ROZHLEDY
BŘETISLAV SVOZIL
KOLÍSÁNÍ ÚROVNĚ HLADINY KASPICKÉHO MOŘE DO KONCE 20. STOLETÍ
B . Svozil: Changes of water level fluctuations of the Caspian Sea to the end of the 20th century. - Geografie-Sborník CGS, 112, 4, pp. 406-423 (2007). - This article deals with problems of variability level of the Caspian Sea. It brings a historical overview with an accent put on the 20th century. It points out causes of the decrease and the lift of the Caspian Sea level, mentions causes as well as consequences of these phenomena. It also deals with prognosticating: it examines whether an erroneous prognosis can influence solution of the problem and whether can cause huge damages. And it also mentions non-periodical sea sway, increasing and decreasing water level fluctuations, which can cause short-time increases or decreases the Caspian Sea level, as well as the main causes of the Caspian Sea variability level, formulation of prognoses and impacts of the level fluctuation. KEY WORDS: Caspian Sea - water level fluctuation - Kara-Bogaz-Gol Bay- water balance prediction.
1. Úvod
Cllánek, jehož podtitul by mohl znít „Od záchrany moře k záchraně od moře", se zabývá problematikou variability úrovně hladiny Kaspického moře. Nastiňuje historický přehled s důrazem na období 20. století. Poukazuje na příčiny poklesu a zdvihu úrovně hladiny Kaspického moře, zmiňuje příčiny i důsledky těchto jevů. Zabývá se také otázkou prognóz s poukázáním na to, jak chybné prognózy mohou ovlivnit řešení problému a způsobit nedozírné následky. V krátkosti článek také zmiňuje neperiodické kolébání moře, zdvihové a poklesové jevy, které mohou způsobit krátkodobé zdvižení nebo snížení úrovně hladiny Kaspického moře.
2. Kolísání úrovně hladiny Kaspického moře v dávné historii
Byla to především klimatická variabilita, která způsobovala, že v jednotlivých vývojových etapách bylo Kaspické moře bezodtokovým jezerem, ale i vnitrozemským mořem spojeným se světovým oceánem systémem průlivů. Odezvy procesů, které vypovídají o nestabilní úrovni hladiny Kaspického moře, můžeme sledovat např. na abrazních terasách. Kaspické moře bylo součástí oceánu Tethys, přesněji zálivu Paratethys, který postupně zanikal. Ve třetihorách bylo jeho pozůstatkem Sarmatské vnitrozemské moře zahrnující dnešní Kaspické, Černé a Aralské moře. Z vývojového hlediska je Kaspické moře pozůstatkem Sarmatského moře, které se v pliocénu podílelo na svých dvou transgresích k severu - Akčagylské a Apšeronské (Votýpka 1988). Ve čtvrtohorách proběhly čtyři transgrese: Bakinská, Chazarská,
406
Chvalinská a Novokaspická. Za Bakinské transgrese (začátkem pleistocé-nu) vznikl průliv, který spojoval Kaspické moře s Černým mořem. Chazar-ská transgrese (konec středního pleistocénu) „vyzvedla" hladinu moře až o 55 m. Chvalinská transgrese (koncem pleistocénu) ukončila spojení s Černým mořem. Kaspické moře se proměnilo v uzavřené kontinentální jezero. V průběhu pleistocénu podléhalo Kaspické moře velkému kolísání úrovně hladiny v rozmezí okolo 200 m: od -150 m do +50 m. Při Novokaspické transgresi (v holocénu) dosahovalo 14 m, v rozmezí od -34 m do 20 m (Mi-chajlov 1997).
Před naším letopočtem byla úroveň hladiny přibližně o 9 m níže než je dnes. První velký zdvih úrovně hladiny Kaspického moře proběhl v 10. století našeho letopočtu. Způsobil zatopení rozsáhlých území - „pohltil" starou vlast Chazarů, která ležela na dolním toku řeky Volhy (Votýpka 1988). Další zdvihy úrovně hladiny proběhly ve 13.-14. století, v 17. století, na počátku 19. století a ve druhé polovině 20. století.
3. Pokles úrovně hladiny Kaspického moře ve 20. století
Systematické pozorování úrovně hladiny Kaspického moře započalo v roce 1837 (Klige 1992). Ve druhé polovině 19. století kolísala průměrná roční úroveň hladiny mezi -26 a -25,5 m a měla tendence ke snížení. Tato tendence se prodloužila do 20. století. Na konci 19. století začaly na severní polokouli změny klimatu, charakterizované postupným zvýšením teploty vzduchu ve všech obdobích roku. To se výrazně projevilo ve 30. letech 20. století.
V letech 1900-1929 kolísání úrovně hladiny Kaspického moře prodělalo jen malou změnu v mezích 0,5 m (tab. 1, tab. 2). Relativní stabilita úrovně hladiny moře na počátku 20. století byla podmíněna příznivými hydrologickými podmínkami, vyplývajícími z vlivů západních front v cirkulaci atmosféry -vodnatostí řek a relativní rovnováhou mezi elementy vodní bilance. Průměrná úroveň hladiny na konci období byla -26,18 m.
Relativní rovnováha vodní bilance se změnila ve 30. letech 20. století, kdy úroveň hladiny začala výrazně klesat (obr. 1). V letech 1930-1941 dosáhl deficit vodní bilance 61,7 km3 za rok. Úroveň hladiny moře se snížila o 1,7 m. Průměrná úroveň hladiny na konci období byla -27,85 m. Tento pokles byl vyvolán globálními klimatickými změnami na značném území Eurasie, včetně povodí Kaspického moře. V první polovině 30. let 20. století probíhal intenzivní výpar, který byl podpořen tlakovou výší nad povodím Kaspického moře. To způsobilo aridní klima (Goluptsov, Lee 1998).
Průměrná intenzita poklesu úrovně byla 14,2 cm za rok, v některých letech ale i 30-33 cm za rok. V letech nejprudšího poklesu ustupovala břehová linie v severní části Kaspického moře v průměru o 1 km za rok.
Pro období 1942-1977 je charakteristické pomalé snižování úrovně hladiny moře. Ve 40. a 50. letech 20. století došlo ke změně klimatických podmínek: tempo snižování úrovně hladiny Kaspického moře se zpomalilo. Procesy atmosferické cirkulace meridiálního typu způsobily abnormální zvýšení vodnosti v povodí řek (Goluptsov, Lee 1998).
Za období 1932-1941 úroveň hladiny Kaspického moře poklesla o 1,74 m, plocha se zmenšila o 24 942 km2 a objem o 849 km3. Další snížení úrovně hladiny Kaspického moře nastalo v letech 1941-1977 a to o 1,15 m, což vedlo ke zmenšení plochy 22 605 km2 a objemu o 445 km3 (Goluptsov, Lee 1999). V letech 1949-1956 dosahoval deficit vodní bilance asi 19 km3 za rok a v letech
407
Tab. 1 Průměrná dlouhodobá roční vodní bilance Kaspického moře
Období Průměrná Příjmová část(km3/rok; cm/rok) Výdaj ová část Výsledná
uroven (knrVrok; cm/rok) bilance
hladiny (kmVrok)
moře (m) Říční Podzemní Srážky Výpar Odtok do cm/rok
přítok přítok na hladinu zálivu Kara-Bogaz-Gol
1900-1929 -26,18 332,4 4,0 69,8 389,4 21,8 -5,0
82,4 1,0 17,3 96,7 5,4 -1,4
1930-1941 -26,80 268,6 4,0 72,9 394,8 12,4 -61,7
68,3 1,0 18,5 100,4 3,2 -15,8
1942 1969 -28,18 285,4 4,0 74,1 356,3 10,6 -3,4
77,3 1,0 20,0 96,4 2,9 -0,9
1970-1977 -28,64 240,5 4,0 87,6 374,9 7,1 -49,9
66,7 1,0 24,3 103,9 2,0 -13,8
1978-1991 -28,03 310,4 4,0 84,2 347,9 1,7 49,0
82,9 1,0 22,5 92,8 0,4 13,3
1942-1991 -28,21 285,0 4,0 79,9 357,8 7,6 3,5
76,7 1,0 21,6 96,4 2,1 0,9
1900 1991 -27,36 299,6 4,0 76,9 376,8 12,9 -9,2
77,2 1,0 19,8 97,0 3,3 -2,3
Pozn.:
1. Složky vodní bilance: říční přítok, srážky, výpar, odtok do zálivu Kara-Bogaz-Gol za období od roku 1900 do roku 1941, vychází z dat B. D. Zaykova, od roku 1942 z dat GOIN.
