Informace o charakteru, průběhu a hodnocení předmětu. Složky životního prostředí.
September 19, 2013
1    Cíle předmětu, průběh výuky
1.1 Environmentalistika
Co je environmentalistika?
• Předmět ("obor") zabývající se životním prostředím a jeho utvářením;
• kombinující pohledy přírodovědné (ekologické, biofyzikálni, chemické, biochemické, atd.)
• s faktory ekonomickými, sociálními a politickými.
• Informatika a IT hrají rozhodující roli v získávání a zpracování environ-mentálních dat, podpoře rozhodování a
• při naplnění "práva na informace"
Název "Environmentalistika" v tomto přesném znění je obvyklý pouze ve středoevropském kontextu. Jinak se budto uvádějí konkrétní vědní disciplíny nebo souhrnné "en-vironmental science".
1.2 Cíle předmětu
• Shrnout a prohloubit dosavadní znalosti z environmentálni oblasti
• Poznat hlavní trendy, globální i lokální problémy
• Orientovat se v současném chaosu (pro některé krizi) environmentálního myšlení a politiky
• ... A především si vytvořit vlastní názor!
1.3 Průběh výuky
• Výuka je organizována v podobě přednášek (2 hod týdně)
• vedených částečně seminární formou (diskuse, sdílení názorů)
1
1.4 Hodnocení
Pro splnění požadavků a získání kolokvia je třeba:
• účastnit se "rozumného počtu" přednášek
• aktivně se v nich zapojit
• samostatně vypracovat a řádně odevzdat požadované práce (eseje)
1.5 Kolokvium
Probíhá formou rozpravy s vyučujícím, přičemž jednoho sezení se účastní více studentů současně.
• Přihlásit se via IS
• s předstihem (aspoň den předem) vložit poslední esej do IS
• dostavit se na kolokvium (B307, pracovna TP)
1.6 Návazné kurzy
Na FI jsou to především:
• Informační systémy v ekologii (prof. Hřebíček)
• Integrované systémy řízení (prof. Hřebíček)
1.7 Další možnosti spolupráce
Diplomové a bakalářské práce
• prof. Hřebíček: především environmentálni IS, e-government, matematické modelování, webové portály...
• dr. Ráček: spolupráce na projektech MZP, CENIA, ...
• TP: spolupráce na DP, BP a projektech s využitím Complex Event Processing (CEP) vč. environmentálni oblasti
• Zapsat si (možno i opakovaně) PV226 Seminář Lasaris
2   Základní pojmy
2.1    Co je životní prostředí?
Označení "životní prostředí" je dnes používáno v mnoha oborech, dnes již zdaleka ne jen technických či přírodovědných (biologie, ekologie, geografie), ale v rostoucí míře i ve vědách humanitních (etika, právo, ekonomie). Vývoj názoru na význam spojení životní prostředí v posledních několika desetiletích prodělal značný vývoj. Co se tedy v těchto různorodých kontextech rozumí pod tímto označením?Environmentální problémy a otázky
2
2.2   Definice UNESCO
"... souhrn ekologických činitelů, které mají bezprostřední význam pro život a vývoj určitého druhu nebo pro jeho populaci. Činitelé prostředí na sebe vzájemně působí a společně vytvářejí podmínky daného prostředí, ve kterém žije určitý organismus nebo populace."
2.3 Definice MŽP
„Systém složený z přírodních, umělých a sociálních složek materiálního světa, jež jsou nebo mohou být s uvažovaným objektem ve stálé interakci. Je to vše, co vytváří přirozené podmínky existence organismů, včetně člověka a je předpokladem jejich dalšího vývoje. Složkami je především ovzduší, voda, horniny, půda, organismy, ekosystémy a energie."
2.4 Složky ZP - přírodní
Mezi přírodní složky počítáme následující:
• Neživá příroda
• Ovzduší (atmosféra)
• Půda (pedosféra, litosféra) a krajina
• Voda (hydrosféra)
• Živá příroda (biosféra)
• Flora
• Fauna
2.5 Složky ZP - umělé
Umělými složkami ZP jsou:
• Obytné prostředí
• Pracovní prostředí
• Rekreační prostředí
2.6 Environmentálni činitelé
Na uvedené složky, jak přírodní tak umělé, potom působí řada environmentálních činitelů. Těmito činiteli mohou být subjekty antropického charakteru (jedinec, sdružení jedinců za určitým cílem, státy, celé lidské společenství) nebo jsou to činitelé původu přírodního (přírodní jevy).
