BIO spotrebiteľ

Klíma bez hraníc

27.11.2007 15:47
Atmosféra, počasie a klíma. Energetická bilancia atmosféry Zeme a skleníkový efekt. Skleníkové plyny. Slovensko v 20. storočí a prognózy pre 21. storočie . Projekt “LET THE SUNSHINE IN”.
História politického nazerania na problematiku klímy, má niekoľko významných medzníkov:
  1. 1979 – zriadený pri OSN Svetový klimatický program
  2. 1988 – zriadený Medzivládny panel pre klimatickú zmenu (IPCC)
  3. 1992 – prijatý Rámcový dohovor OSN o zmene klímy
  4. 1997 – Kjótsky protokol (zníženie emisií skleníkových plynov v priemerne o 5,2 % oproti referenčnej hodnote v roku 1990, a to do obdobia rokov 2008 – 2012).

Atmosféra, počasie a klíma

Povrch Zeme je obklopený plynným obalom – atmosférou. Atmosféra obsahuje celú radu plynov (hlavne dusík, kyslík a argón), vodnú paru, poletavé častice – aerosóly v pevnom a kvapalnom skupenstve, živé organizmy alebo časti ich tiel (vlákna mikroskopických húb, peľové zrnka, mikroorganizmy) a znečisťujúce látky. Podľa chemického zloženia môžeme atmosféru rozčleniť na homosféru (do 90 km, molekulová hmotnosť sa tu prakticky nemení) a heterosféru (dochádza tu k difúzii plynov a k zmene molekulovej hmotnosti).

V homosfére sú hlavnými plynnými zložkami: dusík (cca 78 objemových percent), kyslík (21 %), vodná para, oxid uhličitý, vzácne plyny a iné zložky s nepatrným zastúpením. Okrem plynov obsahuje atmosféra aj mnohé pevné a tekuté zložky – tzv. atmosférické aerosóly. Tie môžu byť prirodzené (cca 90 %, ako kozmický a vulkanický prach, prachové a vodné častice, peľ a pod.) a antropogenne (dostávajú sa do ovzdušia činnosťou človeka).

V súvislosti s rastom vzdialenosti od zemského povrchu sa atmosféra podľa zmien teploty a ďalších hľadísk delí na: troposféru (od povrchu do 8 až 18 km), stratosféru (do 50 až 55 km), mezosféru (do 80 až 90 km), termosféru (asi do 400 km), exosféru (nad 400 km).

Klíma alebo podnebie je dlhodobý charakteristický režim počasia. Počasie je stav atmosféry charakterizovaný súhrnom hodnôt všetkých meteorologických prvkov a atmosférickými javmi na určitom mieste a v určitom čase. Klíma teda odráža dlhodobé trendy a počasie momentálny stav.

Klíma je taktiež štatistický súbor stavov úplného klimatického systému Zeme, ktorým prechádza počas dlhších období. Klimatický systém Zeme sa skladá z: atmosféry, hydrosféry (voda na Zemi), kryosféry (sneh a ľad na Zemi), litosféry (horné vrstvy zemskej kôry), biosféry (živé organizmy na Zemi), noosféry (aktivity človeka).

Na zmenu a kolísanie klímy majú vplyv rôzne prirodzené javy a procesy ako napr. aktivita Slnka (napr. Milankovičové cykly), rozmiestnenie oceánov a kontinentov a oceánske prúdenie (najmä termo – halinné oceánske prúdenie), obsah vodnej pary v atmosfére, pokrytie Zeme ľadovcami a snehom, jav El Ňińo, sopečné erupcie a pod.

Rast alebo pokles priemerných teplôt posilňujú alebo zoslabujú pozitívne (napr. spätná väžba vodnej pary, albedo ľadu) a negatívne (napr. tzv. globálne stmievanie spôsobené výskytom kondenzačných dráh lietadiel, prašnosť atmosféry vyvolaná sopečnými erupciami) spätné väzby.


Energetická bilancia atmosféry Zeme a skleníkový efekt

Žiarivá energia zo Slnka dopadajúca na 1 m2 povrchu položený mimo atmosféru a priamo obráteného k Slnku je 1 367 wattov (W), tzv. solárna konštanta (kolíše do 7 W/m2). Reálna priemerná energia dopadajúca na 1 m2 vodorovného povrchu ležiaceho mimo atmosféry je iba jedna štvrtina tejto hodnoty – asi 342 W. Z tejto hodnoty sa priemerne okolo 30 % odráža späť do vonkajšieho priestoru od oblakov, molekúl plynu atmosféry a povrchu pevnín a oceánov. Zvyšných 70 % slnečného žiarenia je pohlcovaných a spätne vo forme tepla vyžarovaných z pevnín a oceánov (12 %), oblakov (10 %) a skleníkových plynov (48 %).

