Jak přírodní nebezpečí kaskádovitě způsobují katastrofy?

Tento rok byl zatím na přírodní katastrofy výjimečný. Tajfuny v Asii a hurikán Florence, který zasáhl východní pobřeží USA, způsobily rozsáhlé škody, záplavy a sesuvy půdy. V uplynulých dvou měsících zažily Skandinávie, Španělsko a Portugalsko, Velká Británie, Severní Amerika a Jižní Afrika zuřivé lesní požáry. Nedaleko Atén v červenci řádil v pobřežních městech jeden z nejsmrtonosnějších požárů v historii, při kterém zahynulo 99 lidí. Ve stejném měsíci byla v kalifornském Mendocinu spálena oblast větší než Los Angeles – více než 1 800 km2 – a zahynul při ní jeden hasič a bylo zničeno téměř 300 domů. Švédsko postihlo více než 50 požárů, některé dokonce za polárním kruhem.

Bezprecedentní závažnost mnoha z těchto požárů může být známkou globálního oteplování, přičemž horší situace teprve přijde. Upozorňuje však také na to, jak spolu extrémní události souvisejí. Mnoho požárů následovalo po dlouhých obdobích sucha a rekordních teplotách. Jejich výskyt také nahrává ničivým nebezpečím v budoucnosti.

Popálená krajina je náchylnější k záplavám a sesuvům půdy. V lednu zabil sesuv půdy poblíž kalifornského Montecita 21 lidí a více než 160 jich zranil. Měsíc předtím zničil lesní požár vegetaci a destabilizoval půdu na strmých svazích města. Když bouře přinesla silné deště, pětimetrová vlna bahna, balvanů a větví, která se pohybovala rychlostí 30 kilometrů za hodinu, se valila do lidských obydlí.

Takovéto řetězce nepříznivých událostí, které se kaskádovitě vrší jako domino, budou s oteplováním světa stále častější. Rozsah kaskádovitých rizik však zatím není znám. Analytici rizik odhadují pravděpodobnost jednotlivých událostí a předpovídají rostoucí četnost sucha, hurikánů atd. Neberou v úvahu síť souvislostí mezi nimi. Například vzestup hladiny moře zvýší erozi pobřeží a vystaví komunity, infrastrukturu a ekosystémy škodám způsobeným bouřemi a přívalovými vlnami.

Posouzení rizik by mělo být rozšířeno tak, aby zohledňovalo kaskádová nebezpečí. Jinak nemůžeme plánovat rozsah a povahu nadcházejících katastrof. Výzkumníci musí najít odpovědi na tyto otázky: Jak změní změna klimatu riziko katastrofických domino efektů? Jaké jsou důsledky pro zastavěné prostředí? A jaká zmírňující a adaptační opatření jsou potřebná pro zvládnutí závažnějších vzájemně provázaných katastrof?

Na tomto místě nastíníme, jak by měl být takový rámec rizik vytvořen.

Složené katastrofy

Prvním krokem je, aby si výzkumníci a manažeři rizik uvědomili, že dopady změny klimatu se nevyskytují izolovaně, ale jsou silně propojené. Například sucha a vlny veder se často vyskytují společně. Sucha vedou k vysychání půdy, které brání uvolňování sluneční energie ve formě výparu, což způsobuje oteplování povrchu1. Ve Spojených státech se nyní vyskytují týdenní vlny veder, které se shodují s obdobími sucha, dvakrát častěji než v 60. a 70. letech 20. století2.

Suché a teplé podmínky zvyšují riziko vzniku lesních požárů, které poškozují půdu a připravují půdu pro pozdější sesuvy půdy a záplavy. Sníh a led tají dříve, což mění načasování odtoku. Od 80. let 20. století se tak na celém světě prodloužila sezóna požárů o 20 %3,4. S menším množstvím sněhu a ledu na severní polokouli klesl v letech 1979-2008 chladicí účinek zajišťovaný odrazem slunečního světla od zemského povrchu o 10-20 % (ve srovnání s jeho průměrnou hodnotou v tomto období)5.