• Jsou to budto procesy odehrávající se uvnitř v jednotlivých složkách životního prostředí (vnitřní činitelé ve vodě, půdě, atmosféře) anebo
• se jedná o působení vnějších činitelů.
3
Člověk nepůsobí na složky životního prostředí přímo (jako jedinec), ale zpravidla prostřednictvím jím vytvořených prostředků (nástrojů, zařízení, strojů, postupů, technologií) při nejrůznějších činnostech nejen hospodářské povahy, které mají vliv jak na přírodní, tak na umělé složky životního prostředí.
2.7 Pozitivní a negativní vlivy na ZP
Vliv těchto činností nemusí být vždy pozitivní. Negativní vlivy se dříve či později nepříznivě projeví nejen na člověku samotném - na jeho zdravotním stavu člověka jako jedince či lidského společenství jako celku (i na jeho genofondu), ale také přímo na ekonomických aktivitách člověka, např. ve formě dodatečných nákladů, které budou muset být vydávány k udržení tempa klasicky pojatého hospodářského rozvoje. V takovém případě by se hospodářský růst obrátil přímo proti sobě samotnému a sám by se začal brzdit zápornou zpětnou vazbou.Proto se hledá takový model hospodářského, sociálního a kulturního rozvoje, který by umožňoval důstojný život dnešního člověka a přitom zachoval takové podmínky i pro další generace - aby člověk nežil na úkor příštích generací.
2.8 Environmentálni problémy (1)
Problematika životního prostředí a jeho ochrany se dostává do středu pozornosti vlád a veřejnosti již od šedesátých let. Milníkem se stala dnes již klasická konference Spojených národů o životním prostředí člověka konaná v roce 1972 ve Stockholmu. Bylo to v rozporuplné první polovině sedmdesátých let, kdy náhlá světová energetická krize (byt vyvolaná politicko/vojensky) znamenala první vážné varování extenzivnímu rozvoji ekonomiky a přehlíživému vztahu k prostředí, v němž člověk žije. Článek 13 Stockholmské deklarace zněl: "Pro dosažení racionálnějšího využívání zdrojů a pro zlepšení životního prostředí by státy měly přijmout integrovaný a koordinovaný přístup ke svému rozvojovému plánování tak, aby byl jejich rozvoj v souladu s potřebou chránit a zlepšovat lidské životní prostředí ku prospěchu jejich obyvatelstva." Komplexní pojímání environmentálních problémů souvisí i s jejich izolovaným sledováním či naopak dáváním jednotlivých prvků do souvislostí. Zpočátku bylo totiž působení člověka na jednotlivé oblasti životního prostředí zkoumáno izolovaně. Popisoval a modeloval se vliv lidských činností na jeho jednotlivé složky, např. ovzduší, ale neexistoval ucelený pohled na životní prostředí jako celek a dostatečně se nevnímaly souvislosti jeho jednotlivých složek. Pozornost byla obrácena spíše k řešení následků, než k identifikaci, pochopení a odstranění následků.
2.9 Environmentálni problémy (2)
Krokem vpřed bylo vnímání životního prostředí jako celku se všemi vztahy uvnitř i vně (směrem od/k člověku). Toto ucelené vnímání se stalo základem vědy zvané ekologie. Ekologie se stala odborným zázemím ochrany životního prostředí, bylo však třeba identifikovat ty, kdo budou z tohoto zázemí čerpat.Postupně se dospělo k poznání, že ochrana životního prostředí je záležitost, která nesmí být ponechána pouze na individuální zodpovědnosti soukromých subjektů, ale že je třeba deklarovat také zájem státu spolupodílet se na sledování a ochraně životního prostředí. Začaly vznikat výbory či ministerstva životního prostředí,
4
případně státní agentury, které dostaly tento resort na starost. Systematičtěji se začalo pracovat na legislativě v této oblasti a sledování životního prostředí začala pomáhat i informatika.
3   Zkoumání životního prostředí
3.1 Historický vývoj nauky o životním prostředí - Starověk
O první explicitní zkoumání vztahů v živé přírodě a mezi živými organismy a jejich životním prostředí se pokoušeli již staří Řekové. Tehdy ještě nebyla ekologie (či dokonce environmentalistika) vyčleněna jako samostatná vědecká disciplína, ale tvořila jeden celek především s filozofií a lékařstvím. V této souvislosti uvedme jména význačného (a nej známějšího) antického lékaře Hippokrata (460-370 př.n.l.) a jednoho z nej význačnějších myslitelů starověku vůbec, Aristotela (384-322 př.n.l.).