2. Od roku 1980 do roku 1984 byl odtok do zálivu Kara-Bogaz-Gol zastaven, mezi roky 1985-1991 byl okolo 1,6 km3 každoročně.
Podle: Goluptsov, Lee 1998
Tab. 2
2000)
Kolísání úrovně hladiny Kaspického moře (1900-
Období Změna stavu úrovně moře
1900-1929 1930-1941 1942-1969 1970-1977 1978-1995 1996-2000* relativně stabilní (nebo mírné snížení) prudké snížení relativně stabilní (nebo mírné snížení) prudké snížení prudké zvýšení relativně stabilní (nebo mírné snížení)
Podle: Goluptsov, Lee 1998; *Abuzyarov, 2000
1957-1969 nastala dokonce kladná vodní bilance. Do moře přitékalo ročně přibližně o 7 km3 více vody, než se vypařilo a následně odteklo do zálivu Kara-Bogaz-Gol. V letech 1956-1970 se úroveň hladiny moře několikrát stabilizovala, ale od roku 1971 úroveň hladiny moře opět klesala až na nejen nejnižší bod 20. století, nýbrž také na nejnižší úroveň za posledních 450-500 let. V roce 1977 dosáhla úroveň hladiny moře -29,15 m. V 70. letech 20. století vznikly hydrometeorologické podmínky velmi podobné těm, které nastaly ve 30. letech 20. století (Goluptsov, Lee 1998).
Za období 1932-1977 úroveň hladiny Kaspického moře poklesla o 2,89 m, plocha se zmenšila o 47 547 km2 (11,8 %) a objem o 1 304 km3 (1,65 %; Goluptsov, Lee 1999). Deficit vodní bilance dosahoval okolo 50 km3 za rok. V průměru za období pomalého snižování úrovně hladiny moře (1942-1977) byl roční deficit vodní bilance 13,7 km3, což přibližně odpovídá snížení úrovně moře o 3,6 cm.
Snižování úrovně hladiny Kaspického moře pokračovalo až roku 1978, kdy došlo k dílčí stabilizaci. V 70. letech byl pokles úrovně hladiny Kaspického moře srovnáván s poklesem úrovně hladiny Aralského moře.
408
-25,75
-26,25 • S ~ -26,75 M KA ť -27,25 »B M m o -27,75 ■ O E « -28,25 o -28,75 ■ -29,25 ^ "»'X
/ \
\ J
19 Í5 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 19B0 1985 1990 1995 2000 roky
Obr. 1 - Kolísání úrovně hladiny Kaspického moře v průběhu let 1925-2000 Osa x -roky, osa y - nadmořská výška (m). Upraveno podle: Golubtsov, Lee 2000a.
3. 1. Některé důsledky snížení úrovně hladiny Kaspického moře (1900-1977)
Hlavní faktory, které měly vliv na snížení úrovně hladiny Kaspického moře v tomto období, byly klimatického a antropogenního charakteru - zavlažovaní, naplňování velkých vodních rezervoárů říční vodou, atd. (Golytsyn, Pa-
Snížení úrovně hladiny Kaspického moře v severních částech znamenalo že voda ustoupila o více než 20-40 km a samotná Severní část Kaspického moře se zmenšila přibližně o 27 000 km2 (25 %), což způsobilo snížení rybných úlovků více než dvojnásobně. Podle Zonna (2000. In: Aladin, Plotnikov 2004) se plocha severní mělké části Kaspického moře mění v rozsahu od 92 750 do 126 596 km2. Došlo také k relativnímu zvětšení delty Volhy, k roku 1978 o 60-70 km (Bucharicinl994). V nízko položené severovýchodní části Kaspického moře se pobřežní linie posunula na stranu moře o 120-140 km (Abuzy-arovl999). Z některých ostrovů se staly poloostrovy např. Čeleken v Turkmenistánu (Kuksa 1994), některé ostrovy se významně zvětšily např. ostrov Če-čen a Tjulenij v Rusku. Nad hladinu se vynořily i nové ostrovy zálivy přecházely v solončaky, např. Kara-Bogaz-Gol v Turkmenistánu. Nastaly take znatelné hydrometeorologické změny, zhoršila se splavnost vodních kanálu, využití přístavů, což způsobilo částečné ochromení lodní dopravy, došlo k migraci obyvatel v pobřežní zóně, nedostávalo se vody pro zemědělskou činnost atd. Všechny tyto změny znamenaly velké ekonomické a ekologické škody, ale ovlivnily i např. zdravotní stav obyvatel.
3. 2. Chybné prognózy
Ve 30. letech 20. století byli lidé překvapeni prudkým poklesem úrovně hladiny Kaspického moře. Od této doby vznikaly prognózy, které často předpovídaly další snižování úrovně hladiny moře s katastrofickými následky. Předcházející prognózy totiž nebraly příliš v úvahu antropogenní faktor (např odčerpávání vod z říčních toků, závlahové zemědělství). Bylo to způsobeno tím ze ještě začátkem 20. století byl přítok do Kaspického moře relativně přiroze-
409
ny, bez vetsiho zásahu člověka. Ve druhé polovině 70. let 20. století některé PT°ZLp0Claly Se snížením úrovně hladiny moře do roku 2000 na úroveň -dU až -32 m (Bjerjezmjerl979). Proto nikoho nepřekvapovalo, že kaspický region (a s tím související národní hospodářství) byl utvářen na úroveň -28 5 m Ohromne materiální a finanční investice se vkládaly do rozvoje, respektive prestavby hospodárskeho systému v pobřežních oblastech. Lidé se začali stěhovat za ustupujícím mořem - stavěli obydlí, dobytkářské farmy, osídlovali ostrovy, budovali prístavy, atd. V posledních letech poklesu úrovně hladinv more začal na suchých březích severní části Kaspického moře průzkum a těžba ropy a zemního plynu.
Je třeba dodat, že existovaly i velice přesné prognózy o zvýšení úrovně hladiny Kaspxckeho moře, např. prognózy Afanasjeva, Smirnova, Ejgensona Těchto Prognóz bylo ale velice málo a nebral se na ně přílišný ohled (Butajev 1998)
Z chybných prognóz vycházely návrhy řešení poklesu úrovně hladiny Kaspického more. Technické a především finanční náklady, ale i obavy z případných negativních dopadů na životní prostředí zabránily uskutečnění mnoha projektu. Mnoho projektů také nebylo uskutečněno pro časovou tíseň které způsobilo samotne Kaspické moře, jehož úroveň hladiny se od roku 1978 začala prudce zvyšovat.
3. 3. Některé návrhy řešení poklesu úrovně hladiny Kaspického moře
Dále uvádíme výběr návrhů na řešení problému z dostupných zdrojů. Jeden z návrhu počítal s natočením toků severních řek (Vyčegdy a Pečory) na iih a to pomoci hrází. Počítalo se s vybudováním tří hrází. Hráze by natočily řeky na jih do tří obrovských vodních nádrží, jejichž celková délka měla být 161 km a celková plocha 15 500 km2. Tento projekt měl do povodí Volhy a do Kaspického more dodat až 41 km3 vody za rok (Butajev 1998)
Jiný z návrhů počítal s převedením části odtoku severních a sibiřských řek do Kaspického more. Jako obrovská zásobárna bylo navrženo využití Oněž-skeho zálivu v Bílém moři. Jeho břehy měly být u Soloveckých ostrovů spojeny mohutnou hrázi. Poté mělo dojít k odčerpání slané vody ze vzniklé vodní nadrze a posléze k jejímu naplnění sladkou vodou z Oněgy a Severní Dviny lato nadrž by mohla systémem vodních cest dodávat Volze a jejím prostřednictvím Kaspickému moři 25-30 km3 vody za rok
Jeden z projektů navrhoval převedení části odtoku západosibiřských řek (Golubev Biswas 1979, 1985): Tobolu, Išimu, Irtyše, Obu do Přiaralí a do Aralsko-Kaspicke mziny. Voda měla být využita především na zavlažování nových zemědělských ploch.
