Klimatologie

Šablona:Infobox vědní obor ```

``` Klimatologie (z řeckých slov klima, sklon, a -logia, studium) je vědní obor, který se zabývá studiem klimatu, vědecky definovaného jako průměrné povětrnostní podmínky za delší časové období. Jedná se o odvětví věd o Zemi a geografie, které zahrnuje studium atmosféry, hydrosféry, kryosféry, litosféry a biosféry a jejich vzájemných interakcí, které utvářejí klimatický systém. Klimatologie se zásadně liší od meteorologie, která se zaměřuje na krátkodobé povětrnostní jevy a jejich předpověď v řádu hodin až dnů. Klimatologie naopak zkoumá dlouhodobé trendy, průměry, variability a extrémy v časovém měřítku od měsíců po miliony let. ```

```

⏳ Historie oboru

Počátky zájmu o klima lze vysledovat až do starověkého Řecka, kde se myslitelé jako Hippokratés a Aristotelés zabývali vlivem podnebí na lidské zdraví a společnost. Samotný termín "klima" pochází z řeckého slova pro "sklon", což odkazovalo na sklon dopadu slunečních paprsků v různých zeměpisných šířkách.

Moderní klimatologie se začala formovat s vynálezem vědeckých přístrojů v 17. a 18. století, jako byl teploměr a barometr, které umožnily systematické měření a záznam meteorologických dat. V 19. století se objevily první klimatické mapy a začaly se formovat teorie o globální cirkulaci atmosféry. Klíčovou postavou byl Louis Agassiz, který v roce 1837 představil teorii o minulých dobách ledových, čímž položil základy paleoklimatologie.

Na přelomu 19. a 20. století vytvořil německo-ruský vědec Wladimir Köppen svůj systém klasifikace klimatu, který se s úpravami používá dodnes. Srbský geofyzik Milutin Milanković ve 20. letech 20. století formuloval teorii, která spojuje dlouhodobé klimatické cykly (střídání dob ledových a meziledových) se změnami v oběžné dráze Země kolem Slunce (Milankovičovy cykly).

Od druhé poloviny 20. století zažívá klimatologie revoluci díky rozvoji počítačů, které umožňují tvorbu složitých klimatických modelů, a díky satelitnímu pozorování, které poskytuje bezprecedentní množství dat o celém klimatickém systému Země. V posledních desetiletích se hlavní pozornost oboru soustředí na studium antropogenní (člověkem způsobené) klimatické změny. ```

```

🔬 Metody a disciplíny

Klimatologie je vysoce interdisciplinární obor, který využívá poznatky a metody z mnoha dalších věd. Dělí se na několik hlavních subdisciplín:

Paleoklimatologie: Zabývá se rekonstrukcí klimatu v geologické minulosti. K tomu využívá tzv. "proxy data", což jsou nepřímé ukazatele minulého klimatu, jako jsou letokruhy stromů, ledovcová jádra z Antarktidy a Grónska, sedimenty z jezer a oceánů, pylová zrna nebo korály.

Fyzikální klimatologie: Zkoumá fyzikální procesy, které utvářejí klima. Soustředí se na energetickou bilanci Země, tedy na toky slunečního a zemského záření, a na přenosy tepla a vlhkosti v atmosféře a oceánech. Klíčovým konceptem je zde skleníkový efekt.

Dynamická klimatologie: Studuje pohyby v atmosféře a oceánech (atmosférická cirkulace, oceánské proudění), které jsou zodpovědné za transport energie po celé planetě. Využívá složité matematické rovnice a superpočítačové modely k simulaci chování klimatického systému.

Bioklimatologie: Zkoumá vzájemné vztahy mezi klimatem a živými organismy, včetně vlivu klimatu na zemědělství, lesnictví a lidské zdraví.

Aplikovaná klimatologie: Využívá klimatologické poznatky pro praktické účely v různých sektorech, jako je vodní hospodářství, energetika, urbanismus nebo pojišťovnictví.

```

🌍 Klimatický systém Země

Klima je výsledkem komplexních interakcí mezi pěti hlavními složkami klimatického systému:

Atmosféra: Plynný obal Země, kde se odehrává počasí. Její složení (zejména koncentrace skleníkových plynů) a cirkulace jsou klíčové pro rozložení teploty na planetě.
Hydrosféra: Veškerá voda na Zemi, včetně oceánů, moří, jezer, řek a podzemní vody. Oceány hrají obrovskou roli jako zásobárna tepla a hybatel jeho globálního přenosu prostřednictvím proudů (např. Golfský proud).
Kryosféra: Veškerý led a sníh na Zemi, včetně pevninských ledovců, mořského ledu, permafrostu a sněhové pokrývky. Led má vysoké albedo (odrazivost), takže odráží velké množství slunečního záření zpět do vesmíru a tím planetu ochlazuje.
Litosféra: Pevný zemský povrch, včetně kontinentů a oceánského dna. Tvar a rozmístění kontinentů ovlivňuje oceánské a atmosférické proudění. Sopečná činnost může uvolňovat do atmosféry plyny a prach, které ovlivňují klima.
Biosféra: Všechny živé organismy na Zemi. Vegetace ovlivňuje albedo povrchu, výpar vody a cyklus uhlíku.