3.2 Středověk
Pozdější středověká evropská (západní) civilizace zatlačila zájem o člověka a jeho životní prostředí do stínu náboženských otázek. Přírodní vědy se v té době rozvíjely spíše v jiných oblastech světa, nejblíže tomu bylo v Arábii, odkud pochází i jméno slavného Avicenny.
3.3 Novověk
Vzkříšení zájmu o člověka (i z pohledu medicíny) znamenala renesance s jejím návratem k antickým základům, ale výraznější impuls zkoumání vztahu člověka a jeho prostředí přinesl až přelom 17. a 18. století. Antoni van Leeuwen-hoek, významný nizozemský lékař, nejenže začal využívat ke zkoumání mikrobů optický mikroskop, ale věnoval se též potravním řetězcům v přírodě a vývoji populace. Významným předělem v historii názorů na přírodu vůbec byla evoluční teorie slavného anglického vědce Charlese Darwina. Na něj navázal německý biolog Ernst Haeckel, který je považován za "formálního" zakladatele ekologie jako vědy. Podstatný rozvoj této disciplíny započal však nejdříve v 50. letech 20. století; v době, kdy se již začaly projevovat první vážné ekologické problémy - např. v souvislosti s pesticidy (DDT).
3.4 Dnešek
Za posledních pět desetiletí se ekologie proměnila z úzce přírodovědné disciplíny ve vědu s úzkými vazbami na:
přírodovědné biologie, chemie, fyzika
technické strojírenství, chemická technologie, doprava, energetika humanitní vědy filozofie, etika, sociologie
S těmito změnami náhledu se mění i přístup k environmentálnímu vzdělávání a výchově.
5
4   Planeta Země a její vývoj
4.1 Planeta Země
• Jednou z devíti planet naší sluneční soustavy, v pořadí (Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun a Pluto) třetí nejbližší Slunci.
• Má tvar geoidu (geometrické těleso odpovídající tvaru Země), od koule se liší zejména zploštěním na pólech, k němuž došlo vlivem odstředivé síly zemské rotace.
• Kolem středu sluneční soustavy - přesněji kolem společného těžiště oběhne Země za jeden astronomický rok.
• Otáčka kolem vlastní osy trvá jeden den.
• Tím, že je osa otáčení nakloněna vůči rovině oběhu má za následek střídáni ročních období , způsobené rozdílným slunečním osvitem. V extrémním případě (za polárními kruhy) nastává (v létě) polární den a (v zimě) polární noc , což jsou "dny", kdy budto slunce vůbec nezapadne za obzor (den), nebo se naopak vůbec neobjeví nad obzorem (noc).
• Země má jednu přirozenou oběžnici - Měsíc, který je relativně (vůči oběžnicím jiných planet slun. soustavy) velmi velký, má asi 1/81 hmotnosti Země, proto se někdy soustava Země-Měsíc považuje za dvojplanetu.
4.2 Vývoj Země
Vývoj planety Země započal zhruba před 4.5 miliardami let spolu s vývojem celé sluneční soustavy.Asi za 1,5 miliardy let poté se začaly na Zemi objevovat první známky života. Člověk se na Zemi objevil mnohem později, jeho první předchůdci se objevují kolem před dvěma až jedním mil. let.Zde je přesnější rozčlenění na geologická období (http://cs.wikipedia.org/wiki/ GeologickY/.C3Y/.BD\_Y/.C4Y/.8Das) naleznete např. na Wikipedii, nebo zde jako spirála (http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Geologica\_time\ _USGS.png).Je možné se podívat na studentskou práci - přehled vývoje Země (http://www.sweb.cz/historiezeme/).
4.3 Podmínky vývoje života na Zemi
Hlavní faktory umožňující vznik a přežití živých organismů na Zemi:
• Přiměřená vzdálenost od Slunce (úměrně jeho radiačnímu výkonu) spolu s
• vhodnou atmosférou Země (zejm. obsah 02 a ochrana před zářením z kosmu),
• přítomností vody (dokonce ve velkém množství) a
• existencí magnetického pole Země (ochrana před slunečním větrem a jinými nabitými částicemi)
6
5   Voda na Zemi
5.1 Využívání a ochrana vodních zdrojů
Seznámíte se s významem vody pro život na Zemi, se skladbou a distribucí vodních zdrojů Země. Seznámíte se s hlavními problémy hospodaření s vodou ve světě a v CR.
