V zajetí počítačových modelů: Zachráníme planetu, když celý svět bude bílý

Letos v únoru vydalo UCAR (University Corporation for Atmospheric Research), konsorcium desítek amerických univerzit, tiskovou zprávu "Počítačový model ukazuje, že bílé střechy mohou s úspěchem ochladit města". To, co je každému člověku jasné od útlého dětství, museli vědci z daného projektu složitě modelovat na superpočítači ve výpočetním středisku NCAR (Národní centrum pro výzkum atmosféry) – tedy to, že černé objekty absorbují více záření než objekty bílé (vždyť proto jsou černé).

Je zarážející a znepokojivé zároveň, jakou roli dnes hraje oblast počítačového modelování i při politických rozhodnutích a jak velká váha je modelům přisuzována veřejností. Není výjimkou, že výsledky matematických počítačových modelů jsou označovány za pozorování. Pouhé výstupy z toho, co do modelu (postaveného na předpokladech, nutných zjednodušeních a kvůli absenci empirických dat svévolně zvolených parametrech) vloží programátor, jsou dnes v mnoha oblastech bohužel postaveny nad reálné experimenty z fyzikálního světa. Tam, kam čert nemůže, nastrčí ženskou, ne-li modelku. Tam, kde chybí experimentální data a možnost falzifikace hypotézy, nastrčí model. 

„Přemalování střech budov na bílo může podstatně ochladit města a zmírnit dopady globálního oteplování. Tak zní výsledky nové studie,“ uvádí zpráva. Vědci tak dali podporu tomu, co už dlouho navrhuje Steven Chu, ministr energetiky USA – že „na bílo natřené střechy mohou být důležitým nástrojem, který společnosti pomůže vyrovnat se s klimatickou změnou.“

Ač vám matematické modelování střechy a triviálního faktu, že tmavé objekty pohlcují více záření než bílé – a tudíž se i okolní vzduch více zahřívá –, může připadnout přinejmenším úsměvné, větší překvapení přijde, když zjistíte, kdo vlastně Steven Chu je. Ministr energetiky Obamovy vlády není nějaký obyčejný úředník, ale sám je uznávaný experimentální fyzik a dokonce nositel Nobelovy ceny za fyziku. Své ocenění si vysloužil díky práci v oblasti ochlazování plynů pomocí laseru. 

Na celém numerickém modelu z Národního centra pro výzkum atmosféry je vlastně peprná jedna věc, a to že počítá s vcelku vysokou hodnotou zvýšení teploty v důsledku efektu tzv. městských tepelných ostrovů. Právě to, jak městské ostrovy ovlivňují měření teplot, bývá samo o sobě předmětem vášnivých debat.

Totiž dlouhou dobu řada meteorologů, klimatologů, fyziků a dalších vědců upozorňuje, že měření teplot (jejichž výsledky se pak sbírají do globálních datových řad) je ovlivňováno právě takovými faktory, se kterými počítal tento numerický model: Měřící jednotky jsou často na střechách budov, na vyasfaltovaných lokalitách, parkovištích, letištích, v blízkosti klimatizací apod.

Měřící jednotky sice na daném místě mohou existovat již desítky let, avšak během těch kolem teploměrů vyrostla nová infrastruktura, místo půdy se objevil asfalt, byly postaveny budovy a zaparkovala se tam auta. Není se potom čemu divit, říkají kritici, když vám teploměry s rostoucí urbanizací přilehlého okolí začnou ukazovat vyšší teploty než v nedávné minulosti (například před ještě pár lety, když daná lokalita byla relativně nedotčena).

Ve výsledcích měření teplot by se měla odrážet korekce podle tepelných ostrovů, nicméně podle dalších lidí tepelné ostrovy zase takový vliv na zprůměrované teploty nemají. Konkrétní provedení korekčních procesů tak závisí na dané stanici a použité statistické metodě.

Jedním z hlasitých kritiků měření teplot a procesů uvnitř Mezivládního panelu pro klimatickou změnu je i dr. Vincent Gray, autor více než stovky vědeckých studií, který upozorňuje, že přes 90 % všech stanic měřících teploty se nachází na pevnině, často v městech či jejich blízkosti, přestože 71 % povrchu Země je pokryto oceány. A navíc, že výsledky měření, stejně jako stanice, z chladnějších a odlehlejších míst z databázi mizí.

(Skvělou práci v monitorování stanic na území Spojených států odvádí meteorolog Anthony Watts. Na webové stránce SurfaceStations.org jsou dostupné výsledky průzkumu a snímky více než tisícovky měřících jednotek patřící do sítě USHCN – Historické klimatologické sítě Spojených států. Watts a jeho spolupracovníci prohlédli doposud celkem 82 % všech stanic. Snímky ukázané výše a níže pocházejí z jeho databáze.)

Podle zmíněného numerického modelu vědců z UCAR se tepelné ostrovy na teplotě v zastavěných oblastech podepisují hodnotami mezi jedním až třemi stupni Celsia. Tato hodnota je průměrná – v některých případech je nižší, jindy naopak vyšší – a vychází opět z idealizovaných předpokladů. (Pro srovnání, za posledních sto let se podle přístrojových měření – tedy dle uchovaných záznamů o měření – globální teplota Země zvýšila o asi 0,6 °C).