Byly rozpracovány také projekty spojení Kaspického moře s Azovským. Mělo dojit k oddelení mělké severní části Kaspického moře. Tuto část by od zbylého more oddělovala 400 km dlouhá hráz. Cílem bylo udržet v severní části moře úroveň -zv,b m. bpecificka salinita měla být zachována prostřednictvím přečerpávání s ane vody ze strední části Kaspického moře, a pro vodní dopravy byly stanoveny plavební komory (Zonn 1997). Navrhováno bylo také vybudování kanálu mezi Cernym a Kaspickým mořem (Dzjadevič 1979; Muchina 1995, In: Butajev 1998)
Byla realizovaná varianta zamezení poklesu úrovně hladiny Kaspického more přehrazením zálivu Kara-Bogaz-Gol. Formování zálivu Kara-Bogaz-Gol do současné podoby bylo ukončeno před 4-5 tisící lety. Od té doby nebyl nikdy záliv přirozeným způsobem přerušen. (Butajev 1998). Záliv se nachází pod úrovní hladiny Kaspického moře. Slouží jako důležitý regulátor úrovně hladiny moře
410
(Kritskiy 1975). Záliv charakterizuje intenzivní výpar z vodní hladiny a bezvýznamné množství srážek. Funguje jako rozsáhlá odpařovací pánev. Změny úrovně hladiny Kaspického moře měly přímý vliv na změny úrovně hladiny v zálivu. Na začátku 30. let do zálivu Kara-Bogaz-Gol každoročně přitékalo 20-25 km3 kaspických vod. Úroveň hladiny zálivu se neustále snižovala. Na kratší dobu se zastavila v polovině 40. let 20. století. V roce 1921 byl rozdíl mezi úrovni hladiny Kaspického moře a zálivu 0,44 m; v roce 1946 to bylo jiz 2,8b m Zvýšení diference bylo způsobeno snížením vodního přítoku do zálivu, protože se snižovala úroveň hladiny Kaspického moře (Goluptsov 1998). V dalších letech pokračovalo snižování úrovně hladiny. Na konci 70. let 20. století byl obiem odtoku do zálivu v rozmezí 5-10 km3 vody za rok. Uroven hladiny byla -32 0 m; plocha 10 000 km2. Salinita se zvýšila do 270-290 %o (ve 30. letech 20 století to bylo 200-210 %o); maximální hloubka v zálivu nepřevyšovala 3-4 m (Terziev 1981, 1986; Butajev 1998).
V roce 1978 bylo rozhodnuto, že úroveň hladiny Kaspického more se bude dále snižovat, proto záliv Kara-Bogaz-Gol bude oddělen od Kaspického moře. V březnu 1980 byl záliv oddělen od Kaspického moře. Stalo se to v dobe, kdy se úroveň hladiny Kaspického moře již dva roky zvyšovala.
Ukončení odtoku moře do zálivu (1980^1984), ročně tato „vodní-uspora dosahovala v průměru okolo 10 km3. Na začátku 80. let 20. století se maximální hloubka zálivu snížila na 1,2 m; v průměru dosahovala hloubky 0,75 m. Nicméně Bortnik (1991) uvádí, že v roce 1980 průměrná hloubka v zálivu dosahovala 2,1 m. Do roku 1984 se salinita zvýšila na 370-390 %o (Terziev 1986) Na konci roku 1982 se plocha zálivu zmenšila z 9 500 km2 na 2 000 km2, a v roce 1984 byl završen proces vysychání zálivu - záliv se transformoval na „suché jezero", ze kterého roznášela větrná činnost sůl do okolí. ^ __ Došlo tak k zasolení okolního prostředí Turkmenistánu, mj. i k zasolovam půd Byla narušena stoletími vytvořená přírodní dynamicky rovnovážná chemie zálivu (Butajev 1998). To mělo nedozírné následky i na chemicky průmysl, který se zabýval těžbou cenných chemických prvků a solí. ^
Kara-Bogaz-Gol byl zcela odpojen od moře po dobu 4,5 roku, coz způsobilo zadržení více než 40 km3 vody v Kaspickém moři a přispělo k vzestupu úrovně hladiny přibližně o 11 cm. V září roku 1984 byl odtok kaspických vod do zálivu částečně obnoven (objemem asi 1,5 km3 za rok). Cílem byla ochrana zálivu před rostoucími negativními vlivy a pokus o obnovení a zachovaní minimálního objemu povrchových solí pro těžbu cenných solných minerálu. Aktuální stav chemického průmyslu není přesně známý.
V červnu roku 1992, kdy pokračovalo zvyšování úrovně hladiny Kaspického moře, byla hráz oddělující Kara-Bogaz-Gol od moře odstraněna (Butajev 1998) V dubnu roku 1992 byla plocha zálivu 4 600 km2, úroveň Madiny -33,71 m a hloubka kolísala od 0,2 do 1,4 m (Konstianoy, Lebedev 2006). Od první poloviny 90. let 20. století již do zálivu proudilo více než 20 km3 vody za rok (v roce 1992 12,7 km3 za rok, v roce 1995 46,4 km3 za rok), což tlumilo růst úrovně moře. Vzestup vodní úrovně byl do 5 cm za rok. V roce 1995 byla hladina v zálivu o 2,6 m výše než tomu bylo v roce 1978. Vodní bilance zálivu Kara-Bogaz-Gol v posledních letech 20. století je patrná z tabulky 3.
4. Zdvih úrovně hladiny Kaspického moře ve druhé
polovině 20. století
Úroveň hladiny Kaspického moře se od roku 1977 začala zvyšovat. Zvyšování bylo podmíněno především klimatickými faktory. Došlo ke zvýšení obje-
411
Tab. 3 - Vodní bilance zálivu Kara-Bogaz-Gol v letech 1995, 1998 a 2000
Rok Plocha Průměrná Přítok Srážky * Výpar ** Vodní Objem
zálivu uroven mořské (km3/rok) (kmVrok) bilance zálivu
(km2) hladiny (m) vody (knrVrok) (knrVrok) (km3)
1995 18 400 -27,96 52,2 2,1 22,5 +32,8 90,9
1998 18 600 -27,40 18,0 2,1 22,5 -2,4 90,7
2000 18 600 -27,58 18,9 2,1 22,5 -1,5 87,3
Podle: Krumgalz 2002
* Každoroční objem srážek - byla akceptována hodnota, která je rovna mnohaletému průměru.
** Vodní výpar - byla akceptována hodnota, která je rovna 1 100 mm/rok (Lepeshkov 1981).
mu v příjmové části vodní bilance. Kladná vodní bilance dosahovala v letech 1977-1991 průměru 49 km3 za rok. Mezi roky 1979 a 1985 bylo zvýšení úrovně hladiny pomalejší, než tomu bylo mezi roky 1985 a 1988. Průměrná intenzita zvyšování úrovně hladiny v letech 1977-1995 byla 14,1 cm za rok, v některých letech i 32 35 cm za rok, např v roce 1979 (Golytsyn 1995).
Zvyšování úrovně hladiny Kaspického moře se po 18 letech zpomalilo v roce 1995, kdy úroveň hladiny Kaspického moře dosáhla úrovně -26,62 m. Zvyšování úrovně hladiny Kaspického moře v letech 1978-1995 není neobvyklou událostí. Podobné zvýšení úrovně hladiny bylo pozorováno např. v 18. století, v letech 1723-1742 (19 let). Tehdy se úroveň hladiny moře zvýšila téměř o 2,5 m. (Goluptsov, Lee 1999).
V roce 1996 došlo dokonce ke snížení úrovně hladiny Kaspického moře, které bylo způsobené menší vodností v povodí řeky Volhy. Od roku 1998 je úroveň hladiny relativně stabilní.
Za období 1978-1995 se úroveň hladiny Kaspického moře zvedla o 2,39 ni; plocha se zvýšila o 41 497 km2 (11,6 %) a objem o 1 105 km3 (1,42 %; Goluptsov, Lee 1999). V roce 1995 byla úroveň hladiny Kaspického moře -26,66 m (Michajlov 1997).
V období 1996-2000 se úroveň hladiny Kaspického moře stabilizovala. V roce 1996 byla -26,80 m (Michajlov 1997) a v roce 2000 byla -27,06 (Golubtsov, Lee 2000a).
4. 1. Některé důsledky zvýšení úrovně Kaspického
moře (1977-1995)
V průběhu dlouhodobého poklesu úrovně hladiny moře (do konce roku 1977) se předpokládalo, že tento trend bude pokračovat. Plánování ekonomického rozvoje proto také vycházelo z těchto předpokladů. Nová sídla, cesty, přístavy, zařízení pro těžbu, ropné vrty, atd. byly konstruovány na úroveň hladiny -28,5 m. Následný zdvih úrovně hladiny moře vyvolal celou řadu negativních následků, které způsobily velké ekonomické škody v každém z pobřežních států a měly tragické následky pro tisíce lidí. Mnohé z toho, co bylo člověkem v pobřežních zónách Kaspického moře vybudováno do roku 1985, se dostalo do ohrožení a nebo do přímého procesu destrukce. Např. ekonomická újma současné Ruské federace se odhaduje na 1 mld. dolarů (Zonn 1997).