5.2 Voda
Voda (H20) je jednou z klíčových látek nutných pro existenci života na Zemi.Je součástí těl všech živých organizmů (obs. 60-99 % vody) .Fyzikální a chemické vlastnosti vody:
• za normálního (^atmosférického) tlaku taje při 0 st.C, vře při 100 st.C
• v přírodě téměř nikde chemicky čistá, ale s rozpuštěnými minerálními (chloridy, sírany, bromidy, uhličitany, solemi Na, Mg, Ca, K) a jinými látkami
• ve vodě jsou též rozpuštěny plyny (02, C02)
5.3 Struktura zásob vody na Zemi
Hydrosféra, neboli vodní obal naší planety, vodní plochy pokrývají asi 71 % rozlohy Země (pevnina tedy 29 %) a obsahuje přibližně 1.4 mld km3 vody. Pouze asi 3 % tohoto objemu tvoří voda sladká, vázaná především v ledovcích (zejména v Antarktidě).Struktura vodních zásob na Zemi z celkových zásob 1 386 000 000 km3
• oceány: 1 338 000 000 km3 (95 %)
• sníh a ledovce: 29 000 000 km3
• podzemní voda: 8 000 000 km3
• řeky a jezera: 200 000 km3
• atmosferická vlhkost: 13 000 km3
5.4 Významné vodní zdroje Země
Voda v mořích a oceánech
• Vody v mořích a oceánech je většina, asi 97 % všech světových zásob.
• Za moře se považuje taková vodní plocha, která má přímé spojení "po vodě" se světovým oceánem (např. průlivem).
• Voda v mořích je obvykle bohatá na soli, v průměru obsahuje asi 35 g anorganických solí na litr.
• Voda v oceánech je též významným akumulátorem tepla. Věčně zmrzlá voda
• Představují většinu světových zásob sladké vody, většinou však technicky nezískatelné.
7
5.5 Koloběh vody - bilance
Ročně se z oceánů vypaří cca 430 000 km 3 vody, z níž většina spadne opět ve formě srážek do oceánů. Dalších 70 000 km3 se vypaří z pevnin. Ve formě srážek dopadne na pevninu ročně pouze cca 110 000 km 3 vody, z níž největší část se vypaří, část odteče řekami (40 000 km3 - tzv. stabilní roční odtok ) a část dosáhne moře jako podzemní voda.
• celkově se ročně uvolní do atmosféry (evapotranspiration) cca 505 000 km3 vody, z toho 434 000 km3 se vypaří z oceánů
• z celkových 505 000 km3 srážek ročně spadne zpět do oceánů cca 398 000 km3.
5.6 Zásoby vody
• Celkové zásoby vody na Zemi jsou distribuovány takto (http: //en. wikipedia. org/wiki/Water\_cycle\#\_note-PHYS) (Wikipedia).
• Voda "přebývá" na svém místě různě dlouho (http://en.wikipedia. org/wiki/Water\_cycle\#\_note-PHYS) (Wikipedia).
• I ze stabilního ročního odtoku je však využitelná pouze malá část, protože většina odteče "rychle" po přívalových deštích a část v neobydlených oblastech. Pouze cca 9 tis. km3 vody je využitelné člověkem.
• Každý člověk přitom průměrně spotřebuje (vč. průmyslového a zemědělského využití) cca 7-8 tis. m3  vody, lidstvo tedy celkem 3-4 tis. km3 , tj.
skoro polovinu celkového využitelného množství.
• Distribuce na obyvatele je velmi nerovnoměrná (př. Kanada, Rusko vs. saharské země).
5.7 Hladina světových oceánů?
V souvislosti se změnami klimatu (oteplováním) se hovoří o zvyšování hladiny světových oceánů. Jak tomu bylo v minulosti?
• V teplejších geologických obdobích byla hladina díky roztáni ledovců až o 50 metrů výše než dnes.
• Naopak v poslední době ledové (třetina pevniny planety pokryta ledem) až o 120 m níže.