Plyny dusík a kyslík, ktoré tvoria väčšinu atmosféry, žiarenie ani nepohlcujú, ani nevysielajú. Väčšinu infračerveného žiarenia, ktoré Zem vysiela, pohltia v atmosfére vodné pary, oxid uhličitý a iné prirodzene sa vyskytujúce "skleníkové plyny". Práve tieto plyny spôsobujú rozdiel asi 33 C medzi skutočnou priemernou povrchovou teplotou na Zemi (+ 15 C) a hodnotou (- 18 C) pre atmosféru, ktorá by obsahovala iba dusík a kyslík. Pôsobenie tejto radiačne aktívnej vrstvy sa nazýva prirodzený skleníkový efekt a príslušné plyny sa nazývajú skleníkové plyny (radiačne aktívne plyny). Účinok sa nazýva “prirodzeným” preto, že všetky atmosférické plyny, okrem chlórofluórovaných uhľovodíkov (CFC, halóny) sa tu vyskytovali skôr, než tu boli ľudia. Produkovaním skleníkových plynov ľudskou činnosťou, zväčšujeme schopnosť atmosféry pohlcovať infračervené žiarenie, a tak narušujeme rovnováhu, ktorú zabezpečuje podnebie medzi dopadajúcou a vyžarovanou energiou - zvýšený skleníkový účinok.


Skleníkové plyny

Hlavným skleníkovým plynom je vodná para. Jej obsah v atmosfére však nemôžme ovplyvniť, nakoľko je určený teplotou.

Oxid uhličitý
  • Veľmi účinné pohlcuje dlhovlnné infračervené žiarenie.
  • Skleníkový účinok: 1
  • Predindustriálna koncentrácia: 280 ppm
  • Dnešná koncentrácia: 379 ppm (2005)
  • Doba pobytu v atmosfére: 120 rokov
  • Radiačný účinok na molekulu: 1
  • Hlavné zdroje: spaľovanie fosilných palív (80 %), odlesňovanie, zmena vo využívaní pôdy, spaľovanie biomasy, erózia.
  • Zdvojnásobenie koncentrácie CO2, bez spätných väzieb, zvyšuje radiačný účinok o 3,75 W/m2.
Metán
  • Skleníkový účinok: 21 (zvýšenie koncentrácie o 0,05 ppm = 1 ºC oteplenia)
  • Predindustriálna koncentrácia: 715 ppb
  • Dnešná koncentrácia: 1 774 ppb (2005)
  • Doba pobytu v atmosfére: 12 rokov
  • Radiačný účinok na molekulu: 24
  • Hlavné zdroje: črevná fermentácia dobytka a hmyzu (30 %), spaľovanie biomasy a skládky odpadov (15 %), uhoľné sloje a úniky plynu (10 %), ryžové polia (25 %), mokrade a tundra (20 %)
Oxid dusný
  • Skleníkový účinok: 200 – 300 (IPCC – 310)
  • Predindustriálna koncentrácia: 0,275 ppm
  • Dnešná koncentrácia: 0,33 ppm
  • Doba pobytu v atmosfére: 115 - 150 rokov
  • Radiačný účinok na molekulu: 200
  • Hlavné zdroje: poľnohospodárske hnojivá, spaľovanie fosílnych palív, spaľovanie biomasy, zmena vo využívaní pôdy.
  • Z atmosféry nie je odstraňovaný žiadnymi chemickými procesmi, takže preniká až do stratosféry, kde sa podieľa na rozklade ozónu.
Troposférický ozón
  • Skleníkový účinok: 2 000
  • Predindustriálna koncentrácia: 0,03 ppm
  • Dnešná koncentrácia: 40 – 50 ppm
  • Doba pobytu v atmosfére: -
  • Radiačný účinok na molekulu: -
  • Hlavné zdroje: fotochemickými reakciami z metánu, oxidu uhoľnatého, oxidov dusíka, biogénnych (terpény) a antropogénnych uhľovodíkov.
  • Atmosférický ozón sa meria v Dobsonových jednotkách (1 mm vrstva čistého ozónu pri tlaku 0,1 MPa a teplote 0 ºC = 100 DU).
Freóny
  • Sú to syntetické látky.
  • Skleníkový účinok: 5 000 – 10 000 (IPCC: F-plyny: 140 až 23 900)
  • Predindustriálna koncentrácia: 0
  • Dnešná koncentrácia: 0,3 ppb
  • Doba pobytu v atmosfére: HFC – 1,4 roka, SF6 – 3 200 rokov, CF4 – 50 000 rokov
  • Radiačný účinok na molekulu: HFC – 7,8, SF6 – 33 592, CF4 – 5 168
  • Hlavné zdroje: aerosóly (30 %), chladničky (30 %), plastické peny (32 %), rozpúšťadla, počítačový priemysel, sterilizácia, farmaceutický priemysel (8 %)

20. storočie a prognózy pre 21. storočie

Práve z dôvodu závažností problému zmien klímy bol v roku 1988 pri OSN zostavený poradný orgán – Medzivládny panel pre zmeny klímy (IPCC- Intergovernmental Panel on Climate Change, www.unep.org, www.ipcc.ch).

