Používání tradičního kalendáře se blíží ke konci. Dnes používáme gregoriánský kalendář se čtyřmi ročními obdobími: jaro, léto, podzim a zima, zděděný po starých římských kalendářích, které byly stanoveny podle doby setí a sklizně potravin.
Tento systém po staletí umožňoval civilizacím organizovat svůj společenský, hospodářský a zemědělský život podle více či méně stabilních přírodních cyklů. Roční období označovala běh času a následně určovala produkci potravin, svátky a lidské činnosti. Zemědělec věděl, kdy má zasít, podle oblohy a kalendáře; obchodník plánoval cesty podle srážek nebo sněžení; kultury stavěly své rituály podle slunovratů a rovnodenností.
Dnes se však tato zdánlivá stabilita rozpadá. Kvetení ovocných stromů uprostřed zimy, vlny veder v říjnu nebo pozdní sněžení v dubnu jsou každodenními příklady jevu, který již není anekdotický, ale statistický.
V posledních desetiletích však tento klimatický řád začal vykazovat jasné známky špatného přizpůsobení. A nejde jen o subjektivní vnímání: data potvrzují, že skutečný klimatický kalendář již neodpovídá kalendáři, který si věšíme na zeď.
Blednutí ročních období je nejviditelnějším příznakem procesu globálních změn. Výzkumník z Portsmouthské univerzity tvrdí, že došlo ke změnám ve stavu vesmíru a to ovlivnilo Zemi. Vědecká komunita však zároveň přesně dokumentuje, jak se léta prodlužují, zimy zkracují a roční období mezi nimi se rozmazávají.
Co říkají data: Delší léta, kratší zimy
Vědecké studie upozorňují, že léta se prodlužují a jsou extrémnější, zimy jsou kratší a nepravidelnější a roční období mezi nimi, jako je jaro a podzim, se stávají méně definovanými. Tento jev je pozorován v mnoha oblastech planety a stal se jedním z nejzřetelnějších ukazatelů dopadu globální změny klimatu.
Článek publikovaný v časopise Geophysical Research Letters analyzoval údaje o denních teplotách na severní polokouli od 50. let 20. století a dospěl k závěru, že léto se v průměru prodloužilo téměř o měsíc, zatímco zima se zkrátila o podobnou délku. Přechody mezi ročními obdobími se navíc staly náhlejšími: z chladu do intenzivního horka přecházíme během několika dní, aniž bychom měli delší teplá období, která jsme dříve spojovali s jarem nebo podzimem.
Evropská agentura pro životní prostředí a Copernicus Climate Change Service zjistily podobné jevy v celé Evropě: dřívější jaro, delší podzim s neobvykle vysokými teplotami a výrazný nárůst letních vln veder. Například v povodí Středozemního moře se v posledních desetiletích neustále zvyšuje počet dnů považovaných za „letní“ (podle teploty).
Tato změna klimatických „hodin“ má zcela konkrétní důsledky:
- Zemědělství: plodiny kvetou dříve a pak trpí pozdními mrazy, mění se škůdci a choroby a je třeba přizpůsobit odrůdy a osevní plány.
- Zdraví: delší období alergií v důsledku delší doby opylování, zvýšené vystavení vlnám veder a nemocem přenášeným komáry, které rozšiřují svůj zeměpisný rozsah.
- Ekosystémy: nesoulad mezi kvetením rostlin a cykly opylujícího hmyzu nebo stěhovavých ptáků, což narušuje celé potravní řetězce.
- Hospodářství a cestovní ruch: posun turistických sezón, lyžařská střediska s menším množstvím sněhu a větší nejistota pro odvětví závislá na klimatu.
Kromě klimatu: Kosmologická hypotéza
Podle tohoto přístupu by pozorované změny klimatických cyklů nebyly pouze důsledkem atmosférických faktorů nebo lidské činnosti, ale součástí širšího procesu reorganizace planetárního systému v rámci energeticky účinného vesmíru. Tato myšlenka je obzvláště pozoruhodná, protože do debaty o zemském klimatu vnáší kosmologický rozměr.
Mnozí odborníci však zdůrazňují, že tato hypotéza nevylučuje ústřední roli globálního oteplování způsobeného emisemi skleníkových plynů, ale spíše poskytuje doplňující teoretický rámec pro interpretaci dlouhodobých změn. To znamená, že i když vesmír může mít „preference“ pro uspořádanější stavy, jsou to především emise CO₂, metanu a dalších plynů ze spalování fosilních paliv, odlesňování a průmyslu, které dnes oteplují atmosféru.