Uzemí o rozloze okolo 35-36 tis. km2 bylo zaplaveno. Pobřežní linie severní části Kaspického moře postoupila v některých místech o 25-30 km směrem do vnitrozemí (Abuzyarov 1999). Na ploše více než 1 mil. ha ruského pobřeží
412
Tab. 4 Charakteristika přirozených klimatických period <PKP) změny úrovně hladiny Kaspického moře od začátku našeho letopočtu
Charakteristika PKP PočetPKP Doba trvání PKP, roky
Průměrná Maximální Minimální
zvýšení snížení stabilizace 15 15 8 53 54 46 100 80 60 40 40 40
Podle: Varuščenko 1987, In: Butajev 1998
Kaspického moře byly narušeny základní podmínky pro život a hospodářskou činnost V případě kazašského pobřeží zdvih způsobil narušeni dokonce az l mil ha (Butajev 1998, Golytsyn 1995). Byly zaplaveny pobřežní roviny, ncm ústí laguny, pobřežní slaná jezera, lidská sídla, objekty infrastruktury, zemědělská půda (zasolení půd), ale také naleziště ropy a zemního plynu, coz následně vedlo k značným ekologickým škodám a způsobilo zhoršeni zdravotního stavu obyvatel a vyvolalo velkou migraci obyvatel. Došlo take ke zmene ve vodním režimu moře. Zvláště v severní mělké části moře způsobilo zvýšeni úrovně hladiny rozšíření zátopové plochy při proniknutí vody do pobrežní zóny krátkodobé neperiodické kolébání moře (viz tab. 4). Změny take nastaly v chemickém režimu v ústí řek. Byly zaznamenány i změny v pobřežních a ústních ekosystémech (Golytsyn 1995). Zvýšila se intenzita abrazmch procesů v pobřežních oblastech, projevily se erozně-migrační procesy rek, podjodu se začaly ponořovat i některé severokaspické ostrovy (zcela zmizel pod hladinou ostrov Čistá Banka na severu Kaspického moře, Bucharicin 1997, Butajev 1998). , , , ^ . ,A v , , , Prognózy reagující na zvyšování úrovně hladiny Kaspického more byly velmi rozmanité - od relativně střízlivých až po fantastické. Jedna z nich napríklad předpovídala zvýšení úrovně až do té míry, že dojde k obnoveni spojeni Kaspického moře s Černým mořem - vznikne nový ocean na Zemi (bachraj 1996, In: Butajev 1998).
4. 2. Některé návrhy řešení zdvihu úrovně hladiny
Kaspického moře
- V roce 1987 byl předložen projekt akademikem Izraelem na přečerpání nadbytečných 40 km3 kaspických vod ze severního Kaspiku 450kilometro-vým kanálem do Aralského moře (Butajev 1998).
- Projekt převedení severních řek do Volhy a poté převedeni časti odtoku Volhy do Aralského moře prostřednictvím kanálu Volha-Aralské more (Zonn
1997)
- Odčerpání části odtoku řeky Volhy (do 7 km3 za rok) cestou vybudování kanálů Volha-Don II, Volha-Cograj, Volha-Ural. Cílem byl rozvoj závlahového zemědělství v oblastech okolo moře (Butajevl998).
- Kazašský projekt počítal se stavbou 1 200 km ochranných hrází, s úsekem asi 400 km dlouhým v deltě řeky Volhy a Uralu. (Golytsyn 1995). Na pobřeží Ruska, především na území Dagestánu, měly být vybudovaný obvodové a lokální hráze pro ochranu pobřežní zóny (Israpilov 1995, Gladys 1994). Některé projekty, které počítaly s vybudováním ochranných barier, hrází atd. byly částečně uskutečněny (např. Mojtahed-Zadeh 1992).
413
5. Zdvihové a poklesové jevy
Vliv na úroveň hladiny Kaspického moře má také neperiodické „kolébání", které může způsobit krátkodobé zdvižení nebo snížení úrovně hladiny. Sezónní nevelké kolísání úrovně hladiny je okolo 30-40 cm, maximální je v červnu a v červenci, minimální v únoru. Tyto sezónní změny úrovně hladiny moře jsou ovlivněny zejména říčním přítokem, výparem a srážkami.
Zdvihové a poklesové jevy, které způsobují kolísání úrovně hladiny moře se projevují na celém moři, ale nejvíce v mělkých severních akvatoriích, kde se při maximálním zdvihu úroveň hladiny může zvýšit o 2,0-4,5 m, při poklesu snížit o 1,0-2,5 m. Ve střední a jižní části Kaspického moře je zdvihovo-po-klesové „kolébaní" úrovně hladiny daleko menší. U západního pobřeží 60-70 cm, u východního 30-40 cm. Ve vzácných případech 1,0-1,5 m.
Zdvihovo-poklesové změny úrovně hladiny vyvolávají stálé bouřkové větry, které se projevují rozdílně v různých akvatoriích moře. Větry severní způsobují poklesy vody v severní části a zdvih u severního pobřeží Apšeronského poloostrova a v jižní části moře. Při východních a jihovýchodních větrech probíhá zdvih v severní části moře a přilehlých oblastech západního pobřeží a pokles v jižních a jihovýchodních akvatoriích moře. Průměrná doba trvání zdvihu a poklesu je ve většině případech 10-12 hodin, ojediněle 24 až 48 hodin.
Přílivové a seismické kolébání úrovně hladiny na Kaspickém moři nedosahuje velkého významu. Proudění v moři je způsobné zejména eolickou činností. V severní části Kaspického moře je převládající rychlost proudění (převážně západního, jihozápadního a jižního směru) 10-15 cm/s, v otevřených oblastech severní části Kaspického moře je maximální rychlost proudění okolo 30 cm/s. V pobřežních oblastech střední a jižní části moře převládá proudění severozápadního, severního, jihovýchodního a jižního směru. Rychlost proudění je v průměru okolo 20-40 cm/s, maximální dosahuje 50-80 cm/s. Podstatnou roli v cirkulaci mořských vod mají i další druhy proudění; gradientově, stacionární zdvihové a setrvačné.
Nejvyšší mořské vlny byly pozorovány v akvatoriu poblíž Apšeronského poloostrova. Velmi zřídka se zde může objevit vlna převyšující 10 m (Bucharicín 1994, 2002). Eolickou činností způsobené vlny (bouřkové vlnobití) byly v poslední čtvrtině 20. století příčinou mnoha velkých záplav. Jsou zvláště nebezpečné v mělké severní části Kaspického moře na pobřeží Dagestánu, Kalmycka, Astrachaňské oblasti a Kazachstánu. Záplavová vlna proniká do hloubky až 70 km s výškou kolem jednoho metru. Tyto jevy jsou velice nebezpečné zvláště v teritoriích, kde probíhá těžba ropy a zemního plynu (Kuksa 1994, Abuzyarov 1999).
6. Hlavní příčiny variability úrovně hladiny Kaspického moře
Je zřejmé, že proces formování Kaspického moře byl určován globálními geomorfologickými procesy s uplatněním regionálních zvláštností. Udává se, že na kolísání úrovně hladiny Kaspického moře v časném neogénu měly převládající vliv tektonické a horotvorné procesy, v pozdním pliocénu tektonické a klimatické faktory a v současné etapě klimatické a antropogenní vlivy (Bu-tajev 1998). Stejný autor také zdůrazňuje, že je velmi obtížné přesně identifikovat hlavní příčiny, které mají vliv na změnu úrovně hladiny Kaspického moře ve 20. století - sám uvádí 18 možných příčin.
Mnoho autorů (např. Golytsyn, Panin 1989) se přiklání k názoru, že kolísání úrovně hladiny je asi z 90 % přírodního původu. V současnosti dávají věd-
414
ci nejčastěji variabilitu Kaspického moře do souvislosti s globálními klimatickými změnami neboli klimatickým faktorem (Goluptsov, Lee 1998; Abuzya-rovl999), který např. podle Bucharicina (1997) měl rozhodující vliv na trans-gresi v druhé polovině 20. století.
Změny úrovně hladiny moře ve 20. století (viz tab. 2, obr. 1) byly podmíněny změnou hydrometeorologických faktorů. Hlavní příčinou klesání úrovně hladiny moře v letech 1930-1977 bylo zmenšení přítoku říčních vod (vlivem antropogenních a klimatických faktorů, jako např. regulace řek, zemědělská činnost atd.). Následný zdvih v letech 1978-1995 je přisuzován zejména zvýšenému říčnímu přítoku a snížení výparu (Butajev 1998).