Tyto složky jsou neustále v interakci a vyměňují si energii a hmotu. Hlavním motorem celého systému je Slunce, jehož energie dopadá na Zemi. ```

```

📊 Klimatické klasifikace

Pro lepší orientaci a srovnání různých podnebných oblastí světa byly vyvinuty systémy klimatické klasifikace. Jejich cílem je rozdělit zemský povrch do zón s podobnými klimatickými charakteristikami.

Nejrozšířenějším a nejznámějším systémem je Köppenova klasifikace klimatu, kterou na začátku 20. století vytvořil Wladimir Köppen. Tento systém je založen na ročních a měsíčních průměrech teploty vzduchu a srážek a jejich sezónním rozložení. Spojuje klimatické zóny s přirozeným výskytem vegetace.

Základní kategorie Köppenovy klasifikace jsou:

A: Tropické podnebí: Vysoké teploty po celý rok, bez zimy. Dělí se dále podle rozložení srážek (deštný prales, monzunové, savanové).
B: Suché podnebí: Výpar převyšuje srážky. Dělí se na pouštní a stepní klima.
C: Mírné podnebí: Teplá léta a mírné zimy, jasně vymezená roční období. Zahrnuje např. středomořské, vlhké subtropické a oceánské klima. V této zóně leží i velká část Evropy včetně Česka.
D: Kontinentální (pevninské) podnebí: Teplá až horká léta a velmi studené zimy. Typické pro vnitrozemí velkých kontinentů na severní polokouli.
E: Polární (studené) podnebí: Extrémně studené, bez skutečného léta. Dělí se na tundrové klima a klima věčného mrazu (ledové čepice).

Existují i další klasifikační systémy, například Thornthwaiteova, která klade větší důraz na evapotranspiraci (výpar z půdy a rostlin), nebo Alisovova, založená na převládajících vzduchových hmotách. ```

```

🌡️ Klimatická změna

Jedním z ústředních témat moderní klimatologie je klimatická změna. Klimatický systém Země se přirozeně měnil vždy, například v cyklech dob ledových a meziledových. Současná změna klimatu, často označovaná jako globální oteplování, je však podle drtivé většiny vědecké komunity způsobena především lidskou činností.

Hlavní příčinou je uvolňování obrovského množství skleníkových plynů (zejména oxidu uhličitého (CO₂), methanu a oxidu dusného) do atmosféry od počátku průmyslové revoluce v 18. století. Tyto plyny vznikají spalováním fosilních paliv (uhlí, ropa, zemní plyn), odlesňováním a průmyslovým zemědělstvím.

Zesílený skleníkový efekt vede k prokazatelnému nárůstu průměrné globální teploty. Důsledky zahrnují:

Tání pevninských i mořských ledovců.
Zvyšování hladiny světového oceánu.
Častější a intenzivnější výskyt extrémních projevů počasí (vlny veder, sucha, přívalové deště, silnější hurikány).
Okyselování oceánů v důsledku pohlcování CO₂.
Změny v ekosystémech a ohrožení biodiverzity.

Výzkumem klimatické změny se intenzivně zabývá Mezivládní panel pro změnu klimatu (IPCC), který shrnuje vědecké poznatky pro politické představitele a veřejnost. ```

```

🆚 Rozdíl mezi klimatem a počasím

V běžné řeči se pojmy klima a počasí často zaměňují, ale v klimatologii mají přesně definovaný a odlišný význam.

Počasí popisuje okamžitý stav atmosféry na daném místě. Zahrnuje jevy jako teplota, vlhkost vzduchu, srážky, vítr nebo oblačnost v krátkém časovém horizontu (minuty, hodiny, dny). Počasí je to, co zažíváme každý den. Je často chaotické a obtížně předvídatelné na více než několik dní dopředu.

Klima je naopak dlouhodobý průměr počasí, obvykle za období 30 let (podle definice Světové meteorologické organizace). Klima zahrnuje nejen průměrné hodnoty, ale také statistiky o variabilitě a extrémních jevech (např. jak často se vyskytují vlny veder, jaké je riziko povodní atd.).

Známá analogie říká: "Počasí je to, jakou máš zrovna náladu, zatímco klima je tvoje osobnost." Jinými slovy, jeden mimořádně chladný den (počasí) nevyvrací trend globálního oteplování (klima). ```

```

💡 Klimatologie pro laiky

Představit si složitý klimatický systém může být náročné. Zde jsou dvě jednoduché analogie, které pomáhají pochopit základní principy:

Šatník a oblečení

Počasí je to, jaké oblečení si vezmete na sebe dnes ráno. Rozhodujete se podle aktuální teploty, jestli prší nebo svítí slunce. Může to být tričko, svetr nebo zimní bunda.
Klima je celý obsah vašeho šatníku. Pokud žijete v Praze, váš šatník bude obsahovat oblečení do všech čtyř ročních období – od plavek po zimní kabát. Pokud žijete v Káhiře, váš šatník bude obsahovat převážně lehké letní oblečení a zimní bundu tam pravděpodobně nenajdete. Klima tedy určuje, jaký typ oblečení (počasí) můžete v dané oblasti dlouhodobě očekávat.

Skleník v zahradě

Tato analogie vysvětluje skleníkový efekt:

Slunce posílá na Zemi energii ve formě světla. Část této energie zemský povrch pohltí a zahřeje se.
Zahřátý povrch pak vyzařuje teplo (infračervené záření) zpět do vesmíru.
Některé plyny v atmosféře (skleníkové plyny jako CO₂) fungují jako sklo ve skleníku: propouštějí sluneční světlo dovnitř, ale brání části tepla uniknout ven.
Tento přirozený skleníkový efekt je pro život na Zemi klíčový – bez něj by byla průměrná teplota hluboko pod bodem mrazu.
Problém nastává, když lidé do atmosféry přidávají velké množství skleníkových plynů navíc. Je to, jako bychom na skleník přidávali další a další vrstvy skla. Stále více tepla je uvězněno a průměrná teplota uvnitř (na Zemi) se zvyšuje.

```

Šablona:Aktualizováno ```