Mizející sníh? Jak změna klimatu mění zimní krajinu

Obsah článku

Změna klimatu a sníh
Vědecké studie a výzkum
Důsledky pro přírodu
Vliv na zimní aktivity
Adaptace a řešení

Nepostradatelný prvek pro přírodu i pro společnost

Asi každého, kdo čte tento článek trápí, že poslední zimy to se sněhem často není žádná sláva. Sníh je nejen symbolem zimní krásy a radosti, ale hraje klíčovou roli v našem ekosystému, vodním hospodářství, a dokonce i v naší kultuře. V poslední době však čím dál více pozorujeme, že tradiční zimní krajiny mizí nahrazovány scenériemi bez sněhu, na které často jen prší. Tento úbytek sněhu není jen estetickou ztrátou; má důležitý význam pro naši planetu a náš způsob života. Pojďme se společně podívat na důvody, proč by nás měnící se vzorce zimních srážek měly znepokojovat a jaký vliv má tento trend na naše životní prostředí a společnost.

Obrázek 1 – Sníh je velmi důležitý zdroj pitné vody. ©Vojta Moravec

Sníh má zásadní vliv na přírodu, hydrologii, klima i socioekonomické aspekty lidského života. Funguje jako izolační vrstva ochraňující rostliny a zvířata před zimním chladem, zároveň ve sněhové pokrývce žije řada druhů řas, sinic a drobných živočichů. Sněhová pokrývka také přispívá během tání k postupnému doplňování živin do půdy. Jako klíčový zdroj sladké vody napájí řeky a jezera, zpomaluje jejich vysychání v teplejších obdobích a má významný ochlazující účinek a dopad na celosvětové klima, díky své schopnosti odrážet sluneční záření.

Sníh je důležitý pro zimní turistiku a rekreaci, má nemalý vliv na zemědělství, ať už dotací půdní vláhy nebo ochranou půdy proti promrzání. Může také způsobovat problémy v dopravě a infrastruktuře. Nicméně, postupující klimatická změna výskytu sněhu spíše nepřeje, a tak vidíme ubývání sněhu na většině míst planety.

Sníh versus déšť: Proměny zimních srážek v důsledku oteplování

Celosvětově pozorujeme významný posun srážek od sněhu k dešti během zimy. Klimatology většinou zajímá, jak se mění podíl srážek padajících ve formě sněhu a deště. Tento poměr bohužel dlouhodobě klesá a v zimě stále častěji prší na úkor sněžení, jak uvádí řada studií. To je způsobeno jednak zvyšující se teplotou, která roste nejrychleji právě v oblastech bohatých na sníh, tedy v horách a v polárních oblastech.

Jedna z nejvýznamnějších studií, uveřejněná v časopise Nature Climate Change pod vedením Martina Benistona a se zabývá změnami teplot a sněhu v Alpách. Beniston a jeho tým upozorňují, že Alpy zažily v posledních desetiletích značné zvýšení teplot, přičemž rychlost oteplování je v některých obdobích až dvojnásobná ve srovnání s celosvětovým průměrem. Podobně je na tom také Arktida, která se otepluje dvakrát až třikrát rychleji, než je globální průměr, což je proces známý jako arktická amplifikace. Tento trend má zásadní dopady na vodní zdroje a ekosystémy, zdůrazňující potřebu adaptace na měnící se klimatické podmínky.

Obrázek 2 – Maximální a průměrná výška sněhu na vybraných meteostanicích v ČR. Z trendů jak maximální, tak průměrné výšky sněhu je zřejmé, že výška sněhu v ČR se obecně snižuje. Zdroj dat – www.CHMI.cz.

Anglicky se fenoménu, kdy prší na sníh říká „rain-on-snow“ a v poslední době se mu ve vědecké literatuře věnuje hodně pozornosti. Nastává tak zajímavá situace, kdy se voda v kapalné formě (déšť) dostane do kontaktu s vodou ve zmrzlé formě (sníh). To má řadu důsledků na chování sněhové pokrývky. Jednak se vlivem deště sníh otepluje, protože prší při kladných teplotách vzduchu a déšť je tak teplejší než sníh. Dešťová voda se ve sněhu může chovat dvěma způsoby.

Buď se ve sněhu zadrží nebo jím proteče. Jaké chování bude převažovat záleží především na struktuře sněhu, na teplotě vzduchu a na intenzitě deště. Pokud prší na mokrý sníh jako je firn, tak se zesílí tání a voda sněhem proteče a může způsobit povodně. Nevyzrálý a relativně suchý sníh však většinou funguje jako velká houba a velkou část vody z deště v sobě zadrží. Z toho plyne druhá nepříjemnost a tou jsou laviny, protože déšť jednak přidá dodatečnou hmotnost do sněhové pokrývky, ale také působí na nestabilním rozhraní dvou vrstev jako takové mazivo a vrstvy po sobě snáze ujedou.