Ke změnám úrovně hladiny Kaspického moře výrazně přispívá i člověk. Svou činností v průběhu 20. století nenávratně narušil původní hydrologický režim ve velké části povodí Kaspického moře. To se nepochybně odráží na úrovni povrchových i podpovrchových/podzemních vod, výparu a tím i ve vodní bilanci moře. Na březích všech řek byly prakticky vykáceny lesy, odvodněna nebo vysušena zátopová území, rozorány louky, budována města, vodní rezervoáry, probíhalo zavlažování, vybudována byla infrastruktura atd. (Butajev 1998). . £,
Bez výrazného lidského zásahu by mohla být úroveň hladiny Kaspického moře přibližně o 1,5 m výše než byla v polovině 90. let 20. století (Kuksa 1994) a transgrese by započala již v letech 1955-1960 (Butajev 1998).
Časově můžeme vyčlenit 38 přirozených klimatických period (viz tab. 4). Pro 15 z nich je charakteristické monotónní zvýšení úrovně hladiny Kaspického moře, pro 15 monotónní snížení a pro 8 stabilizace v rozmezí jednoho metru (Sidorenko, Švejkina 1996, In: Butajev 1998).
Na úroveň hladiny Kaspického moře mají velký vliv klimatické podmínky. Prognózy jeho úrovně musí tedy vycházet z dlouhodobých klimatických prognóz jak regionálních, tak i globálních. Kaspické moře se nachází v zóně nepřetržitého vlivu chladných polárních vzdušných mas, vlhkých mořských, které se formují nad Atlantikem, suchých kontinetálních z Kazachstánu, teplých subtropických mas vzduchu přicházejících ze Středozemního moře a Iránu.
Osm typů synoptických situací má přímý vliv na počasí v oblasti Kaspického moře, pět z nich je významných: azorská anticyklona, skandinávská anticyklona, karské anticyklony, jihozápadní okraj anticyklony, cyklonální činnost. o
Ke změně úrovně hladiny dochází vlivem následujících faktoru: Na uroven hladiny Kaspického moře mají největší vliv změny v odtoku řeky Volhy, tato řeka hraje důležitou roli ve vodní bilanci Kaspického moře. Kaspické moře má 130 přítoků. Průměrný říční přítok do Kaspického moře v letech 1900-1991 byl 299,6 km3 za rok. Nejvýznamnější řekou je Volha, která přivádí do Kaspického moře přibližně 80,7 % říční vody. Maximální přítok měla ve 20. století v roce 1926, 390 km3 za rok a minimální v roce 1937, 161 km3 za rok (Go-lubtsov, Lee 2001). Kura přivádí do Kaspického moře přibližně 6,1 % říční vody a Ural přibližně 3,1 %. Amplituda říčního přítoku do Kaspického moře ve 20. století odpovídá změně úrovně hladiny moře asi o 67 cm. Meziroční změny říčního přítoku do Kaspického moře mohou způsobit změny v úrovni hladiny o více než 0,5 m. Říční přítok do Kaspického moře tvoří 75-85 % z příjmové části vodní bilance moře. Regulace vodních toků, výstavba vodních nádrží, zavlažovacích projektů atd., zejména v letech 1940-1980, byla jednou z hlavních příčin snižování úrovně hladiny moře v letech 1929-1977, které způsobily zmenšení vodnosti řek tekoucích do Kaspického moře (především Volhy) a zvýšení výparu z vodní hladiny. Naopak na zvyšování úrovně hladi-
415
ny v letech 1977-1995 měl velký vliv zvětšený roční srážkový úhrn na dolním toku řeky Volhy a v severní části Kaspického moře snížený výpar (TDA 2002). Ve 20. století bylo největší množství srážek zaznamenáno v roce 1969 (okolo 120 km3 za rok) a nejmenší v roce 1944 (okolo 50 km3 za rok). Maximální rozsah meziročního kolísání množství atmosférických srážek ve 20. století činil 70 km3, což představuje změnu úrovně hladiny o 18 cm. Snížení výparu přispělo také k poklesu teploty povrchové vrstvy severní části Kaspického moře, což mělo za následek zvýšení pohybu chladných volžských vod. Maximální amplituda výparu ve 20. století byla 190 km3, což odpovídá změně úrovně hladiny moře přibližně o 50 cm (Butajev 1998). Nejnižší výpar je zaznamenán ve střední Části Kaspického moře, zatímco nejvyšší v severním akvatoriu Kaspického moře a nedaleko Baku (TDA 2002).
Zvýšení úrovně hladiny Kaspického moře způsobila změna atmosférické cirkulace. Počínaje rokem 1972 cyklony ze severního Atlantiku a ze západní Evropy začaly přinášet do Kaspického regionu více srážek. Od tohoto data došlo ke zvýšení na 50 % a 30 % z původních 30-35 %, resp. 15-20 % (Malinin 1994; Sidorjenko, Švjejkina, In: Golytsyn 1995).
Pod dnem Kaspického moře se údajně nachází gigantický vodní rezervoár, který má mít přibližně stejný objem vody jako současné Kaspické moře. V dnešní době existuje v Jihokaspické proláklině asi 100 bahenních sopek, které se projevují v průměru l-2krát za rok. Tektonické trhliny dna mohly způsobit napájení moře podzemními tlakovými vodami (Bucharicin 1997; Šilo, Krivošej 1989, In: Golytsyn 1995). Ale i technogenními faktory např. vrtnými sondami mohlo dojít k odkrytí a propojení hydrodynamických zón pod dnem moře. Mohlo dojít k porušení přirozeného tlaku ve vrstvách, což mohlo způsobit zvýšení podzemního laterálního přítoku do moře ze sousedních oblastí (Golubov 1995).
Velmi obtížně se určuje vliv podzemního odtoku a podzemního přítoku na hydrologickou bilanci Kaspického moře. Podle předpokladů některých autorů se podzemní přítok do Kaspického moře mění od 0,3 do 50 km3 za rok. Spíše se ale uvádí podzemní přítok v rozsahu 3 5 km3 za rok. Při srovnání s dalšími složkami vodní bilance je vliv podzemních vod na změnu úrovně hladiny moře zanedbatelný - jde o změnu řádově o 1 cm za rok. Spor spočívá např. v tom, odkud podzemní přítok do Kaspického moře vede, zda z kavkazských hor, ze středoasijských písků, nebo z tektonického podloží (Butajev 1998).
Protifázemi vysušovaní x naplňování spojeného systému Aralské moře -Kaspické moře; změny mohou být vyvolávány přetékáním podzemních proudících vod z Amudarji do Kaspického moře.
Předpokládá se, že na úroveň hladiny Kaspického moře má určitý vliv i globální zvyšování teploty na Zemi. Ve 20. století se průměrná roční teplota vzduchu poblíž města Machačkaly zvýšila o 0,6-0,8 °C, a mořské vody o 0,3-0,5 °C (Hydrometeoizdat 1992, In: Butajev 1998). Malinin (1994) předpokládá, že pokud bude zvyšování teploty pokračovat současným tempem, mohla by být úroveň hladiny Kaspického moře v roce 2050 o 1,5 m výše v porovnání s úrovní hladiny v roce 2000.
Důležitým faktorem může být i pokrytí vodního povrchu moře ropným povlakem. Při ropném povlaku o tloušťce 1 mm se snižuje množství vypařované vody 70-80krát. Za předpokladu, že ropný povlak snižuje odpařování mořských vod o 3 %, potom přírůstek úrovně zapříčiněný tímto faktorem je za posledních 30. let okolo 1 m. Vzhledem k tomu, že vysoká úroveň znečištění moře ropou pokračuje, je zřejmé, že role ropného faktoru se v souvislosti se změnou úrovně moře bude zvyšovat (Butajev 1998).
416
7. Prognózy
Pro porozumění příčinám změn úrovně hladiny Kaspického more je nutne znát variabilitu složek vodní bilance (Panin 1987) a uvědomit «, ze zmeny úrovně hladiny Kaspického moře jsou zřejmě prevažne přírodního charakte-m Kolísání úrovně hladiny v rozmezí ± 2-3 metry za relativně krátke casove období je stejně normální, jako je střídání dne a noci. Samoregulacm mechanismy moře (viz Závěr) udržují úroveň hladiny Kaspického more v rozmezí -22 m až-30 m (Butajev 1998).