Vědcům matematický model řekl, že kdyby se města natřela na bílo, průměrná teplota v nich by klesla o 0,4 °C. Tisková zpráva to prezentovala jako „snížení efektu městských tepelných ostrovů o třetinu“, ovšem tato hodnota je pravdivá tehdy, pokud vezmeme nejnižší hodnotu danou vlivem městského prostředí. Gill at al. (2007) v článku o vlivu současné městské zástavby na lokální teploty (a samozřejmě „o zeleném řešení“ problému) spočetli přírůstek v důsledku urbanizace na asi 4 °C. V takovém případě – budeme-li oběma modelům věřit – by po natření města na bílo účinek městských tepelných ostrovů klesl o pouhých 9 %.

Přesto autor numerického modelu Keith Oleson z Národního centra pro výzkum atmosféry řekl: „Náš výzkum ukazuje, že bílé střechy – aspoň v rovině teorie – mohou představovat efektivní metodu, jak snížit účinky městského tepla. Ještě uvidíme, jestli je pro města možné natírat střechy na bílo, ale samotná myšlenka jistě zaručuje další výzkum.“

Jinými slovy počítačový model vlastně ukázal, že natírat střechy na bílo je nesmysl (účinek u velkých měst kolem 10 %), nicméně pro lepší představu je potřeba dalších grantů na dodatečný výzkum.

A tady se teploty měří rovnou přímo na střeše...

Že jsem tak troufalý a chci bílým vědcům pod bílými střechami s bílými superpočítači radit, avšak než další peníze lidí (v tomto případě Národní vědecké nadace, která tohle sponzorovala) vyhazovat na nesmyslné počítačové modely a přebarvování měst, nebylo by od věci zařídit, aby vliv městských tepelných ostrovů nejprve zmizel z okolí stanic, které měří teploty pro globální sítě.

Bohužel, jak to tak bývá, přání zůstává často jen přáním. Uběhlo pár měsíců a máme tady novou zprávu z bílého světa.

Další z řady nepostradatelných studií o fundamentálním fungování kosmu ukázala, že bílá barva je opravdu tou pravou odpovědí. Studii tentokráte vypracovali výzkumníci z Národní Lawrencovy laboratoře v Berkeley. A už nejde pouze o bílé střechy: ještě sofistikovanější model vědců totiž začal počítat s bílými silnicemi a bílými chodníky. „Ty mohou zchladit svět,“ uvádí zpráva.

Bílá barva bude také šetřit energii, protože lidé nebudou potřebovat v budovách klimatizaci. Snížení spotřeby energie se podle modelu promítne do snížení vypouštěného množství oxidu uhličitého, zní tvrzení modelářů.

Samozřejmě že zprávy se okamžitě ujal ministr Steven Chu, který oznámil, že jeho ministerstvo startuje řadu iniciativ, které povedou k úpravě střech. „Ministerstvo bude implementovat technologie chladících střech na své budovy a budovy federální vlády,“ stojí v tiskovém prohlášení. Neznám v současnosti působivější novotvar než „implementace technologie chladících střech“.

Ministr Chu nařídil, aby střechy ministerstva byly okamžitě nahrazeny střechami moderně chladnými. Poté rozeslal dopis představitelům dalších federálních úřadů, v němž je vyzval, aby podnikli stejné kroky.

Vědci z Národní Lawrencovy laboratoře v Berkeley použili matematický model z Goddardova vesmírného střediska při NASA a zjistili, že patřičně natřené střechy a probělené chodníky v městě s více než jedním milionem obyvatel by vyvážily účinky 57 gigatun vypuštěného oxidu uhličitého. Jenom díky novým, lepším a přátelským střechám by efekt ve výsledku měl být takový, jako kdyby zmizelo 300 milionů aut. Jako zcela vedlejší je fakt, o čemž zpráva mlčí, že dodnes nikdo neví, jakou citlivost má klima Země na oxid uhličitý. O tom, jak to bude s čištěním bílého města každých pár dní (že by byl nakonec regulován i prach?), rovněž nikdo nehovoří.

USA má ale už experimentální oporu. Aktivista Eduardo Gold začal v Peru na bílo natírat rovnou celé Andy. Bílením kamení na horách totiž chce zmást sluneční světlo – natřené kameny mají plnit funkci ledovců, zvýšit albedo okolí, tedy schopnost odrážet sluneční paprsky zpět do vesmíru. Bojuje tak s globálním oteplováním, říká.

A už natřel neuvěřitelné 2 hektary plochy...

Zdroj snímku: The Telegraph
 

Tím, že jím natřené kameny odrážejí světlo, se snižuje teplota okolí, uvedl. „Chlad generuje větší chlad, stejně jako teplo generuje více tepla,“ vysvětlil sofistikovaný model. Tato jeho argumentace byla natolik přesvědčivá, že vyhrál soutěž „100 nápadů, jak zachránit planetu“ a od Světové banky dostal na barvu grant ve výši 135 tisíc liber, tj. 4 miliony korun.

A funguje to báječně. Za necelé 3 týdny rapidně klesly teploty na celém jihoamerickém kontinentu. V Peru s natřeným horským kamením v červenci sklouzly teploty pod minus dvacet stupňů. Během prvních pár dní po ochlazení zemřelo více než sto lidí. Zimou pochcípal i dobytek.

Raději si nedomýšlet, co by se stalo, kdyby na bílo natřel třeba hektarů pět.

Až v zimě zapadnou sněhem vládní budovy USA jako v zimě uplynulé, i představitelé Obamovy administrativy si budou moci pogratulovat, jak bílé střechy svou funkci perfektně zvládly.

Stejně jako si světové vlády ústy OSN pogratulovaly, jak úžasně se vypořádaly s katastrofickou hrozbou chyby Y2K. A to za pouhých 12 bilionů korun. 

30. 7. 2010

Autor: Oldřich Klimánek