Klimatická změna – mýtus nebo fakt? Michal Žák

Témata Klimatický systém Vývoj klimatu a historické změny Skleníkový efekt Pozorované změny klimatu a jeho projekce Rizika a dopady Emisní situace Možná řešení

Počasí a klima = okamžitý stav atmosféry = „průměrný“ (charakteristický) stav počasí daného místa

Klimatický systém a příčiny jeho změn extraterestrické vlivy sluneční záření, sluneční činnost, změny orbitální dráhy, sluneční vítr aj. terestrické vlivy rozložení pevnin a oceánů, sopečná činnost, vegetační pokrývka změny vnitřní dynamiky systému antropogenní změny (nárůst emisí, uvolňování tepla, aj.) fyzikální systém atmosféra oceán zemský povrch biosféra chemické vazby biologické změny zpětné vazby mezi složkami systému

Zesilování skleníkového efektu atmosféra a zemský povrch pohlcuje a odráží sluneční záření dlouhovlnné vyzařování Země bez skleníkových plynů Þ T ~ 255 K působení přirozeného množství skleníkových plynů Þ T ~ 288 K antropogenní skleníkové plyny Þ DT > 0 skleníkové plyny vodní pára, CO2, CH4, N2O, PFC, HFC, SF6, O3, pevné aerosoly

Vývoj klimatu historie a poslední tisíciletí střídání teplých a chladných období - cykly s periodou 100 až 140 tisíc let poslední tisíciletí - klima relativně stabilní 9. – 14. století teplejší 16. – 19. století chladnější 20. století výrazně teplejší CO2 T

Vývoj klimatu poslední století nárůst teploty ve 20.století (pravděpodobně) nejvyšší za posledních 1000 let zesílení nárůstu v posledních 2-3 desetiletích poslední dekáda historicky nejteplejší 11 z posledních 12 let = nejteplejší od poloviny 19.století

Změny emisí a koncentrací nárůst emisí od r.1990 o 13% a jejich akumulace v atmosféře dlouhé setrvávání v atmosféře (roky) dobré promíchávání nezávislost na místě vzniku Þ globální aspekty CO2 CH4 N2O F-plyny 5-200 10-15 120 102-103 CO2 CH4 koncentrace (od ca 1750) CO2 ­ 35% CH4 ­ 140% N2O ­ 18% F-plyny ­ zcela nové! N2O

Radiační působení skl. plynů vodní pára: kombinovaný vliv (výpar, oblačnost, zpětné vazby) obsah vodní páry přibližně konstantní horní odhad podílu na skleníkovém efektu 50-70%

Globální teplota DT » 0,74 oC DT » 0,60 oC poslední dekáda nejteplejší (1906 – 2005) DT » 0,60 oC (1901 – 2000) poslední dekáda nejteplejší

Globální změny teploty

Globální teplota DT » 0,74 oC DT » 0,60 oC poslední dekáda nejteplejší (1906 – 2005) DT » 0,60 oC (1901 – 2000) poslední dekáda nejteplejší

Pozorované změny v ČR 1961-2000 nárůst ročních průměrů Tmax, Tmin a Tprům; trendy statisticky významné nárůst sezónních průměrů Tmax a Tprům (ne podzim) nárůst zimních a jarních Tmin nad 700 m n.m. 1981-2000 teplejší než 1961-1980; 1991-2000 jednoznačně nejteplejší období; pokračuje i po r.2000 trvání denních Tprům ≥ 0 °C delší o 11 dní, ≥ 5°C o 4 dny, ≥ 10°C o 5 dní, ≥ 15 °C o 15 dní jaro + léto = zvýšení denní amplitudy podzim + zima = pokles denní amplitudy srážky = mírný pokles konec jara+léto, nárůst v zimě zvýšená extremalita počasí

lineární trendy oC / 10 let ČR územní teploty lineární trendy oC / 10 let posledních 34 let – 0,29 posledních 25 let – 0,34 posledních 10 let – 0,82 teplá polovina roku

Oteplování je globální jev oteplení s výjimkou východního Pacifiku, jižních oceánů a některých částí Antarktidy zemský povrch se otepluje výrazně rychleji než oceán oceán (na rozdíl od pevniny) akumuluje teplo oteplení střední troposféry je konsistentní s oteplením povrchu

Oteplování je nehomogenní severní polokoule DT » 0,6 oC jižní polokoule DT » 0,3 oC severní polokoule (z.š.>65o N) DT » 1,5 oC globální DT » 0,4 oC