Zásadní význam prognózovaní změn úrovne hladiny Kaspického more spočívá v určení rychlosti, jakou tyto změny probíhají. Průměrné trvaní period -zastavení růstu i poklesu úrovně hladiny Kaspického more málokdy prevyšuje 50 let. Ke změnám úrovně hladiny v rozsahu okolo 150 cm dochaz, jednou za několik desítek let. Ve 20. století tato změna nastala dvakrát (Golyt-syn 1995). Pro delší časové období je charakteristická prudká zmena okolo 10 m iednou za 1 000 let. Extrémní rychlost změn je asi 14 m za 300 le£ nebo Um zvýšení a následně 14 m snížení za 700-800 let Mige 1992). Dlouhodobé setrvání na velmi zvýšené nebo snížené hodnote úrovne hladiny Kaspického moře je zcela výjimečné (Goluptsov, Lee 1999). -mA\n&™ Prognózy úrovně hladiny moře by tedy měly být sestavovány minimálne na 50 let což je nad dnešní možnosti poznání. Prognózy určené pro rozvoj národního hospodářství v pobřežní zóně Kaspického moře by mely zaručovat spolehlivost „alespoň" na dobu 10-20 let. Krátkodobé prognózy na 1-2 roky nic neznamenají, nemohou sloužit pro jakýkoliv rozvoj;, k výtvorem dlouhodobé regionální strategie. Během tohoto období se úroveň hladiny Kaspického moře zvyšuje nebo snižuje s průměrnou rychlostí 5-15 cm za rok (Golytsyn 1995, Butajev 1998). Od poloviny 80. let 20. století ruské hydrometeorológie centrum předpovídá úroveň hladiny Kaspického moře na jeden rok dopredu. Předpovědi jsou každoročně odvozené z dat získaných ze snehových zásob a zásob v podobě půdní vody v povodí řeky Volhy. Úroveň hladiny more je predpove-lena s předností okolo 5 cm (Meshcherskaya, Vorobeva 1990; Meshcherskaya, Aleksandrova 1993, In: Golytsyn 1995). Bohužel spolehlivé dlouhodobé prognózy ani v současnosti nemůžeme očekávat. Vedci se pouze shodli, ze v delším časovém období se dá kolísaní úrovně hladiny more očekávat v rozmezí mezi -20 a -29 m (Klige 1992). Ale existují i nepravdepodobne prognózy, jednu z nich uvádí například šachraj (1996, In: Butaev 1998), kterái predpokbadá propojení Kaspického a Černého moře. To by způsobilo vznik nového „oceánu". Ukázka některých prognóz je v tabulce 5 ,.„.
Každý výraznější výkyv úrovně hladiny muže zapříčinit obrovské zmeny v rozloze zatopených oblastí (viz tab. 6, 7). Sklon terénu v severních částech dosahuje řádově od 3-5 do 10-20 cm/km. Současná strategie v ruské»casta Kaspického pobřeží je plánována pro úroveň hladiny mezii-26 a -^^ale např. eolické procesy mohou nyní způsobit povodne od -23 do -22 m (Holubec
1998) i '
Z hlediska prognózy a současné analýzy změn úrovně hladiny more se ukázalo jako nejpříhodnější vytvoření základních klimatických modelu, které vycházejí z regionální klimatické předpovědi, historických dat a take zmengb-bálního charakteru. Od roku 1991 bylo v rámci proektu AMIF' (Atmospheric models intercomparison project) rozpracováno 30 klimatických modelu (Go-
lytVdnešní době spolupracují na prognózách týmy odborníků z různých vědních oborů, pracuje se s mnoha faktory, které v minulosti do prognóz zahrno-
417
Tab. 5 - Příklady několika prognóz úrovně hladiny Kaspického moře pro rok 2010
Autor, rok vzniku prognózy
Ratkovich 1993
Ratkovich,
Eolgovl994
Remízová, Myagkov 1995 Golubtsov, Lee 1995
Malinin 1995
Frolov 1995 Golitsynl998
Aplikované přístupy/metody
víceúčelové analýzy složek vodní bilance a paleogeografických studií pravděpodobnostní statistická analýza složek vodní bilance a kolísání úrovně hladiny Kaspického moře analýza vodní bilance Kaspického moře
série statistických analýz úrovně
hladiny Kaspického moře za posledních
436 let s porovnáním s daty vodní
bilance
fyzikální statistický model
semi-empirické teorie atmosférické
cirkulace Koncept přírodních
klimatických period (NCP)
vodní bilance, dynamicko-stochastický
model s použitím 3 scénářů
hydrometeorologických podmínek
vodní bilance, dynamicko-stochastický
model
Předpověď úrovně hladiny Kaspického moře (m) pro rok 2010
Podle: Mikhailichenko 2001
Tab. 6 - Změny plochy a objemu Kaspického moře
max. -26,0 (2050)
v rozmezí -27,10 až -29,90
-26,20 (2014) -27,70
-25,50
v rozmezí -26,10 až -29,25 v rozmezí -26,20 až -28,20
Úroveň hladiny Plocha Objem
moře{m abs.) (km2) (km3)
-24 433 900 79 883
-25 419 500 79 457
-26 405 100 79 045
-27 392 600 78 648
-28 376 345 78 081
-29 356 178 77 697
-30 344 080 77 328
-31 330 411 76 971
Podle: Goluptsov, Lee 1998
vány nebyly, ať už z důvodu podcenění významu nebo z neznalosti. Měří se rychlost větru, vlhkost, teplota hladiny, teplota vzduchu, tlak vzduchu, zjišťuje se příliv a odliv, seismické „kolébání", změny v chemickém složení vody v ústích řek, změny v akumulačních, srážkových procesech, výparu i změny v ekosystémech na pobřeží a v ústích řek atd.
Nelze sice přesně říci, kdy nastane další transgrese nebo re-
grese Kaspického more, zkušenosti ale ukazují, že stavby jakéhokoliv druhu kromě přístavů, by měly být konstruovány nad úrovní hladiny -23 m (Golubev 1979 1985) a měly by respektovat i morfologický stupeň stability území
Některé prognózy vycházejí ze vztahu mezi úrovní hladiny Kaspického more a atmosferickou cirkulací, resp. sluneční aktivitou. Prognózami vztahu mezi urovm hladiny Kaspického moře a sluneční aktivitou se v současnosti zabývají např. Bucharicin, Andreev (2006), jiní se pak zabývají dlouhotrvajícími prílivy, nutací zemského pólu, změnou rychlosti rotace Země. Další odborníci se pokoušejí nalézt přírodní periodické cykly Země, latentní pravidelnosti historického kolísání úrovně hladiny Kaspického moře atd. Jsou i prognózy, jež považují za podstatnější tektonickou činnost, globální oteplování atd
Prognózy často kombinují několik ukazatelů, které mají nebo by mohly mít vhv na úroveň hladiny Kaspického moře, kumulativně. Ještě nějakou dobu
418
Tab. 7 - Rozsah zatopení v pěti pobřežních státech
Státy Zýšení o 1 m (km2) Zvýšení o 2 m (km2) Zvýšení o 5 m (km2)
Azerbajdžan Írán Kazachstán Rusko Turkmenistán Celkem 730 300 6 340 4 170 930 12 470 1410 650 12 930 7 240 1500 23 730 2 420 1480 23 500 18 620 22 6901 46 020
Podle: Schrader 2001
Pozn.: 1 se zálivem Kara-Bogaz-Gol
potrvá, než dokážeme vytvořit přesnější dlouhodobou prognózu. Co už ale nyní dokážeme, je zpětně objasnit, proč s velkou pravděpodobností ke změně úrovně hladiny Kaspického moře došlo.
8. Závěr
Je zřejmé, že celková nebo částečná stabilizace úrovně hladiny Kaspického moře leží mimo lidské možnosti významnějšího zásahu. Ale určitý stupeň kontroly je možný, jak ukazuje zkušenost se zálivem Kara-Bogaz-Gol. Další možností je např. využití záplavových území severovýchodního Kaspiku jako odpařovací pánve. Tímto způsobem toto akvatorium fungovalo před tím, než se úroveň hladiny Kaspického moře začala v roce 1930 snižovat. Teoreticky je také možná kontrola úrovně hladiny moře pomocí regulace vodní spotřeby v povodí, zejména v povodí řeky Volhy (Golubev 1998).
Trvale udržitelný ekonomický rozvoj Kaspického regionu na teritoriích, kde dochází k prudkým změnám úrovně hladiny moře, nelze dosáhnout bez vyjednávání a spolupráce všech přikaspických států za mezinárodní pomoci, která je nezbytná. Je důležité si také uvědomit, že některému odvětví národního hospodářství může přinést zisk pokles či zdvih úrovně hladiny moře, jinému naopak ztrátu. Např. regrese moře odhalila značné množství plochy pevniny, což přispělo k rozvinutí ropného průmyslu, naopak transgrese zvyšuje biologické zásoby moře.
