Narušení ozónové vrstvy Globální problémy Změny klimatu Narušení ozónové vrstvy

Skleníkový efekt „skleníkové“ zvýšení teploty o ~ 33°C Změny klimatu Skleníkový efekt „skleníkové“ zvýšení teploty o ~ 33°C účinné plyny: H2O, CO2, CH4, NOx … 21 % energie se použije na vypařování vody z oceánů 1 % energie se přemění na kinetickou energii větrů 0.1 % využijí zelené rostliny

antropogenní emise uhlíku Změny klimatu Dodatečný skleníkový efekt – CO2 antropogenní emise uhlíku

historická měření obsahu CO2 v atmosféře Změny klimatu Dodatečný skleníkový efekt – CO2 97% emisí z přirozených zdrojů (rozklad organické hmoty) bilance ukládáním (rostliny, voda) 3% antropogenního původu (fosilní paliva, odlesňování) přírůstek od 19. stol. 35% historická měření obsahu CO2 v atmosféře

Změny klimatu

Vzájemná korelace množství CO2 a průměrné teploty v historii Země

Dodatečný skleníkový efekt – další plynné emise Změny klimatu Dodatečný skleníkový efekt – další plynné emise relativní význam dodatečných emisí CH4 : zdrojem těžba zemního plynu, pěstování rýže, chov dobytka, roztávání tundry. Dodatečné emise o 145% vyšší proti přirozenému stavu. NOx : zdrojem spalování fosilních paliv, dodatečné emise o 15% vyšší proti přirozenému stavu. CFC : bez přírodního zdroje, pouze antropogenní původ.

Změny klimatu od 19. století zvýšení teploty za posledních 100 let o 0,7 ± 0,2°C zvýšení hladiny oceánů o 10 – 25 cm do dekády 1998-2007 spadá 8 nejteplejších let od r. 1860 tání ledovců – 50% ledové vrstvy v Arktidě, horské ledovce teplotní výkyvy od r. 1860

Klimatické modely: předpověď pro 21. století Změny klimatu Klimatické modely: předpověď pro 21. století výpočetní modely, založené na fyzikálních zákonech proudění, přenosu tepla a stavového chování ověřováno na popisu historických dat o vývoji klimatu výsledky (kolem r. 2050): zvýšení teploty o 1,5 – 3,5 °C - zvýšení hladiny oceánů o 15 – 50cm úbytek 1/3 - 1/2 ledovců nárůst množství a intenzity extrémních klimatických jevů (dlouhotrvající sucha, záplavy, větrné smrště)

zvýšení hladiny oceánu o 50 cm zasáhne nejméně 100 milionů lidí Změny klimatu Proč to vadí? zvýšení hladiny oceánu o 50 cm zasáhne nejméně 100 milionů lidí roztátí horských ledovců zvýší problémy v zásobování pitnou vodou déletrvající sucha znemožní zemědělství v dnes již okrajových oblastech 4. 50 – 80 milionů případů malárie ročně navíc rychlost změny přesahuje adaptační schopnost některých druhů i celých (nespojitých) ekosystémů 6. možné odklonění Golfského proudu

Změny klimatu Odezva Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) pod patronací U.N. Environmental Program a World Meteorological Organization, 2000 vědců, od r. 1990 vydány tři zprávy o stavu a perspektivách globálního klimatu 1997 Kyotský protokol, snížení emisí skleníkových plynů v průměru o 5,2% mezi lety 1990 a 2008-2012, rychlejší pokles u průmyslových zemí. Vstoupil v platnost koncem 2004 (neratifikovaly m.j. USA, Čína) snížení emisí nutné pro udržení koncentrace skleníkových plynů na současné úrovni plyn snížení o % (odhad IPCC) snížení o % (odhad EPA) CO2 více jak 60 % 50 - 80 % CH4 15-20 10-20 N2O 70-80 70-80 freon 11 70-75 75-100 freon 12 75-85 75-100

emise uhlíku přepočtené na osobu Změny klimatu: závěr emise uhlíku přepočtené na osobu

předpokládaný vývoj emisí uhlíku do r. 2100 Změny klimatu: závěr předpokládaný vývoj emisí uhlíku do r. 2100

Rozvrstvení atmosféry Narušení ozónové vrstvy Rozvrstvení atmosféry Ve stratosféře teplotní zvrat díky zachytávání UV záření, které se spotřebuje na procesy vzniku a zániku ozónu (O3) a přitom se uvolní jako teplo. Stratosféra je díky tomu stabilní, bez promíchávání prouděním. Ozón je jedinou účinnou ochranou života na Zemi před účinky tvrdého UV záření.

použití: klimatizace, chladící zařízení, rozprašovače, hasící Narušení ozónové vrstvy CFC - freony od r. 1932 (Midgley) nehořlavé, netoxické, chemicky inertní použití: klimatizace, chladící zařízení, rozprašovače, hasící přístroje, čistidla… životnost v atmosféře kolem 50 let – dost času na difúzi do všech částí stratosféry

Katalytický rozklad ozónu Narušení ozónové vrstvy Katalytický rozklad ozónu UV záření odštěpí z molekuly freonu chlorový atom… 2. …atom chloru katalyzuje reakci rozkladu ozónu na molekulární kyslík… 3. …tím je narušena rovnováha v rychlosti vzniku a zániku ozónu a dochází k jeho absolutnímu úbytku. 4. Katalytický účinek prokázán (teoreticky i experimentálně) v r. 1974 – Rowland & Mollina

Ozónová díra nad Antarktidou Narušení ozónové vrstvy Ozónová díra nad Antarktidou úbytek ozónu nad Antarktidou kombinace atmosférických podmínek v průběhu antarktické zimy a zesíleného katalytického účinku chloru na počátku jara data od r. 1976 publikována v r. 1984 (Farman) počáteční nesoulad s údaji ze satelitních měření… úbytek ozónu v současnosti na méně než polovinu dlouhodobého průměru

Narušení ozónové vrstvy Odezva 1987 Montrealský protokol o snížení produkce plynů, narušujících ozónovou vrstvu, vytvořen fond pomoci rozvojovým zemím v nahrazování freonů (i) produkce CFC bude od roku 1990 zredukována na úroveň z roku 1986 (ii) od roku 1994 redukce o 20 % oproti 1986 (iii) od roku 1999 redukce o 50 % oproti roku 1986 (iv) rozvojové země používající méně jak 0.3 kg CFC /os.rok jsou pro první desetiletí osvobozeni od těchto restrikcí dodatky ke smlouvě 1990 v Londýně, 1992 v Kodani, 1997 v Montrealu, 1999 v Pekingu – úplné zastavení výroby v průmyslových zemích, postupný útlum v rozvojových zemích

úbytek ozónové vrstvy, rok 2008 Narušení ozónové vrstvy: závěr úbytek ozónové vrstvy, rok 2008

rozsah ozónové díry, rok 2008 Narušení ozónové vrstvy: závěr rozsah ozónové díry, rok 2008

průměrný roční rozsah ozónové vrstvy Narušení ozónové vrstvy: závěr průměrný roční rozsah ozónové vrstvy