Je důležité rozlišovat mezi dvěma úrovněmi:
- Fyzikálně-zemská rovina, kde působí dobře známé mechanismy: skleníkový efekt, atmosférická cirkulace, oceánské proudy, tání ledu, změny albedu (schopnost povrchu odrážet sluneční světlo) atd.
- Teoreticko-kosmologická rovina, kde vstupují do hry myšlenky jako informace, entropie a možná tendence vesmíru minimalizovat „informační náklady“ svého vlastního vývoje.
Hypotéza, která obě roviny spojuje, je zatím spekulativní, ale vyvolala intenzivní debatu, protože nás nutí přehodnotit pojmy, které jsme považovali za samozřejmé, například samotnou podstatu gravitace.
Proč se mění roční období
I když existují zákony, kterými se řídí vše ve vesmíru, hypotéza profesora Melvina Vopsona staví tyto zákony na hlavu. Vopson navrhuje, že gravitace, jak ji definoval Newton, není základní silou, ale mechanismem, který se snaží „uspořádat“ vesmír za co nejnižší cenu informace.
Vesmír „dává přednost“ nízké entropii, tj. většímu řádu, aby se spotřebovalo co nejméně energie. Profesor se snaží překlenout propast mezi přesným významem termodynamiky a jejím významem v teorii informace. Toto spojení by vysvětlovalo ztrátu intenzity jednotlivých ročních období, jak je známe.
Abychom tomu porozuměli, je třeba objasnit dva klíčové pojmy:
- Entropie (v termodynamice): míra neuspořádanosti systému. Sklenice s ledem má menší entropii než stejná sklenice s rozpuštěným ledem, protože molekuly kapalné vody jsou více neuspořádané.
- Informace (v teorii informace): množství dat potřebných k popisu systému. Čím je systém složitější a méně předvídatelný, tím více informací je potřeba k jeho popisu.
Vopson naznačuje, že mezi těmito dvěma je hluboký vztah: příroda by měla tendenci být konfigurována tak, aby „náklady“ na ukládání a zpracování informací byly minimální. V tomto kontextu by gravitace nebyla ani tak tajemnou silou, která přitahuje hmoty, ale projevem procesu „optimalizace“ vesmíru.
Při aplikaci na Zemi by tento pohled znamenal, že klimatické cykly, včetně ročních období, by se přizpůsobovaly tak, aby bylo dosaženo informačně „efektivnějších“ stavů. Podnebí s méně výraznými ročními obdobími, homogennější v průběhu roku, by mohlo být interpretováno jako systém, který vyžaduje méně informací k popisu sebe sama, a tedy „levnější“ z hlediska entropie-informace.
Tato myšlenka souvisí s dalšími pracemi v teoretické fyzice, které zkoumají možnost, že informace je stejně základní fyzikální veličinou jako energie nebo hmotnost, a že dokonce existuje „hmotnost informace“. Vopson dokonce navrhl experimenty, které by na základě Landauerova principu, který spojuje informaci a energii, zjistily, zda má vymazání informace (například v digitálním zařízení) měřitelný vliv na hmotnost.
Co věda o klimatu vysvětluje, a co ne
Je však důležité zdůraznit, že změny ročních období jsou nyní spolehlivě vysvětleny „klasickou“ klimatickou fyzikou, aniž by bylo nutné uchýlit se ke kosmologickým hypotézám. Hlavními faktory, které mění klimatický kalendář, jsou:
- Rostoucí množství skleníkových plynů: koncentrace CO₂ v atmosféře překročila 420 částic na milion, což je hodnota, která nemá obdoby nejméně za poslední 2 miliony let. To zesiluje skleníkový efekt a zvyšuje průměrnou globální teplotu.
- Změna atmosférické cirkulace: Nerovnoměrné oteplování mezi Arktidou a středními zeměpisnými šířkami oslabuje tryskové proudění, což vede k zablokování atmosféry, přetrvávajícím vlnám veder a extrémnějším srážkám.
- Oteplování oceánů: Oceány absorbují více než 90 % přebytečného tepla z klimatického systému. To mění proudy, jako je Golfský proud, a ovlivňuje jevy, jako jsou El Niño a La Niña, které ovlivňují roční období v globálním měřítku.
- Tání ledu a změny albedu: s táním ledu a sněhu odráží zemský povrch méně slunečního záření a pohlcuje více tepla, což se zpětně promítá do oteplování a mění sezónnost, zejména v polárních a vysokohorských oblastech.