Oceán zvýšení teploty do hloubky ~ 3000 m pohlcení ~ 80 % aditivního tepla trend výparu nad oceány = +1,2 % / 10 let (1988-2004) moře pevnina akumulace tepla

Letní extrémní teploty ve střední Evropě

Zvýšený výpar převážně nárůst výparu nad oceány globální trend výparu nad oceány (1988-2004) = +1,2 % / 10 let konsistentní s nárůstem teploty

Extremalita srážek trend výskytu extrémních srážek v % / 10 let (1951–2003) příspěvek extrémních srážek k celkovým (%)

Sněhová pokrývka, arktický led, permafrost rozsah sněhové pokrývky rozsah permafrostu arktické zalednění

Pevninské ledovce (Evropa) v osmi z devíti ledovcových oblastí dochází k úbytku 1850 - 1980 – pokles o 30 % plochy 1980 – 2000 – pokles o 20 % léto 2003 – pokles o 10 % alpské ledovce ve Švýcarsku – úbytek 1,3 % / rok 2035 – ztráta 50 % 2050 - ztráta 75 % 2100 – ztráta 100 % (pod 2500 m n.m) rozšiřování pobřežních ledovců v Norsku = nárůst srážek

Zatím chybí dostatek důkazů (tropické cyklony) zalednění Antarktidy severoatlantická termohalinní cirkulace jevy malých měřítek (tornáda, blesky, kroupy, prachové bouře)

Projevy změn (shrnutí) Nárůst povrchové a troposférické teploty obsahu vodní páry a tepla nad/v oceánech Pokles objemu horských ledovců, Grónského ledovce, některých ledovců v Antarktidě sněhové pokrývky, arktického zalednění a permafrostu Zvýšená „extremalita“ zesílení západního proudění ve středních z.š. zvýšení četnosti silných srážek a bezesrážkových období změny extrémních teplot - méně studených dnů, studených nocí, mrazových dnů - více teplých dnů, teplých nocí - vlny vysokých teplot

IPCC AR4 2007 2002 - rozhodnutí o přípravě 2003 - struktura obsahu a kapitol 2004-2006 - vlastní příprava AR4 2006-2007 - tři připomínková kola každý díl = tři části: ZPRÁVA, TS, SPM syntéza a analýza publikovaných recenzovaných výsledků – žádné „hlasování zpolitizovaných vědců“ (!!!) problém interpretace výsledků (snaha politiků a extrémních enviro-aktivistů o zviditelnění)

Příčiny změn (IPCC AR4) „Značná část nárůstu průměrných globálních teplot je velmi pravděpodobně (> 90 %) spojena se zvýšenou produkcí skleníkových plynů antropogenního původu.“ Z upřesněné spolehlivosti výroku nelze 1) dovozovat kvantitativní stanovení podílu člověka na globálním oteplování a následně na klimatické změně 2) zpochybňovat existenci vlivu člověka na globální klima

Projekce očekávaného vývoje emisní scénáře SRES do r. 2030 nezávisí na volbě scénáře příští dvě desetiletí Þ DT » 0,2 oC / 10 let stabilizace koncentrací (2000) DT » 0,1 oC / 10 let scénář nárůst teploty (ºC) zvýšení hladiny moří (m) nejlepší odhad rozsah modelový rozsah stabilizace (2000) 0,6 0,3 – 0,9 není k dispozici B1 1,8 1,1 – 2,9 0,18 – 0,38 A1T 2,4 1,4 – 3,8 0,20 – 0,45 B2 0,20 – 0,43 A1B 2,8 1,7 – 4,4 0,21 – 0,48 A2 3,4 2,0 – 5,4 0,23 – 0,51 A1FI 4,0 2,4 – 6,4 0,26 – 0,59

Vývojové emisní scénáře IPCC SRES 2000 A1 rychlý růst ekonomiky a vývoj nových technologií A1FI intenzivní využívání fosilních paliv A1T bez fosilních paliv A1B vyvážené využívání všech zdrojů energie A2 heterogenní svět, silný populační nárůst, přetrvávající regionální ekonomické rozdíly B1 postupující globalizace, rychlý rozvoj informačních technologií, služeb, zavádění nových technologií B2 důraz na udržitelný rozvoj, podpora regionálních ekonomik, různorodost technologických změn