Mění se sněhová pokrývka a délka jejího trvání

Nikoho asi nepřekvapí, že sněhu je stále méně na většině míst planety. Obecně sněhová pokrývka zabírá stále menší plochu a leží na zemském povrchu stále kratší dobu. V roce 2020 vydalo výzkumné centrum EURAC velmi zajímavý článek, který hodnotí změny sněhové pokrývky v nejvýznamnějších světových pohořích v období 2000–2018. Ze studie vyplývá, že zhruba 78 % globálních horských oblastí zaznamenalo pokles sněhové pokrývky, zároveň se zkrátila zimní sezóna až o 43 dní a také se snížila plocha sněhové pokrývky až o 13 %.

Změny ve sněhové pokrývce jsou však značně variabilní a mimo jiné závisí na nadmořské výšce a roční době. Ve vyšších nadmořských výškách (od 4000 metrů) byly zjištěny pouze negativní změny ve všech sledovaných faktorech, jako výška sněhu nebo délka trvání sněhové pokrývky. Hlavním faktorem ovlivňujícím začátek a konec sněhové pokrývky je teplota vzduchu, zatímco během zimní sezóny ovlivňují sněhovou pokrývku kromě teploty i množství, a především typ srážek, tj. jestli prší nebo sněží.

Obrázek 3 – Podobné scenérie stále častěji vídáme i během vrcholného období zimy, kdy jsme byli zvyklí spíše na závěje sněhu. Ilustrační obrázek z údolí Dischmy v Davosu ve Švýcarsku. ©Roman Juras

Mizející sněhová pokrývka tak již má a do budoucna stále bude mít větší ekologické a ekonomické důsledky. Jelikož sníh je velká zásobárna vody v krajině, tak jeho nedostatek bude mít dopad například v energetice nebo v zemědělství. Málo sněhu znamená nedostatek vody pro hydroelektrárny v období tání, ale také nedostatečné doplnění podzemních vod a tím pádem i méně vody ve vodních tocích.

Obrázek 4 – Procentuální změna výšky sněhové pokrývky v Alpách a Skandinávii od dlouhodobého mediánu (hodnota, která rozděluje data na dvě stejné poloviny) z období 1950–2023 (černá linie). Je zřejmé, že v posledních dvaceti letech je úbytek sněhové pokrývky nejzásadnější zejména v letních měsících v Alpách, a ve Skandinávii také v první polovině zimy. Zdroj dat – ERA5-Land-Copernicus.

Obrázek 5 – Na většině stanic v České republice se délka zimní sezony dlouhodobě snižuje, což naznačuje černá čára trendu. V tomto grafu sloupečky představují počet dní, kdy na jednotlivých stanicích ležel sníh. Je patrné, že stanice v Krušných horách jdou mírně proti trendu a délka sezóny se tam dlouhodobě prodlužuje. Všude je ale vidět, jak délka sezóny kolísá každým rokem. Zdroj dat – www.CHMI.cz

Pozitivní změny taky existují

Abychom však nebyli pouze negativní, tak v některých oblastech ve světě byl zaznamenán i pozitivní trend s nárůstem trvání sněhové pokrývky až o 32 dní a nárůstem plochy sněhové pokrývky až o 11 %, především na severní polokouli během zimního období. Podle zmiňované studie EURAC se našly i lokality v Evropě, kde sníh za sledované období spíš přibyl. Z přibývající sněhové pokrývky se tak mohou těšit lyžaři ve Skotsku nebo na Islandu, a to jak z hlediska délky sezóny, tak z hlediska celkové zasněžené plochy. Z ostatních lokalit ve světě zaznamenaly pozitivní trendy ve sněhové pokrývce především Kamčatka, vnitrozemská část Aljašky nebo Tibetské plató.

Obrázek 6 – Plocha se sněhovou pokrývkou na severní polokouli. Čárkovaná modrá čára značí medián (hodnota, která rozděluje data na dvě stejné poloviny) za sledované období (1967–2023). Tmavě modrý pruh symbolizuje užší rozpětí 30–70 %, které je řekněme blíže průměrným hodnotám daných měsíců. Světle modré pruhy symbolizují oblasti, do kterých spadají extrémnější hodnoty, ať už vyšší nebo nižší než obvyklé pro daný měsíc. Červená a oranžová linie značí medián za období 2014–2023 a 2004–2013. Dle červených a oranžových polygonů ve spodní části grafu lze vidět, že v posledních dvaceti letech dochází ke dramatickému snížení plochy sněhové pokrývky zejména v letním období od května do září. Naopak během zimních měsíců je plocha sněhové pokrývky na severní polokouli průměrná a někdy i nadprůměrná. Zdroj dat – Rutgers University Global Snow Lab

Co přinese budoucnost

Nikdo z nás nemáme křišťálovou kouli, abychom mohli budoucnost předpovědět, nicméně klimatické modely se většinou shodují na rostoucí teplotě kvůli emisím skleníkových plynů a tím pádem i klesající sněhové pokrývce. Jak už jsme uvedli výše, ne všude však sníh mizí. Předpokládá se, že do budoucna v některých oblastech bude přibývat, což předkládá studie z prestižního časopisu Nature z roku 2021. Jedná se především o polární oblasti, kde vládne kontinentální klima, tzn. extrémní mrazy v zimě, ale zároveň velmi málo srážek, protože vzduch obsahuje málo vlhkosti.

