodobě má s vodou problém i Česko.

Výsledky jejich bádání znázorňuje následující mapa:

Mohl byste vysvětlit čtenářům, co vlastně ukazuje výsledná mapa? Co jsou ty červené oblasti?

Jsou to místa, kde se v posledních 40 letech statisticky významně snižuje půdní vlhkost. Hodnoty, které máme v mapkách, ukazují procentní změny průměrné relativní půdní vlhkosti za jednu dekádu. Na některých místech jsme zjistili úbytek i o pět procentních bodů za deset let, což za 40 let znamená snížení o 20 %, a to už je opravdu velký rozdíl.

Když jste ve výsledcích hledali ta nejsušší místa, byly to z valné většiny oblasti, které jsou pro svůj problém se suchem známé, nebo jste často naráželi i na takové, o kterých se z různých důvodů nemluví?

Některé tzv. hotspoty, které jsme sledovali, jsou opravdu těmi místy, kde se lidé dlouhodobě potýkají se suchem a je to i významně mediálně pokrýváno. To platí například o severní Číně nebo středozápadě USA. Částečně to platí i o východní Evropě a Jižní Americe.

Řekl bych, že nejméně řešené je sucho v rovníkové Africe, o které se tolik nemluví, přitom nám tam vyšel výrazný pokles půdní vlhkosti. Určitě ale můžu říct, že výsledky indikují více regionů, kde sucho prokazatelně způsobuje i socioekonomické problémy.

Jak z vaší analýzy vyšlo Česko?

Když se podíváme na roční průměry, tak na tom Česko není zdaleka nejhůř. Na pomyslném žebříčku evropských států je zhruba uprostřed. U nás je ale zrovna velmi důležitá sezonní proměnlivost.

V Česku to funguje tak, že sucho nám sílí v letní půlce roku, tedy od dubna do září. Zde nám podle našich výsledků během těch 40 let sucho významně přibývá –⁠ v období od dubna do června dokonce skoro nejvíce z celé Evropy. V zimních měsících nicméně půdní sucho nepřibývá a v některých místech se půdní vlhkost dokonce mírně zvyšuje, takže když se výsledky zprůměrují za celý rok, nevypadá to tak špatně.

Ale ve skutečnosti to špatné je?

Z hlediska dopadů bohužel ano, protože období duben až červen, kdy u nás půdní sucho přibývá nejvíce, je zároveň obdobím, kdy výrazně rostou rostliny i zemědělské plodiny.

Co je hlavní příčinou?

Obecně řečeno, tedy celosvětově, je největším viníkem vzrůstající teplota a s ní rostoucí výpar, který není dostatečně kompenzován srážkami. Ty sice celosvětově také rostou, ale ne dost na to, aby výpar kompenzovaly. I z našich výsledků jsme zjistili, že existují oblasti, kde srážek přibývá dost na to, aby kompenzovaly vyšší výpar, takže na zhruba pěti procentech povrchu dokonce půdní vlhkost roste. Ale na mnoha místech srážky dostatečně nerostou, nebo naopak ubývají, proto vysychá více jak 30 procent povrchu pevnin. Dále hrají roli různé klimatické oscilace, jako například El Niño, a globální změnou klimatu ovlivněné změny v atmosférické cirkulaci.

V mírném pásmu typicky hraje velkou roli změna charakteru zimy, což se týká i Česka. U nás se dříve akumulovalo mnohem více sněhu a ten pak roztával podstatně později, což pomohlo zvýšit množství vody v půdě i jinde v jarním a letním období.

V dnešní době v zimě o hodně častěji prší než sněží, sníh se nenaakumuluje, voda odteče a na jaře jí je málo. Zároveň se nám také prodlužuje vegetační sezona, což znamená, že rostliny začínají růst a brát vodu z půdy o dva až tři týdny dříve. To všechno se kumuluje do jara a začátku léta, kdy v Česku zároveň dlouhodobě i mírně ubývá srážek.

Dá se očekávat, že až tento článek vyjde, hodně lidí si vzpomene na nedávné povodně a bude se ptát, jak je možné, že Česko vysychá, když teď máme vody všude víc, než bychom potřebovali…

Povodně a sucho jsou ale dvě strany jedné mince. Jsou to obojí hydrologické extrémy a často se stává, že po povodních, kdy spadne hodně srážek za krátkou dobu, přijde sucho. Za povodní také větší množství srážek odteče do řek a nevsákne se. To se děje i teď.

V letním období pak sledujeme problém s tím, že máme ve střední Evropě větší množství situací s tlakovou výší, což znamená, že i když je množství srážek podobné jako dřív, padají v menším počtu dnů a zároveň častěji při bouřkách a prudkých lokálních deštích, což zvyšuje riziko bleskových povodní, ale následně i sucha.

