Klima, klimatická změna a skleníkový efekt

RNDr. Ivana Nemešová, CSc.

Ústav fyziky atmosféry AV ČR

Zdá se, že se vědcům konečně podařilo najít důkaz globálního oteplování

Základní pojmy Počasí – je dáno okamžitým stavem atmosféry nad

určitým místem a vývojem synoptických systémů ze dne na den

    Klima - „průměrné počasí“, obvyklé v  určité době na určeném místě

   Proměnlivost klimatu (variabilita) – kolísání klimatických prvků kolem středních hodnot.

    Změna klimatu (FCCC): - změna, vyvolaná přímo či nepřímo lidskou aktivitou, která mění složení atmosféry a která představuje přídavek k přirozené proměnlivosti klimatu v daném období

Skleníkový efekt – radiační rovnováhaGHG: vodní pára (21), CO2 (7), ozon (2,4), NOx(1,4), CH4

(0,8) .... cca 33oCZvyšování koncentrací = zesílení skleníkového efektuNásledující obrázky se týkají jen CO2, ale růst platí i pro

ostatní GHG

Roční chod koncentrací CO2

změřený na Mauna Loa (1 ppmv = 1 díl v milionu objemově tj. 10-4 %)

Změny koncentrace CO2 a teploty stanovené z ledovcového vrtu na stanici Vostok v Antarktidě

Atmosférické koncentrace CO2 v minulosti a projekce podle scénářů emisí

Odchylky teploty vzduchu od hodnoty v 1990; do roku 1986 jde o 50-leté průměry, pak o 10-leté. Modely určené odchylky pro různé scénáře emisí od r. 2000

Modely klimatu - GCM jsou jediným prostředkem, který umožňuje vytváření

projekcí budoucí změny klimatu na pozadí přirozené proměnlivosti.

Vychází z modelů, které jsou používány pro předpověď počasí, což jsou fyzikální zákony, reprezentované matematickými rovnicemi ve 3 dimenzích pro uzlové body pokrývající zeměkouli. To je atmosférická složka.

Další komponenty úplného klimatického systému jsou:

Oceány, povrch kontinentů, kryosféra a biosféra. Všechny se navzájem ovlivňují.

Vývoj GCM je podmíněn vývojem ve sféře počítačových medií.

Rozlišení: Atmosféra:

horizontálně 250 km,

vertikálně 1km (nad BL)

Oceány: horizontálně 125 -250 km

vertikálně 200-400 m

Krok integrace : 30 min

Parametrizace (např. oblačnost)

GCM dokáže odlišit přirozené a antropogenní vlivy – kombinovaný efekt odpovídá pozorováním

Projekce klimatu pro 21.století Odchylka roční

průměrné teploty od průměru 1961 -1990 pro období 2071-2100, 2 emisní scénáře , modely AOGCM.

Předpokládané zvýšení průměrné roční globální teploty 1,4 až 5,8 oC

Konstrukce scénářů klimatické změnyz GCMjsou nutné pro odhady dopadů

Problém:

rozlišení a orografie

Příklad:

ČR a uzlové body modelu ECHAM

Obvykle se používá větší počet GCM a jejich výběr určuje souhlas výstupů s pozorováním

Příklad:

Průměrná roční amplituda teploty vzduchu: pozorování a GCM

(ECHAM4)

Konstrukce scénáře: GCM (1xCO2) vs. GCM (2xCO2)

Klima je charakterizováno: průměrnými hodnotami, variabilitou průměru, mezidenní a meziroční proměnlivostí. Metody konstrukce:1. Jednoduchá interpolace přímého výstupu mezi uzlovými body2. Dynamický DSC – vnořený LAM3. Statistický DSC – vztahy mezi prediktory a prediktandy v současném klimatu (1xCO2) jsou aplikovány na (2xCO2),

stochastický generátor WG.

Scénář pro ČR – 7 GCM, AVG=průměr

Roční teplota... zvýšení 1,2oC, 1,5 v lednu, 1,0 v červnuSrážky...zvýšení ročních srážek žádné, zvýšení o 5 – 10% v

XII – III, pokles v létě Denní amplituda teploty ...zvýšení v létě.

Nejistoty jsou značné:

     Stanovení budoucích emisí GHG a aerosolů

     Regionální změna klimatu

     Extrémní jevy

Překvapení nejsou vyloučena !!!

Dopady změny klimatu do všech sfér lidské

činnosti:

hydrologické poměry, zemědělství, lesy, zdravotní stav obyvatelstva....

ANTROPOCÉN – žijeme v něm

Klimatická změna je součástí změny globální, která je výrazem vzrůstající antropogenní aktivity v planetárním měřítku - „globalizace“.

Definice globalizmu: Soubor vazeb, které se vyjadřují toky kapitálu

a zboží, informací a idejí, lidí a environmentálně a biologicky relevantních látek

Globalizace přinesla prudké změny ve spotřebě (za 50 let):

   Počet lidí- 6 miliard je 2x vyšší než v r.1960, projekce pro 2050 je 9 miliard   Světový HDP vzrostl od 1950 15x   Ekonomická nerovnost narůstá Bohaté státy (15%)- produkují 50% HDP   Příjem 20% nejbohatších / 20% nejchudších byl 30:1 (1960), nyní 78:1    Spotřeba ropy se ztrojnásobila od 1960   Na transport připadá 25% světové spotřeby energie z

toho na automobilovou dopravu   Urbanizace zesiluje – 1950 – 30%, 2000 – 47%

Indikátory popisující vzrůstající roli lidstva od průmyslové revoluce

Indikátory změn v globálním systému

Trvale udržitelný rozvoj ?

globální zabezpečení lokálních potřeb, které podporují život v dlouhodobém horizontu 

Efektivní řízení zemského systému ?

Je možné být optimistou....….?

Děkuji za pozornost