Oteplení těmto regionům tak paradoxně přinese více sněhu. Vyšší teploty způsobují větší výpar, díky kterému se do atmosféry dostane více vodní páry, která pak spadne ve formě srážek. Efekt se ještě umocňuje tím, že teplejší atmosféra je schopna v sobě udržet více vlhkosti. Jelikož v oblastech jako je např. Sibiř i po oteplení bude stále mrznout, tak by tyto srážky měly padat ve formě sněhu.

Podobnou situaci můžeme očekávat třeba v severní části Kanady nebo ve vysokých zeměpisných šířkách především východní Asie. Ve středních šířkách, tzn. například střední Evropa, se podle studie sice sníží frekvence sněžení během zimy, na druhou stranu, pokud bude sněžit, tak mnohem intenzivněji. Během jednoho sněžení tak napadne více sněhu. Tento režim je též zapříčiněn teplejší atmosférou, která má větší vodní kapacitu.

Frekvence a intenzita sněžení je jedna věc, ale délka pobytu sněhové pokrývky na zemi vlivem zvyšujících se teplot je věc druhá. Další studie tentokrát ze Švýcarského Davosu predikuje, že právě délka zimní sezóny bude čím dál kratší a lyžařské areály ve Švýcarsku pod 1200 m budou mít čím dál větší problémy. Na konci století tak pod touto výškovou hranicí nebude skoro žádný sníh a zimní sezóna začne přibližně o měsíc později a skončí o 1–3 měsíce dříve.

Obrázek 7 – Díky ustupující sněhové pokrývce bude zdolávání některých vrcholků čím dál tím obtížnější. Na obrázku Italská cesta na Mont Blanc bývá s nástupem léta velmi problematická. © Vojta Moravec

Řešení pro záchranu sněhu a ledu

Řešení, jak popsaný úbytek sněhu alespoň zmírnit, můžeme rozlišit na lokální řešení pro jednotlivé lokality a na globální řešení pro celou planetu.

Jako jedno z lokálních řešení, které se v poslední době stále více využívá se nazývá Snowfarming, tj. uchování sněhu na příští sezónu. Princip spočívá v tom, že se většinou během posledních mrazů na konci zimní sezóny vyrobí potřebné množství umělého sněhu a hromada se přikryje silnou vrstvou pilin, které se osvědčily jako nejlepší a nejlevnější izolační materiál. Musí se sice počítat s tím, že přibližně 20 % sněhu přes léto roztaje, ale na příští zimu stále zbyde dostatek.

Pro uchování ledovců se osvědčilo zakrývat je bílou plachtou, která odráží velké množství slunečního záření (zvyšuje albedo). Nevýhodou jsou nejen velké náklady, ale také lokální znečistění mikroplasty, které se uvolňují z těchto plachet vlivem srážek a povětrnostních podmínek. Tímto způsobem se tak zakrývají pouze ty nejcennější ledovce, tj. ty které mají největší komerční potenciál.

Samozřejmostí bude masivní výroba technického sněhu, ale podmínek pro jeho výrobu bude stále méně během následujících zim. Proto je velmi důležité s technickým sněhem nakládat co nejefektivněji. Jedna z účinných metod, která zvyšuje efektivitu hospodaření se sněhem je například monitoring výšky sněhu pomocí přesných GPS umístěných na rolbách. Pomocí této techniky lze vytvořit velmi podrobnou mapu rozložení výšky sněhu, kdy má skiareál přehled kolik sněhu kde leží a kde ho efektivně přehrnout rolbou, aby byla všude dostatečná výška sněhu. Pokročilé řešení monitoringu sněhu nabízí třeba aplikace Mountain Manager. Podrobněji se ale budeme věnovat způsobům monitoringu sněhu v dalším článku, kde více rozebereme i tuto technologii.

Obrázek 8 – Bez sněhových děl to nepůjde, ale ani ty pravděpodobně nebudou často stačit. Dvoračky v Krkonoších. ©Roman Juras.

Globální řešení je prakticky jen jedno, a to je snížení emisí, aby přestala růst průměrná teplota. Poslední celosvětová klimatická konference nám dává drobnou naději, ale reálné snížení globálních emisí je spíše v nedohlednu, a tak bychom měli počítat spíše s těmi horšími scénáři.

Autoři článku jsou Roman Juras a Vojtěch Moravec z Katedry vodního hospodářství a environmentálního modelování (KVHEM) na ČZU v Praze. Jejich aktivity můžete sledovat taky na Instagram profilu @kvhem.

Fakulta životního prostředí na ČZU v Praze se dlouhodobě věnuje výzkumu přírody a přírodních procesů a konkrétně KVEHM se dlouhodobě zabývá především modelováním vody v krajině. Roman a Vojtěch se specializují na problematiku sněhu, jeho měření a možné rizika se sněhem spojené.