Projekce vývoje nárůst teploty extrémně vysoké teploty nárůsty hladin vyšší než dosud vyšší nad pevninou a ve vyšších z.š. severní polokoule nižší nad jižními oceány a severním Atlantikem extrémně vysoké teploty nárůsty hladin

Projekce vývoje snižování výšky i rozsahu sněhové pokrývky tání permafrostu ubývání pevninských, arktických a částečně i antarktických ledovců silné a přívalové srážky pokles výskytu tropických cyklón (vyšší intensita) změny srážkového režimu (vyšší zeměpisné šířky nárůst, subtropické oblasti nad pevninami pokles)

Globální a regionální modely (příklad) globální klimatické modely jsou vhodné pro zjednodušený terén (ve složitějším terénu příliš nevyhovují) Þ detaily lze přesněji popsat regionálními modely

Projekce změn teploty

Projekce změn srážek zima léto 33

Výhled dopadů a rizik všechny kontinenty a většina oceánů postižené sektory rozložení dopadů a rizik je plošně nehomogenní změna klimatu = problém globální dopady, zranitelnost = problém regionální / lokální vazba na sociální a ekonomické podmínky vodní hospodářství zemědělství lesnictví lidské zdraví energetika turistika aj. ………

Evropa klíčový prvek = VODA tání horských ledovců změny srážkového režimu (léto – silné, intenzivní srážky, ale i sucho) delší vegetační období s problémem vláhy migrace živočišných i rostlinných druhů zdravotní rizika (teplotní vlny) záplavy, povodně (i časně jarní) pobřežní vlny, erose půdy (Atlantik) turistika (zimní, letní) pokles lesní produktivity dopady na energetiku (vodní, chlazení, posun špiček) klíčový prvek = VODA

Klíčová rizika v Evropě

Voda - změny v 21. století Definice: water stress = < 1000 m3/rok.obyv. Scénář A1B = velmi rychlý ekonomický nárůst v celém světě, vysoký populační nárůst, rovnoměrný energetický mix

ČR - Modelové scénáře (r. 2050) zvýšení Tprům o 0,9 až 3,0 °C zvyšování Tmax počet dní s extrémními teplotami častější střídání extrémně teplých, resp. chladných období zejména v létě pokles ročních úhrnů srážek o 0,2 až 0,6 %/rok posun k nižším srážkovým úhrnům na jaře a v létě, k vyšším v zimě častější výskyt extrémních povětrnostních jevů

Emisní vývoj podíl (%) na AXI podíl (%) na non-AXI 2005 ČR USA 32,1 EU-15 19,2 Rusko 8,5 Japonsko 6,2 Německo 4,6 Kanada 3,4 V.Británie 3,0 ČR (18.) 0,7 podíl (%) na non-AXI Čína 33,9 Indie 10,2 Brazílie 3,2 Mexiko J.Afrika 2005 AXI : non-AXI » 50 : 50 ČR

Spotřeba primárních zdrojů 1990-2004: » ­ 1,4 % / rok rychlý nárůst v non-AXI státech velké hydro a geotermální zdroje stagnují nárůst větrné a solární energetiky (z nízké úrovně) 40

Řešení problému změn klimatu klimatická změna a proměnlivost klimatu dopady na společnost řešení problémů adaptace snižování emisí

Adaptační opatření předjímající (před vznikem rizika) soubor možných přizpůsobení přírodního nebo antropogenního systému skutečné nebo předpokládané změně klimatu a jejím dopadům (IPCC TAR, 2001) předjímající (před vznikem rizika) reaktivní (po zjištění rizika) autonomní (přirozené adaptace) plánovaná (výsledek politického uvažování) Adaptační kapacita = potenciál nebo schopnost systému, regiónu, nebo společnosti se změnám přizpůsobit (geografická a socio-ekonomická proměnná) 42

Snižování emisí a adaptace Mitigace (snižování emisí) a adaptace mají řadu společných prvků Mitigační a adaptační kapacity vztah k sociálním a ekonomickým podmínkám závislost na přístupu ke zdrojům a technologiím trhům a finančním prostředkům informacím a způsobům řízení silně závisí na lokálních, národních, regionálních podmínkách