A tyto souvislosti se nyní šíří dál: lesní požáry se vyskytují ve stále vyšších nadmořských výškách a zeměpisných šířkách (viz „Více požárů, více tání sněhu“), kde odstraňují lesní porosty a mění místa a způsob hromadění sněhu. Saze usazené na sněhu pohlcují teplo a urychlují tání. Stejně tak prach uvolňovaný během sucha urychluje tání, jak se stalo v povodí horního toku řeky Colorado6. Prach přenášený ze suchých oblastí Afriky ovlivňuje sněhové čepice v Evropě, Severní Americe a Asii.

Společnosti jsou součástí těchto cyklů. Například 60 % vody v jižní Kalifornii pochází z tající vody z pohoří Sierra Nevada7. Na tomto zdroji závisí také kalifornský zemědělský průmysl v hodnotě několika miliard dolarů. Měnící se průběh teplot, sněhové pokrývky, lesních požárů a povodní je výzvou pro stárnoucí síť přehrad, hrází a nádrží ve státě. Ty musí být schopny zadržet více vody na začátku sezóny a také zabránit záplavám a suťovým tokům. Drobné události, které by za normálních okolností nevyvolávaly obavy, mohou mít hluboké dopady: například neočekávané přívaly vody z tání mohou vyvolat proudy trosek přes spálenou půdu. S podobnými problémy se potýkají oblasti v Andách, Himálaji, Alpách a Skalistých horách.

Rychle se měnící povaha nebezpečí v oteplujícím se světě bude pro místní komunity neznámá. Například v Zimbabwe jsou domorodí obyvatelé méně schopni čerpat ze vzorců počasí, flóry a fauny a předvídat, kdy mohou přijít záplavy, které je donutí se přestěhovat.

Rychlý růst populace a urbanizace mezitím zhoršují klimatické změny. Například domy postavené na strmých svazích mohou být náchylnější k sesuvům půdy.

Chybějící souvislosti

Výzkumníci zabývající se klimatem začali posuzovat některá spojená rizika, například v důsledku sucha a vln veder1,2 . A úsilí o minimalizaci lidských a finančních ztrát způsobených katastrofami se stalo více mezioborovým a koordinovaným. Rámec OSN pro snižování rizika katastrof ze Sendai z roku 2015 podporuje studie rizik, expozice a zranitelnosti s cílem zlepšit odolnost a nouzové reakce na řadu katastrof, od povodní po zemětřesení. A sedmý rámcový program Evropské unie (7. RP) zlepšuje znalosti, předpovědi a rozhodovací nástroje pro prevenci katastrof a zásahy.

Tyto programy však zatím nedokážou utkat celou tapisérii nebezpečí dohromady. Obvykle se zabývají jednorázovými velkými katastrofami namísto propojených řetězců menších událostí a zaměřují se spíše na reakci na krize než na jejich předcházení nebo zvyšování odolnosti. Některé zjevné souvislosti lze studovat, například rychlý sled událostí, které následovaly po zemětřesení v Tohoku v roce 2011, jež vyvolalo vlnu tsunami, jež způsobila roztavení jaderného reaktoru v japonské Fukušimě Daiči. Dlouhodobější dopady tsunami na hydrologii nebo pobřeží regionu však nebyly prozkoumány. Kromě toho většina zemí přijímá vlastní přístupy k řešení nebezpečí. V současné praxi chybí univerzální rámec pro řešení kaskádových katastrof.

Je třeba ještě zaplnit mnoho mezer ve výzkumu. Fyzikální kaskádové mechanismy, jako jsou dopady sazí z lesních požárů na sněhové pokrývky nebo oceánských vln na sesuvy půdy na pobřeží, a jejich zpětné vazby jsou nedostatečně pochopeny. Předpoklad, že události jsou nezávislé, také dává falešný pocit, jak často by se tyto události měly vyskytovat, což následně ovlivňuje připravenost na katastrofy.

Teoretické modely rizik musí být schopny zpracovat vícerozměrná a vzájemně závislá nebezpečí. Například pobřežní erozi může ovlivnit globální zvyšování hladiny moře, tsunami způsobené zemětřesením, bouře a infrastruktura, jako jsou bariéry a ochranné prvky. Stav pobřeží zase určuje, jakým rizikům jsou obce vystaveny.

Historické záznamy nemusí obsahovat všechny odpovědi. Je také obtížné oddělit příčiny a následky ve složitých sítích, zejména v řízených systémech. Kvantifikovat, jak počáteční událost zvyšuje nebo snižuje rizika plynoucí z následujících událostí, a předpovědět jejich načasování je obtížné8. Například selhání hráze může mít po delší dobu mnoho příčin, včetně oslabení během sucha, extrémních srážek, špatné konstrukce a nedostatečné údržby.