Tento orgán v roku 2007 skonštatoval:
  • V 20. storočí vzrástla globálna teplota o 0,74 ºC.
  • Predpokladaný rast teploty v 21. storočí: 1,8 až 6,4 ºC.
  • V 20. storočí sa zvýšila hladina oceánov priemerne o 17 cm.
  • Predpokladané zvýšenie hladiny v 21. storočí: 28 – 58 cm
  • Ročná strata ľadu v Grónsku je 230 km3 z objemu 2,5 milióna km3 ľadu.
  • Objem ľadu v Severnom ľadovom oceáne sa od roku 1978 znižuje rýchlosťou cca 2,7 % za 10 rokov.

Slovensko v 20. storočí a prognózy pre 21. storočie
  • Rast priemernej teploty vzduchu o 1,1 ºC (v zime viac, Hurbanovo 1871 – 2004 o 1,4 ºC).
  • Pokles zrážok o 5,6 % (na juhu o 10 %, na severe rast na niektorých lokalitách o 3 %).
  • Pokles relatívnej vlhkosti vzduchu (do 5 %).
  • Pokles snehovej pokrývky na celom území SR.
  • Kjótsky záväzok – znížiť emisie o 8 % oproti referenčného roku 1990 (realita: - 31 %).
  • Energetická náročnosť, prepočítaná na paritu kúpnej sily, v roku 2003 bola stále 1,9-krát vyššia ako priemer EÚ.
Scenáre zmien mesačných priemerných teplôt vzduchu v porovnaní s priemerom 1951 – 1980 pre Slovensko: model CCCM 1997: 1,8 až 3,6 ºC, model CCCM 2000: 2,2 až 4,8 ºC, model GISS 1998: 1,8 až 2,8 ºC. Je potrebné si uvedomiť, že klimatický rozdiel 1 ºC predstavuje rozdiel medzi klímou Komárna a Trenčína resp. Lučenca a Banskej Bystrice.

Hydrologický cyklus a vodné zdroje: model CCCM 1997: do roku 2010 až 64 % plochy územia bude patriť do pásma poklesu odtoku o 5 až 20 %, model CCCM 1997: do roku 2075 až 77 % plochy územia bude patriť do pásma poklesu odtoku o 20 až 40 %. Z hľadiska výškových pásiem: do roku 2075 až 47 % pokles odtoku z nížin a 18 % pokles z nadmorskej výšky nad 1 500 m. n. m. Nárast zimného a jarného odtoku a pokles letného a jesenného odtoku (február až október v nížinách, najvýraznejšie máj až júl – až o 70 %, sever – apríl až október, najvýraznejšie apríl až máj – až o 50 %).

Poľnohospodárstvo: Rast evapotranspiračného deficitu (potenciálna evapotr. mínus aktuálna evapotr.) na južnom Slovensku o 126 mm do roku 2075, na severe (Liptovský Hrádok) o 111 % (66 mm), Podunajská a Záhorská nížina: priemerné mesačné teploty vzduchu budú kladné počas celého roka od roku 2030, predĺženie hlavného vegetačného obdobia (T nad 10 ºC) v roku 2075 o 43 dní na juž. Slovensku a 84 dní na severe.

Lesníctvo: Existuje niekoľko modelov - Holdridge model, Forest Gap model, Analýza bioklimatických podmienok, Analýza klimatickej vodnej bilancie.

Forest Gap model predpokladá:
  • 1. až 3. vegetačný stupeň – zánik spoločenstiev s účasťou smreka a jedle, nástup dubových xerotermných lesov.
  • 4. až 6. vegetačný stupeň – zánik, prípadne okrajový výskyt jedle a smtreka, rozvoj zmiešaných spoločenstiev buka s účasťou cenných listnáčov.
  • 7. až 8. vegetačný stupeň – rozvoj zmiešaných smrekovo – jedľových porastov, posun hornej hranice lesa.
Už v súčasnosti existuje značný rozpor medzi reálnymi bioklimatickými podmienkami stromov a optimalnými bioklimatickými podmienkami (71 % plochy smreka, 82 % jedle, 32 % plochy buka leží už v tejto chvíli mimo optimálnych bioklimatických podmienok). Pre Európu existuje predpoklad, že na 1 ºC oteplenia sa posúvajú vegetačné pásma o 150 – 200 km na sever a o 125 až 180 m nahor (do vyšších nadmorských výšok).