Opravdu to není tak, že když jsou povodně, není sucho. Je to přesně naopak.

Jak dobře víme, jestli se sucho stává horším v dlouhodobějším úseku, než je vámi zkoumaných 40 let?

Naše analýza se záměrně zaměřila na krátkodobější úsek z toho důvodu, že pro něj máme podrobná data pro celý svět. Existují ale i úplně jiné typy analýz, které se naopak věnují dlouhodobým úsekům a jsou zase méně podrobné.

Například pro střední Evropu máme analýzu za posledních 2100 let, na kterém pod vedením Ulfa Büntgena spolupracovali mí kolegové z Ústavu výzkumu globální změny AV ČR. Ta pomocí izotopů z letokruhů stromů dokázala rekonstruovat index sucha od prvního století př. n. l. a bylo zjištěno, že největší sucho u nás skutečně bylo v období 2015 až 2020.

Do budoucna se dá čekat, že frekvence a intenzita sucha bude ještě růst, ale je to velmi variabilní veličina, na kterou se musíme dívat v horizontu celých dekád či ještě delším. Nedokážeme tedy říct, kdy zase přijde stejně vážné sucho, jako bylo to v letech 2015 až 2020.

Zjistit vývoj půdní vlhkosti na celé planetě zní jako náročný úkol. Použili jste k tomu nástroj zvaný atmosférické reanalýzy. Můžete stručně vysvětlit, co to je?

Jde o produkt, který kombinuje numerické modelování atmosféry a naměřená data ze stanic, satelitů a dalších zdrojů. Ten numerický model je podobný jako model pro předpověď počasí, nebo model vývoje klimatu. Každých několik hodin se do něj ale dostávají reálná data, přičemž jde o miliony hodnot z celého světa, které zpřesňují předpověď. Model je díky tomu schopen velmi přesně dopočítávat hodnoty pro místa, ze kterých máme dat málo, nebo nemáme vůbec žádná.

Reanalýzy se používají od 90. let a experimentovalo se s nimi už dříve. V té době ale byly kvůli nízké výpočetní kapacitě počítačů málo podrobné. Měly rozlišení například jen několik stovek kilometrů a byly nesrovnatelně méně podrobné ve srovnání se staničním měřením. Dnes už jsme se dostali do úrovně, kdy je rozlišení několik kilometrů, což znamená, že podrobnost je v některých místech vlastně vyšší než u staničního měření.

Jak se ale dají sehnat ta reálná data z úplně celého světa?

Reanalýzy jsou primárně produkovány dvěma pracovišti –⁠ Evropským centrem pro střednědobou předpověď počasí (ECMWF) a pak národní agenturou v USA. My využíváme evropské reanalýzy a víme, že ECMWF do nich zahrnuje staniční data ze všech států. To ale není všechno. Kromě toho jsou v těchto reanalýzách obsažena i data ze satelitů jako například teplota povrchu Země, měření oblačnosti a podobně. Dále jsou tam i radarová měření srážek, údaje z bójí v oceánech a třeba i data, která shromažďují letadla a lodě. Všechna tato data jsou dnes k dispozici a mohou být do modelu zařazena.

Máte ponětí, jaký podíl ve vaší studii, která sleduje vývoj za posledních 40 let, tvořila reálná a naopak dopočítaná data?

To se nedá přesně vyjádřit. Například v Evropě nebo Severní Americe je velká hustota stanic a hodně dat, ale samozřejmě v méně hustě obydlených a méně rozvinutých oblastech jsou mnohem méně hustá i měření. Pro tyto regiony jsou alespoň satelitní data, takže to funguje tak, že modely v reanalýze dopočítávají už jen ty hodnoty, které nejsou změřené.

Jak se z těch jednotlivých dat o teplotách, oblačnosti a tak dále, dostanete k údaji o půdní vlhkosti v daném místě?

Půdní vlhkost počítáme separátním modelem SoilClim, který nemusí fungovat jen na vstupních datech z reanalýzy, ale i na datech přímo ze stanic. Využívá ho třeba portál Intersucho, pro který SoilClim využívá interpolovaná staniční data od ČHMÚ a SHMÚ, která jsou pro Česko a Slovensko velmi kvalitní. Díky reanalýzám ale můžeme SoilClim použít globálně, a to je právě to, co jsme udělali.

Mezi hlavní vstupní data, která pro výpočet půdní vlhkosti potřebujeme, patří zejména teplota vzduchu, srážky, vítr, sluneční záření, parametry popisující vlastnosti půdy, „land cover“, tedy vegetační kryt a například i údaje o sezónním vývoji vegetace a tak dále. Model pak sám modeluje například povrchový odtok, růst kořenů rostlin, sněhovou pokrývku a tu samotnou vodní bilanci půdy.