Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Rozložení a toky uhlíku v biosféře. Biogeochemický cyklus uhlíku: biomasa a litosféra biom rozloha 10 6 km 2 vegetace půda celkem tropický les17,6 212216.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Rozložení a toky uhlíku v biosféře. Biogeochemický cyklus uhlíku: biomasa a litosféra biom rozloha 10 6 km 2 vegetace půda celkem tropický les17,6 212216."— Transkript prezentace:

1 Rozložení a toky uhlíku v biosféře

2 Biogeochemický cyklus uhlíku: biomasa a litosféra biom rozloha 10 6 km 2 vegetace půda celkem tropický les17, les mírného p.10, boreální les13, savana22, step12, pouště45, tundra9, mokřady3, pole celkem151, Globální rezervoáry uhlíku v biomase a v půdě do hloubky 1m, Gt uhlíku

3 Biogeochemický cyklus uhlíku: atmosféra Uhlík je v atmosféře zastoupen zejména CO 2, méně CH 4 CO 2 ovlivňuje skleníkový efekt, úzce souvisí s fotosyntézou a respirací Obsah CO 2 v atmosféře narůstá od dob průmyslové revoluce Nárůst obsahu CO 2 dokumentován z koncentrací v ledu, izotopovým složením přírůstkových zón korálů a dřevin Preindustriální atmosféra obsahovala ppm CO 2, současná koncentrace CO 2 je 390 ppm CH 4 vzniká při anaerobních procesech v rýžových polích, ve velkochovech dobytka, v termitištích, uvolňuje se z fosilních paliv, rašelinišť, mokřadů Působí rovněž jako skleníkový plyn Oxidací CH 4 vzniká CO

4 Obsah CO 2 v atmosféře : Keelingova křivka Atmosférická koncentrace CO 2 : výkyvy plynou ze sezónních variací v produkci biomasy.

5 Historická měření obsahu CO 2 v atmosféře

6 Biogeochemický cyklus uhlíku: procesy Výměna CO 2 mezi hydrosférou a atmosférou: oceán je významný rezervoár, příjem CO 2 z atmosféry je omezený karbonátovou rovnováhou a pomalým míšením povrchových a hlubinných vod. Rozpuštěné množství ovlivňuje atmosférická koncentrace CO 2 a teplota. CO 2 uvolňovaný z antropogenních procesů: nejvýznamnější je spalování fosilních paliv, produkce cementu, změny v charakteru krajiny, odlesňování, desertifikace atd. Pohlcování CO 2 asimilující biomasou: hnojivý vliv vyšší koncentrace CO 2 se obtížně prokazuje, ale experimenty ukazují že zvýšená koncentrace CO 2 může až 2-3x zvýšit asimilaci CO 2 a vázat uhlík v biomase zejména kořenových systémů, půdních mikroorganismů a hub.

7 Radiační rovnováha v atmosféře Ze Slunce do zemské atmosféry dopadá cca 343 W.m -2 cca 1/3 záření odražena atmosférou cca 2/3 záření pohltí planeta a následně skleníkové plyny, které zvyšují teplotu o 33  C (78% energie) 21 % energie se použije na vypařování vody z oceánů 1 % energie se přemění na kinetickou energii větrů 0.1 % využijí zelené rostliny

8 Korelace obsahu CO 2 v atmosféře a průměrných teplot Změny koncentrace CO 2 a teploty stanovené z ledovcového vrtu na stanici Vostok v Antarktidě

9 Vývoj průměrných teplot za posledních 130 let Nejteplejších 10 let: 2005,2010,1998,2009,2003, 2002,2006, 2007,2012,2011

10 Relativní vliv antropogenních skleníkových plynů

11 Relativní emise z různých druhů činností

12 Skleníkové plyny v ČR (celkové a pouze CO 2 )

13 Vývoj růstu průměrných teplot

14 Vývoj hladiny oceánů (spodní odhad)

15 Předpovědi klimatických modelů - klimatické změny způsobí více srážek v tropech, méně v subtropech, střídání prudkých bouří se zničujícím suchem - obří kusy ledovců roztáté zvýšenou teplotou by mohly vytvořit vrstvu chladné vody a ochromit nebo zeslabit proudění např. Golfského proudu (možné je paradoxní snížení teploty v Evropě) - šíření teplomilných rostlinných a živočišných druhů (v posledních letech na našem území pozorovány kudlanka, vlha, šakal, je možné očekávat mizení chladnomilných rostlin - např. smrk) - Afrika - šíření pouští, eroze v pobřežních oblastech, neúroda, šíření tropických chorob - Asie - pohyb lidí od zaplavených pobřeží, severní oblasti kontinentu vlhčí podnebí - vyšší výnosy - jižní a střední Asie - sucha, šířící se choroby, povodně, vedra, lesní požáry, cyklony - Austrálie - rozšíření pouští, cyklony, nárazové záplavy - Evropa - jižní Evropa - sucha a vedra, severní Evropa - tání tundry, střední Evropa - záplavy a letní vedra - Amerika - sucha, záplavy, cyklony