Nelze než souhlasit s Bucharicinem (2006): „Kaspické moře má vlastni samoregulační mechanismy, které jsou vedené přírodními zákony a člověk by je měl respektovat. Neměl by osídlovat záplavová území a v nich stavět zbytečné hráze, kanály, ale naopak tyto území opustit." Zjednodušeně lze uvést, že se zvětšením plochy se zvyšuje výpar z povrchu moře, který tlumí další zvyšování úrovně hladiny moře, a naopak se zmenšením plochy se sni: žuje i výpar, což tlumí další snižování úrovně. Na tomto principu pracuje i výměna vody (odtok-přítok) mezi mořem a přilehlými oblastmi. V samo-regulačním mechanismu mají důležitou funkci i zálivy jako známý Kara-Bogaz-Gol, nebo méně známy Mrtvý Kultuk a Kajdak. Při úrovni hladiny moře -30 m se Kaspické moře stává prakticky bezodtokým. Zatímco při zvýšení úrovně hladiny moře mořská voda přitéká z počátku do zálivu Kara-Bogaz-Gol, při úrovni hladiny moře -29 m do zálivu přitéká 5 km3 za rok. Jestliže se úroveň hladiny moře zvýší až -26 m, tak přiteče přibližně 20 km3 za rok. Při dalším zvyšování úrovně hladiny moře do -22 m „začínají pracovat" Mrtvý Kultuk a Kajdak, kam přitéká do 11 km3 za rok (Bu-tajev 1998).
419
Příroda Kaspiku a jeho umoří by měla být respektována. Jde o zvláštní případ, v němž jsou úzce integrovány přírodní, politické, ekologické, společenské a ekonomické faktory. To je nemožné bez efektivní mezinárodní pomoci -efektivního managementu Kaspického moře. Jeho zdroje nemohou být využívány bez jednání ve vzájemné shodě všech pěti pobřežních států.
Hlavní příčina mnohaletých změn úrovně hladiny Kaspického moře byla přírodního a jen částečně antropogenního charakteru. Za období pozorování byly největší zaznamenané změny úrovně hladiny Kaspického moře ve 30. a 80-90. letech 20. století. Ve 20. století byla nejvyšší průměrná roční úroveň hladiny v roce 1903 (-25,55 m) a nejnižší v roce 1977 (-29,15 m). Rozmezí změny úrovně hladiny Kaspického moře bylo za 20. století 3,6 m. Během 20. století došlo k poklesu úrovně hladiny Kaspického moře o 125 cm, průměrná změna intenzity úrovně hladiny byla -13,7 cm za rok. Každá změna úrovně moře o 1 cm za rok odpovídá změně ve vodní bilanci o 3,5-3,8 km3 za rok. Moře se zvyšuje nebo snižuje v průměru rychlostí 5-15 cm za rok.
Kaspické moře je jedinečné místo na Zemi, u kterého zřejmě nikdy nebudeme dopředu přesně znát, jak bude vypadat jeho úroveň hladiny za několik let. Přesto se dá konstatovat, že díky mezinárodní spolupráci došlo k prohloubení mnohých poznatků, které následně pomohly a pomáhají při řešení a předcházení kaspických problémů.
Je potřeba si uvědomit, že plocha Kaspického moře při dnešní úrovni jeho hladiny okolo 27 m pod úrovní hladiny světového oceánu, je 393 000 km2 a objem 78 574 km3. Variabilita jeho hladiny nemá vliv jen na regionální ale i na světovou tvorbu klimatu. Je potřebné, aby mezinárodní zájem o řešení kaspických problémů a jejich předcházení byl alespoň takový, jako o ekonomické využívání tohoto regionu.
Za pomoc při tvorbě tohoto článku děkuji prof. P. I. Bucharicinovi, který mi poskytl odborné konzultace a řadu užitečných materiálu a doc. A. Hynkovi za podporu v celém projektu.
Literatura:
ABUZYAROV, Z. K. (1999): Problems of the Caspian Sea level Predictions. Caspian Environment Programme, Facilitating Thematic Advisory Groups in Azerbaijan, Kazakhstan, Russia, & Turkmenistan.
ABUZYAROV, Z. K. (2000): Osnovnyje Rjezuftaty Djejatjeinosti KRTC po Izučjeniju Kolje-banja Urovnja Vody. Caspian Environment Programme, Facilitating Thematic Advisory Groups in Azerbaijan, Kazakhstan, Russia, & Turkmenistan, Almaty.
ALADIN, N, PLOTNIKOV, I. (2004): The Caspian Sea.
BJERJEZMJER, A. S. (1979): Pjerspjektiva razvitija vodopotrjebljenija v bassjejnje Kaspij-skogo morja// Vodnyje rjesursy, č. 1.
BORTNIK, V. N. (1991): The water balance of the Bay of Kara Bogaz-Gol under natural and controlled conditions. Trudy GOIN, c. 183.
BUCHARICIN, P. I. (1994): Opasnyje gidrologičjeskije javljenija na Sjevjernom Kaspii -Vodnyje rjesursy. Astrachanskaja ckspjedicionnaja basa Instituta vodných probljem Rossikskoj akadjemii nauk.
BUCHARICIN, P. I. (1997): Istorija Kasija i jego probljemy. Astrachanskij gosudarstyjen-nyj universitjet.
BUCHARICIN, P. I., ANDRJEJEV, A. N. (2006): Ritmy solnjecnoj aktivnosti i ožidajemyje ekstrjemaľnyje klimatičjeskije sobytija v sjevjero-kaspijskom riegionie na pieriod 2007-2017 gg., Moskva.
BUCHARICIN, P. L, BOLDYREV, B. J. (2002): Vjetrovyje volny v Kaspijskom morje. Astrachanskij gosudarstvjennyj universitjet.
BUCHARICIN, P. I. (2004): Osobjennosti vjetrovogo rježima na Kaspijskom morje v 2003 godu. Astrachanskij gosudarstvjennyj universitjet.
420
BUTAJEV A. M. (1998): Kaspij: zagadki urovnja. Machačkala.
GLADYS, L. N., TAGIROV, B. D. (1994): Sostajanije i probljemy zaščity Dagestanskogo pobjerježja Kaspija // Mjelioracija i vodnoje chozjajstvo, 1994, č. 1.
GOLYTSYN, G. S. (1995): The Caspian Sea level as a problem of diagnosis and prognosis of the regional climate change. Atmospheric and oceanic physics, 31, č. 3.
GOLYTSYN, G. S., PANIN, G. N. (1989): On water balance and current changes of the Caspian Sea level, Meteorol. Gidrolog.
GOLUBEV, G. N. (1985): Large-Seale Water Transfers: Emerging Environmental and bo-cial Experiences. Oxford: Tycooly Publishing, for UNEP.
GOLUBEV, G., N., et. al. (1998): Central Eurasian water crisis: Caspian, Aral, and Dead Seas. Part III: The Caspian Sea. Environmental policy-making for sustainable development of the Caspian Sea area. United Nations University.
GOLUBEV, G. N., BISWAS, A. K. (1979): Interregional Water Transfer: Projects and Problems. Oxford: Pergamon Press.
GOLUPTSOV, V. V.f LEE, V. I. (1998): Proposal for Improving the Water Balance ot the Caspian Sea. Caspian Environment Programme. Facilitating Thematic Advisory Groups in Azerbaijan, Kazakhstan, Russia, & Turkmenistan.
GOLUPTSOV, V. V et. al. (1999): Caspian Sea Monthly Water Balance Studies. Caspian Environment Programme, Facilitating Thematic Advisory Groups in Azerbaijan, Ka-zakstan, Russia, & Turkmenistan, Almaty.
GOLUPTSOV, V. V„ LEE, V. I. (1999): Changes of Water Balance Elements and Caspian Sea Level. Caspian Environment Programme, Caspian Centre for Water Level Fluctuations, Almaty. _T _ .
GOLUPTSOV, V. V., LEE, V. I. (2000a): Modeling of Monthly Sea Levels on Water Balance Equation for 1925-1998. Caspian Environment Programme, Almaty.