Ako ďalej?

Na to, akým spôsobom obmedziť vypúšťanie skleníkových plynov do atmosféry, existuje množstvo náhľadov – od vizionárskych až po tie reálnejšie. Tu je niekoľko z nich:
  • Odstraňovanie oxidu uhličitého zo splodín vytváraných pri spaľovaní fosílnych palív - 80 až 90 % účinnosť technológii pri cene 110 až 180 USD/1 tonu C (30 – 50 USD/1 tonu CO2).
  • Zvýšenie absorpcie oxidu uhličitého v rastlinách a pôde.
  • Zvýšenie akumulácie oxidu uhličitého v biomase morí – produkcia fytoplanktónu je limitovaná nedostatkom dusíka a ten je primárne spôsobený nedostatkom fosforu a železa. Hnojenie oceánov železom? Aké dôsledky by to malo?
  • Pumpovanie oxidu uhličitého do veľkých hĺbok oceánu. Aké dopady na pH oceánov by to malo?
  • Uskladňovanie oxidu uhličitého v podzemných rezervoároch (bane, vyťažené ložiská ropy a zemného plynu).
  • Zvyšovanie energetickej účinnosti využívania fosílnych zdrojov zavádzaním moderných technológií.
  • Šetrenie energiami.
  • Potláčanie individuálnej dopravy a motivačné programy pre využívanie hromadnej dopravy, chôdze a bicyklovania, pri presunoch na krátke vzdialenosti.
  • Opatrenia v lesnom hospodárstve a poľnohospodárstve, dôraz na ekologickú obnovu krajiny.
  • Znižovanie materiálovej náročnosti technologických procesov, zvyšovanie miery separovanie a recyklácie odpadov.
  • Boj z dezertifikáciou (globálne zalesňovacie programy).
  • Zmena spotrebiteľských vzorcov (ústup od preferovania konzumného spôsobu života k proaktívnemu životu orientovaného na ľudí a prírodu).
  • Rozvoj alternatívnych zdrojov energie, aj s ohľadom na ich ekologickú stopu a návratnosť investícií.



Projekt “LET THE SUNSHINE IN”

Trilaterálny rakúsko-česko-slovenský projekt “LET THE SUNSHINE IN”, terminovaný na roky 2007 – 2010, má za úlohu zvýšiť povedomie verejnosti o klimatických zmenách, obnoviteľných zdrojoch energie a prispieť tak k vytvoreniu globálneho udržateľného energetického systému. Aktivity projektu, ktoré sú financované Európskou komisiou, sú zamerané na zviditeľnenie globálnych environmentálnych problémov a navrhnutie ich riešení na lokálnej úrovni. Súčasťou projektu je aj vytvorenie národných kancelárií Klimatickej Aliancie na Slovensku a v Čechách, kde zatiaľ chýbajú.

Informácie o podmienkach pre vstup miest, obcí a škôl do Klimatickej Aliancie žiadajte e-mailom na jassova@zivica.sk (Ivana Jaššová).
Adresa: CEEV Živica, Vysoká 18, 811 06 Bratislava, tel./fax: 02/ 52 96 29 29, www.ekoporadna.sk.

Informácie o seminároch pre učiteľov “Klíma bez hraníc” (možnosť realizovať vo vašom regióne), pdf. prezentáciu ku Klimatickej Aliancii, ktorú vám zašleme e-mailom ... žiadajte na oztatry@slovanet.sk (Mgr. Rudolf Pado).
Adresa: Občianske združenie TATRY, KEMI 627/5, 031 04 Liptovský Mikuláš, tel.: 044/553 10 27, 0903 028 364, www.ekokompas.host.sk


Odporúčané informačné zdroje:





Hodnotenie: 70%, 2 hlasy Ako veľmi sa Vám páči tento článok? Dajte mu svoj hlas.

Rudolf PadoPredseda a projektový manažér OZ TATRY. Vyštudoval geológiu a geochémiu na Prírodovedeckej fakulte UK v Bratislave. OZ
TATRY realizuje dlhodobú víziu nazvanú Program obnovy krajiny v podtatranskom regióne.

Súvisiace články


Diskusia: Klíma bez ...



    Pridať názor na článok





    BIO magazín

    Životné prostredie
    popis



    Najčítanejšie v rubrike



    Tento web používa na poskytovanie služieb, personalizáciu reklám a analýzu návštevnosti súbory cookie. Používaním tohto webu s tým súhlasíte. Viac informácií