Dat je málo, zejména z odlehlých oblastí, jako jsou členité hory. Agentury a země ne vždy sdílejí data. Různé obory a regiony používají různé definice. Chybí klíčová pozorování. Zaznamenává se například rozsah požáru a jeho bezprostřední dopady (úmrtí, ztracené domy), ale škody na půdní struktuře se běžně nezaznamenávají.

Potvrzení satelitních údajů na místě je vzácné. Mnoho zemí omezuje používání svých údajů o životním prostředí a klimatu. Zejména na Blízkém východě, v Africe, Jižní Americe a jihovýchodní Asii je obtížné najít dlouhodobé soubory dat. Katastrofy vyvolané mírnými podmínkami často zůstávají nezaznamenány. A přístup k počítačovému vybavení a školení pro zpracování dat je v mnoha rozvojových zemích nedostatečný.

Neexistuje žádný standardní protokol pro sběr údajů o životním prostředí, klimatu a dopadech katastrof. Země mají vlastní způsoby sledování peněžních dopadů, ztrát na životech a obživě. Výzkumníci používají různé metody popisu sucha, bouří, vln veder a požárů. Například meteorolog může sucho definovat na základě deficitu srážek, zatímco hydrolog ho může popsat na základě změny odtoku z řek.

Další kroky

Je třeba vyvinout globální systém pro hodnocení kaskádových nebezpečí. Výzkumníci by měli jít dál než jen izolovaně počítat statistiky extrémních such, povodní a požárů a zabývat se jejich interakcemi s přírodním a zastavěným prostředím. Mezinárodní organizace, jako je Světový program výzkumu klimatu a Světová meteorologická organizace, by se měly ujmout vedení v koordinaci výzkumu. A mezivládní agentury, včetně Evropské komise, americké Federální agentury pro krizové řízení a Úřadu OSN pro snižování rizika katastrof, jakož i další organizace zaměřené na nebezpečí, by měly vytvořit globální systém včasného varování před nebezpečím. Měly by být rovněž vypracovány předpisy a vzdělávací materiály, které pomohou inženýrům, osobám s rozhodovací pravomocí a veřejnosti minimalizovat jejich vystavení složeným rizikům a kaskádovým katastrofám.

Je třeba rozšířit rozsah údajů shromažďovaných pro analýzu nebezpečí, a to ve vesmíru i na zemi. Pozorování by měla být konzistentní po celém světě a měla by být otevřeně sdílena. Prosazujeme monitorování v reálném čase, aby byly zachyceny extrémní a středně závažné události v okamžiku jejich výskytu, nikoli zpětně. Taková monitorovací síť by se mohla napojit na další globální snahy o sledování životního prostředí, jako je Globální systém systémů pozorování Země, projekt Globální model zemětřesení a Datový portál NASA. Je také třeba shromažďovat socioekonomické informace o ohrožených lidech, hospodářských zvířatech, budovách a infrastruktuře.

Je třeba rozšířit a standardizovat datové protokoly. A agentury potřebují způsoby hodnocení pokroku. Mohou vycházet z předchozích snah o vytvoření metrik pro jednotlivé události. Například na setkání v Nebrasce v roce 2009 svolala Úmluva OSN o boji proti desertifikaci, americké ministerstvo zemědělství, americký Národní úřad pro oceán a atmosféru a americké Národní centrum pro zmírňování sucha odborníky z více než 20 zemí, aby se dohodli na globálním souboru indexů pro měření a předpověď sucha – Lincolnská deklarace o indexech sucha.

Inženýři, plánovači a tvůrci rozhodnutí potřebují identifikovat zranitelnou infrastrukturu a ekosystémy pro monitorování. Místní a národní vládní agentury a výzkumní pracovníci by měli zlepšit předpisy, krizové řízení a stavební předpisy. Po letošních požárech v Řecku občané tvrdili, že k vysokému počtu obětí přispěla neregulovaná výstavba v lesích a neexistence oficiálního evakuačního plánu. Pro zvýšení povědomí o potenciálních rizicích kaskádovitých nebezpečí a pro záchranu životů a živobytí v souvislosti s rostoucími dopady klimatu je zásadní práce s komunitou a vzdělávání veřejnosti.