16 Reakce světového společenství Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), 3 zprávy o vývoji klimatu Kjótský protokol (do r. 2012), nejasné pokračování  omezení emisí oxidu uhličitého a pěti dalších skleníkových plynů Strategie pro útlum globálního oteplení zahrnují vývoj nových technologií, využití solární a větrné energie a dalších obnovitelných zdrojů, jaderné energie, palivových článků, úspor energie, uhlíkových daní a sekvestraci uhlíku (ukládání CO 2 v geologických formacích)

17 Ozónosféra Statosférický ozón chrání organismy před účinky vysoce energetického UV záření. Vliv ozónu na absorbci UV záření je pozorován již od 1881 (Hartley), pionýrské práce práce prováděli Fabry a Dobson (Dobsonovy jednotky). Kdyby běžně se vyskytující ozón vytvořil souvislou vrstvu kolem Země za atmosférického tlaku, měla by tloušťku 3 mm, což odpovídá 300 Dobsonovým jednotkám. Většina ozónu je shromážděna ve stratosféře, ve výšce kolem 25 km.

18 Koncentrační profil ozónu

19 Vznik ozónové vrstvy: Chapmanův mechanismus V roce 1930 Chapman navrhnul model fotochemických reakcí kyslíku jako příčinu vzniku ozónosféry: O 2 + h  O + O <243 nm(1) O + O 2 + M  O 3 + M(2) O 3 + h  O + O 2 (3) O + O 3  O 2 + O 2 (4) M představuje molekulu např. O 2 nebo N 2, která „převezme“ přebytečnou energii (uvolní se jako teplo, které ohřívá stratosféru). O je vysoce reaktivní kyslíkový radikál.

20 Katalytický rozklad ozónu Alternativou k pomalé reakci (4) je efektivnější a rychlejší proces se stejným výsledkem: X + O 3  XO + O 2 (5) XO + O  X + O 2 (6) výsledná reakce tedy je O + O 3  2O 2 (7) V reakcích (5, 6) má X charakter katalyzátoru, tzn. nespotřebovává se, pouze urychluje celý proces. X je zastoupeno zejména radikály H, OH, NO, Cl, Br. Nepatrná množství těchto látek způsobují masivní propad množství O 3 ve stratosféře.

21 Freony výroba od r (Thomas Midgley, DuPont – původně General Motors, vynálezce tetraetylolova) nehořlavé, netoxické, chemicky inertní použití: klimatizace, chladící zařízení, rozprašovače, hasící přístroje, čistidla… životnost v atmosféře nejméně 50 let – dost času na difúzi do všech částí stratosféry

22 Katalytický účinek freonů 1970 Paul Crutzen navrhnul mechanismus katalytického odbourávání ozónu (na příkladu oxidů dusíku) V roce 1974 Mario Molina a Sherwood Rowland ukázali, že na destrukci ozónu se podílejí dichlordifluormethan CF 2 Cl 2 (CFC 12,  1/2 = 139 let) a trichlormonofluormethan CFCl 3 (CFC 11,  1/2 = 77 let) 1985 Joseph Farman publikoval data o poklesu ozónové vrstvy v Antarktidě (nesouhlas s měřeními satelitu NASA způsobený chybným zpracováním satelitních dat) 1995 Nobelova cena – Crutzen, Molina, Rowland

23 Meziroční měření ozónu nad Antarktidou

24 Montrealský protokol a následná ujednání V září 1987 podepsán tzv. Montrealský protokol, který kontroluje následující sloučeniny vzorecčíslopotenciáldoba setrvání destrukce O 3 CFCl 3 CFC - 111,077 let CF 2 Cl 2 CFC-121,0139 let C 2 F 3 ClCFC-1130,892 let C 2 F 4 Cl 2 CFC-1141,0180 let C 2 F 5 ClCFC-1150,6380 let CF 2 BrClhalon 12112,712,5 let CF 3 Brhalon ,4101 let C 2 F 4 Br 2 halon 24025,6není známa

25 Projekce koncentrace freonů v atmosféře

26 Úbytek stratosférického ozónu průměrný roční úbytek ozónové vrstvy

27 Úbytek stratosférického ozónu průměrný roční rozsah ozónové díry

28 Úbytek stratosférického ozónu rozsah ozónové díry 2013

29 Úbytek stratosférického ozónu úbytek ozónové vrstvy 2013


Stáhnout ppt "Rozložení a toky uhlíku v biosféře. Biogeochemický cyklus uhlíku: biomasa a litosféra biom rozloha 10 6 km 2 vegetace půda celkem tropický les17,6 212216."

Podobné prezentace


Reklamy Google