GOLUPTSOV, V. V., LEE, V. I. (2000b): Morphology of the Kara-Bogaz-Gol Bay and Evaporation Estimates from Measured Temperature. Centre for Water Level Fluctuations
Almaty. , ,
GOLUPTSOV, V. V., LEE, V. I. (2001): The review of scientific - Operations on change ot The Caspian Sea level and some units of its water balance. Caspian Environment Programme, Centre for Water Level Fluctuations, Almaty.
GOLUPTSOV, V. V., LEE, V. I (2001): Modeling Lower River Volga Losses. Caspian Environment Programme, Almaty.
KRITSKTY, S. N., et.al. (1975): Variations of the Caspian Sea Level. Moscow.
KLIGE, R. K. (1992): Changes in the water regime of the Caspian Sea. GeoJournal.
KONDRATOVICH, K. V., et. al. (1999): Relationship between Global Climatic Features and Volga Cold Season Rainfall. Caspian Environment Programme, Facilitating Thematic Advisory Groups in Azerbaijan, Kazakhstan, Russia, & Turkmenistan, Almaty.
KOSTIANOY A. G., LEBEDEV S. A. (2006): Satellite altimetry of The Caspian Sea. Mos-
KRUMGALZ, B, et al. (2002): Development of a New Technology for Complex Utilization of Mineral Resources of the Kara-Bogaz-Gol (Turkmenistan) under Present Conditions,
Ashgabat.
KUKSA, V. I. (1994): Southern Seas (Aral, Caspian, Azov and Black) under Anthropogenic Stress. St. Petersburg: Hydrometeoizdat.
MALININ V. N. (1994): Probjema prognóza urovnja Kaspijskogo morja. S. Peterburg.
MERSHCHERSKAY, A. V. (1999): Monthly synoptic types (1930-1995) over the Volga Drainage Basin. Report for the Caspian Environmental Programme, Sea Level Fluctuation Thematic Centre, Almaty, Kazakhstan.
MERSHCHERSKAY, et al. (1997): A method for long-term forecasting of the Caspian Sea level variations with annual lead time from meteorological data. Meteorologiya I Gidro-logiva, č. 9.
MEIGH, J., TATE, E. (2001): Grid based Model of the Caspian Sea Basin. Caspian Environment Programme Phase 2, Wallingford, St Petersburg.
MICHAJLOV, V. N. (1997): Javljajutsja li njedavnij pod'jem urovnja Kaspijskogo morja lje-go posljedstvija prirodnoj katastrofoj? Moskva.
MIKHAILICHENKO, Y. G. et. al. (2001): Caspian Coastal Profile Within Russian Federation. Caspian Regional Thematic Center for Integral Transboundary Coastal Area Management Planning, Caspian Environment Programme, Moscow.
MOJTAHED-ZADEH, P. (1992): The Changing World Order and the Geopolitical Regions of the Persian Gulf and Caspian-Central Asia. London: Urosevic Foundation Publications.
421
PIEYNS, S. A., et. al. (2000): CASPIAN - HYCOS Draft Project Identification Report. Caspian Environment Programme Phase 2, Almaty.
RATKOVICH, D. Y. (1993): Present-day water level fluctuations of the Caspian Sea. Water Resources, Vodnye Resursy.
SCHRADER, F. (2001): Caspian Sea Potential Inundation and Impacts on Human and Natural Environment. Caspian Environment Programme, Ashgabad.
SHIVARYOVA, S. (1998): Review of Hydrometeorological Data Collecting Stations Adjacent to the Caspian Sea. Caspian Environment Programme, Caspian Centre for Water Level Fluctuations, Almaty.
SHIVARYOVA, S., et. al. (2001): Setting-up Realtime Surge Forecasting System for the Caspian Sea. Caspian Environment Programme, Almaty.
TERZIEV, F. S., GOPTAREV, N. P. (1981): Zaliv Kara-Bogaz-Gol i probljema Kaspijskogo morja. Mjetjeorologija a gidrologija.
TERZIEV, F. S„ GOPTAREV, N. P., BORTTNIK, V. N. (1986): Probljema zaliva Kara-Bo-gaz-Gol. Vodnyje rjesursy.
Transboundary Diagnostic Analysis (2002): Caspian Envrionment - Physical Settings Are-nadal.
VOTÝPKA, J. (1988): Fyzická geografie SSSR. I. Univerzita Karlova v Praze, Statní pedagogické nakladatelství.
ZONN, I. S. (1997): Kaspijskij mjemorandum.
Summary
CHANGES OF WATER LEVEL FLUCTUATIONS OF THE CASPIAN SEA TO THE
END OF THE 20TH CENTURY
It is evident that the total or partial Caspian Sea water table stability is far from human capability. However, it can be controlled to a certain degree as it can be seen in the case of the Kara-Bogaz-Go] Bay. Another option is to use flooded territories/aquatories in the North-East part of the Caspian Sea as evaporative pan. They functioned this way before lowering of the Caspian Sea water table in 1930. But in practice, there exists a potential control of the Caspian Sea water table level (WTL) by regulation of water consumption in the Caspian Sea drainage basin, especially in the Volga catchment (Golubev 1998).
The sustainability of the Caspian Sea Region could not be achieved without the necessary negotiating and cooperation among the limitrophe countries on the international level on shifting transgression/regression areas with torrential changes of WTL. According to Butayev (1998) all rescue projects to save the Caspian Sea and from Caspian Sea were scientifically substantiated, economically favourable and aiming to human prosperity. On the other hand, WTL fluctuation can cause both benefits and losses to different sectors of national economy. In the case of regression of the Caspian Sea in the NE part, the new mainland offered an oil field for extraction of oil. In the reverse process of transgression, the increasing amount of biotic resources is available. A pertinent description of the situation is given by Bukharitsin (2006): „The CS has its own self-regulatory mechanisms of physical origin which should be respected by humans. It means to be aware of flooded territories/aquatories and not settle them, construct dykes, channels but on the contrary to abandon them."
A simple relation consists in increasing the water table surface causing an increasing evaporation which inhibits the subsequent increase of the WTL and vice versa: a reduced water table surface makes evaporation smaller which limits a further lowering of the WTL It is the main principle of water balance (outflow — inflow) between the sea and its drainage basin. In this self-regulating mechanism, some bays play a very important part, we can mention the well-known Kara-Bogaz-Gol and the less-known Dead Kultuk and Kajdak. At a WTL of 30 m a. s. 1., the Caspian Sea is practically without outflow, while in an increased WTL of 29 m a. s. 1., some 5 km^.year1 flow into Kara-Bogaz-Gol. If the WTL is of -26 m a. s. 1., the inflow into Kara-Bogaz-Gol amounts to 20 km^year1, and if of-22 m a. s. 1., the inflow goes also into Dead Kultuk and Kajdak with an amount of 11 kmlyear1 (Butayev 1998).
The physical landscape of the Caspian Sea and of its drainage basin including integral natural, economic, social and political factors ought to be respected in the frame of the international cooperation for an effective management of the Caspian Sea. The use of its
422
resources depends on mutual negotiation and general agreement of all five coast countries.
The main reasons of long term changes of the Caspian Sea WTL are physical and partially anthropogenous. In the course of the 20th century, the substantial changes in the WTL were recorded in the 1930s and then in the 1980s and 1990s, the highest WTL was registered in 1903 -25.55 m a. s. 1. and the lowest one in 1977 -29.15 m a. s. 1.; it means an oscillation of 3.6 m. The year's average change in the 20th century reached 13.7 cm.year-1; 1 cm.year-1 corresponding to 3.5-3.8 km3 .year-1 in water balance. The average change of the WTL is from 5 to 15 cm.yeair1.
The Caspian Sea is an outstanding and unique place on the Earth and we can hardly estimate its WTL in several next years. In spite of than and thanks to international cooperation, we have more useful knowledge for solving the future problems of the Caspian Sea. Now the area of the Caspian Sea at the WTL on -27 m a. s. 1. covers 393,000 km2 with a water volume of 78,574 km3. The variability of its WTL causes a climatic influence not only on the regional, but also on the global level. We can hope that international engagement in solving the Caspian Sea problems and their prevention will prefer ecological and economic sustainability in natural resources use.
I would like to acknowledge consultations I had with Professor P. I. Bukharitsin and Associated Professor A. Hynek who helped me with this contribution.
Fig. 1 - Oscillation of the Caspian Sea level in the period 1925-2000. Axis x - years, Axis y - altitude (m). Modified according to: Golubtsov, Lee 2000a.
(Pracoviště autora: autor je postgraduálním studentem Geografického ústavu Přírodovědecké fakulty MU, Kotlářská 2, 611 37 Brno; email: svozil@mail.muni.cz.)
Do redakce došlo 17. 3. 2006
423