Kjótský protokol přijetí - prosinec 1997 průmyslové státy - kvantitativní redukční cíle rozvojové státy - žádné redukční cíle redukce agregovaných emisí CO2 do 2008-2012 o nejméně 5,2 % vůči stavu v roce 1990 zahrnutí propadů ze sektoru LUCF původně deklarovaná priorita = snižování emisí na národní úrovni další (flexibilní) mechanismy vstup v platnost - 16.2.2005 „neúčast“ USA a Austrálie, změna postoje Kanady hledání cest po roce 2012

Emise 2004-1990 nárůst pokles

Plnění Protokolu v EU-15

Plnění Protokolu v EU-10 emise ČR

OZE výroba elektřiny OZE

podíl na celosvětových emisích EU-10 83,5% ČR 16,5% 2,9% EU-25 97,1% podíl na celosvětových emisích 0,2 – 0,4 % 3,4% EU-15 96,6% Podíl emisí ČR

Podíly plynů a sektorů (ČR)

Potenciál snížení emisí PEZ (2030) AXI celkové emise » 48,5 Gt potenciál úspor » 7,4 Gt Þ » 15 % non-AXI AXI 51

Potenciál snížení emisí (sektory) 2030 52

Adaptace ve vodním hospodářství zvýšení retenční vlastnosti krajiny revitalizace vodohospodářských systémů a zvýšení flexibility a efektivnosti vodohospodářských soustav zvýšení efektivnosti řízení vodních děl v nestacionárních podmínkách (rizikové a neurčité situace) zajištění bezpečnosti proti přelití zkvalitnění rozhodovacího procesu, změny ovladatelného retenčního prostoru zajišťování bezpečného průchodu povodní omezení znehodnocování vody kontaminacemi

Adaptace v zemědělství změna druhů zemědělských plodin nové agrotechnické postupy snižování ztrát půdní vláhy zajištění reprodukce půdní úrodnosti zvýšení stability půd, erozní ohrožení optimální využití závlah pro produkci speciálních plodin eliminace zvýšeného tlaku infekčních chorob, působení plísní a hmyzu a plevelů

Adaptace v lesnictví lokální predikce možného ohrožení dlouhodobé plánování a respektování specifik lesních oblastí zvyšování adaptačního potenciálu lesů druhová, genová a věková diverzifikace porostů náhrada jednodruhových porostů směsí dřevin eliminace rizik gradací hmyzích škůdců, vaskulárních mykóz a kořenových hnilob

Atributy politiky EU (1) „Vedoucí úloha“ EU v mezinárodních jednáních post-2012 období (jednání 2007-2009) „Teplotní hranice“ = do 2oC (preindustr.) Integrovaná energetická a klimatická politika Energetická politika musí zajistit bezpečnost dodávek energie konkurenceschopnost ekonomiky environmentální udržitelnost Snižování emisí krátkodobý cíl (2020) = 30%, resp. 20% (1990) dlouhodobý cíl (2050) = 60-80% Snaha „naklonit si“ rozvojové státy

Atributy politiky EU (2) Diferencovaný přístup členských států národní okolnosti, spravedlnost, transparentnost technické analýzy Energetická politika – výhledy do r.2020 Energetický akční plán (EPE) pro 2007-2009 zvýšení energetické účinnosti o 20 % závazný celkový cíl 20% energie z OZE závazný minimální cíl 10% biopaliv respektování národního výběru energetického mixu náznak otevření diskuse o jádru

Klíčové signály (1) Klimatická změna je realitou Vliv člověka nelze podceňovat, ale ani přeceňovat Interference s klimatickým systémem je regionálně nehomogenní (poloha, dopady, adaptační i mitigační kapacita) Změna způsobu výroby i spotřeby energie (na národní i globální úrovni) snižování energetické náročnosti dekarbonizace ekonomiky (OZE, jádro) ekonomické vztahy

Klíčové signály (2) Klimatická politika musí obsahovat podporu vědy, výzkumu a uplatnění nových technologií kombinaci regulatorních a tržních nástrojů motivační právní rámec (dotační politika nesmí ohrožovat surovinové vstupy) Klimatická politika musí zajistit vyváženost přístupů snižování emisí a adaptačních opatření a jejich ekonomických souvislostí Energetická politika musí být založena na diskusi reálných možností využívání domácích energetických zdrojů, vč. ekonomických vazeb posílení domácí energetické infrastruktury (nespoléhat se příliš na evropskou koordinaci)

Voda (konec 21. století vs. dnes) Scénář A1B = velmi rychlý ekonomický nárůst v celém světě, vysoký populační nárůst, rovnoměrný energetický mix

Voda (dnes)