Tyto mechanismy stačí k vysvětlení toho, proč například v Evropě biologické jaro (kvetení, migrace ptáků) přichází dříve a léto se zintenzivňuje, nebo proč se v mnoha tropických oblastech období sucha a dešťů stávají nepravidelnějšími. Vopsonova hypotéza by každopádně byla na hlubší, téměř filozofické úrovni, proč jsou fyzikální zákony takové, jaké jsou.
Odpověď vědecké komunity
Téma již „obletělo“ fóra vědecké komunity, kde se k této hypotéze s jejími klady i zápory vyjadřují vědci z celého světa. Zájem o toto téma vychází ze spojení termodynamiky a kvantových výpočtů, které vědce fascinuje, ale zároveň vyvolává opatrnost.
Jedna část vědecké komunity oceňuje Vopsonův návrh jako inovativní myšlenku, která vybízí k přehodnocení základních pojmů ve fyzice, zatímco jiní badatelé upozorňují, že k podpoře těchto závěrů je třeba ještě více empirických údajů. Opatrnost je do značné míry dána tím, že sezónní změny lze již do značné míry vysvětlit pomocí tradičních klimatických modelů.
Mnozí klimatologové navíc trvají na tom, aby se roviny nemíchaly: je sice intelektuálně sugestivní uvažovat o tom, že vesmír „hledá řád“, ale vědecký konsenzus o klimatických změnách je založen na přímých pozorováních, měřeních plynů, numerických simulacích a paleoklimatických rekonstrukcích. A všechny ukazují na zcela konkrétní příčinu: lidskou činnost od dob průmyslové revoluce.
Souběžně s tím teoretičtí fyzici a odborníci na kvantovou informaci diskutují o tom, zda lze v laboratoři testovat pojmy jako „informační hmota“ nebo „informační gravitace“. Bez experimentů, které by tyto myšlenky potvrdily nebo vyvrátily, zůstanou v oblasti hypotéz. Věda koneckonců postupuje vpřed, když jsou teorie konfrontovány s daty.
Měnící se klimatický kalendář
Přesto debata posloužila k tomu, aby zdůraznila, že klimatický kalendář, který lidstvo provází již po staletí, se mění. Pochopení příčin této proměny bude klíčové pro předvídání jejích dopadů na zemědělství, ekosystémy, ekonomiku a společenské uspořádání v budoucnosti poznamenané klimatickou nejistotou.
Některé vědecké instituce již nyní navrhují nové vymezení ročních období nejen podle astronomických kritérií (poloha Země vůči Slunci), ale také podle klimatických kritérií (aktuální teploty a srážky). V meteorologii se hovoří o „meteorologických ročních obdobích“, která se ne vždy shodují s tradičními kalendářními daty.
Například v severských zemích považují meteorologické služby za začátek jara okamžik, kdy průměrná denní teplota překročí určitou hranici po několik po sobě jdoucích dnů, bez ohledu na to, zda kalendář označuje březen nebo duben. Něco podobného by se mohlo rozšířit i v jiných regionech, pokud se počasí bude i nadále odchylovat od historických vzorců.
Vyvíjejí se také dynamické zemědělské kalendáře založené na klimatických modelech a pozorování v reálném čase, které mají zemědělcům pomoci rozhodnout se, kdy sázet nebo sklízet na základě nových podmínek. Ve světě, kde roční období již nejsou tím, čím bývala, se flexibilita a přizpůsobivost stávají stejně důležitými jako samotný kalendář.
Co můžeme očekávat v příštích desetiletích
Pokud budou emise skleníkových plynů pokračovat současným tempem, klimatické modely předpokládají, že:
- Léta se budou nadále prodlužovat a budou teplejší, s častějšími a intenzivnějšími vlnami veder.
- Zimy budou v průměru mírnější, i když s občasnými extrémně chladnými obdobími v důsledku nestabilní atmosférické cirkulace.
- Meziobdobí budou kratší a méně předvídatelná, s náhlými změnami teplot.
- V mnoha regionech se budou srážky koncentrovat do silnějších epizod, které se budou střídat s delšími obdobími sucha.
To nás donutí přehodnotit infrastrukturu (od rozvodných sítí po hygienické systémy), plány veřejného zdraví, zemědělské politiky a obecně způsob, jakým organizujeme náš společný život v závislosti na počasí.
Základní otázka je dvojí: jak omezit příčiny změny klimatu (mitigace) a jak se přizpůsobit světu, kde roční období již nejsou čtyři vodotěsné komory, ale měnící se kontinuum. Zatímco teoretická fyzika zkoumá, zda má vesmír „preference“ pro řád, každodenní realita nám připomíná, že klima se mění tady a teď a že naše rozhodnutí v příštích desetiletích budou rozhodující pro to, jaký kalendář zdědí budoucí generace.