5.8 Voda člověkem využívaná pitná přímá konzumace, domácnosti užitková domácnosti, služby
technologická průmysl, energetika, těžba surovin
k zavlažování ve světě spotř. 50-80 % celkové spotřeby
8
5.9 Znečistení vody
Znečišťuj ící faktory
• patogenní organizmy
• netoxické organické látky
• nadměrný obsah živin (eutroŕizace)
• toxické kovy
• toxické organické látky
• vysoká kyselost
• pevné látky
• zvyšování teploty odpoadním teplem
• radioaktivita
5.10 Rozsah znečistení vody
• Plošné
• Bodové
• Havárie
5.11 Zásoby, kvalita a spotřeba vod v CR
Zásoby vody
• ročné spadne cca 52 km3 srážek, z toho se 68 % opět vypaří
• v tocích přiteče zanedbatelné množství
• od roku 1989 srážkový deficit, v posledních letech se vyrovnává (viz např. 1997 a následující roky)
5.12 Struktura spotřeby vody v CR
• Celkově: 45 % průmysl, 24 % domácnosti, 14 % obchod a služby, 12 % doprava, 3 % zemědělství, 2 % stavebnictví
• Neúspornost spotřeby a především distribuce vody:   až 30 % uniká z rozvodné sítě (Praha, Brno)
9
5.13 Problémy hospodaření s vodou (obecně)
• nerovnoměrná distribuce zásob
• kvalita voda používané k pití a průmyslově
• znečištění podzemních a povrchových vod (zemědělství, průmysl, těžba, domácnosti)
• znečištění oceánů (průmysl, zemědělství - splašky, těžba, havárie)
• nevhodné zásahy: nevhodné odvodňování (meliorace), nadměrné zavlažování (vede k zasolení)
5.14 Problémy hospodaření s vodou (v CR)
• velká závislost na srážkách
• srážkový deficit
• intenzivní zemědělství
• narušení povrchovou těžbou
• znečištění po těžbách
• hospodaření s odpadními vodami (chybí čističky zejm. pro malé obce)
5.15 Čištění vody
Klasické technologie
1. usazování těžkých částic
2. biologické odbourávání živin
3. odstraňování fosforu
Problém: co s těžkými kovy a jinými tox. látkami v čistírenských kalech.Využití přirozených schopností
• lagunách nebo kořenových čističkách
• vody nesmi předtím obsahovat vysoké množství toxických látek
Výhoda: neprodukují zbytkový kal, nevyžadují dodatečnou energii.Více informací v článku Jak fungují čističky odpadních vod 4 - technologie (http: //www.priroda.cz/clanky.php?detail=420).
6 Ovzduší
6.1    Atmosféra Země
Připomenete si význam a složení atmosféry, principy fungování klimatu Země; hlavní znečištující faktory atmosféry, minulost, současnost a perspektivy ochrany ovzduší v ČR.
10
6.2 Chemické složení atmosféry
Skladba atmosféry (hmotnostní podíly)
• dusík (N2): 0,755
• kyslík (02): 0,232
• argon (Ar): 0,013
• oxid uhličitý (C02): 0,0005
• další složky: H20, He, CH4, Kr, N20, H2, 03, Xe, S02, CFC...
6.3 Výškové členění atmosféry
1. troposféra (do 8-15 km)
2. stratosféra (do 50-55)
3. mezosféra (do 80-90)
4. termosféra (do 400)
5. exosféra (nad 400)
6.4 Znečištění ovzduší - hlavní typy
Terminologie:
emise látky jsou uvolňovány - emitovány do atmosféry imise látky jsou přítomny v atmosféře Typy znečištění:
• Plynné škodliviny
• Pevné částice
• Tepelné znečištění
• Radioaktivita
6.5 Plynné škodliviny
• skleníkové plyny (C02, metan, N02, CFC)
• oxidy síry (S02)
• oxidy dusíku (NOx, zejm. N02)
• uhlovodíky (zejm. metan - CH4), aldehydy, ketony, aromatické uhlovodíky (zvláště v místnostech, součást automobilových zplodin)
• sirovodík (H2S), čpavek (NH3)
• freony (halogenderiváty uhlovodíků), CFC
11
6.6 Pevné částice
• popílek
• prach
• saze
6.7 Tepelné znečištění
• zvláště lokálně ned městy a průmyslovými centry - vede až ke změně klimatických poměrů
• může existovat i antropogenní ochlazující vliv - např. velkých umělých vodních ploch - na podnebí
6.8 Radioaktivita
• Radon (Rn) se dostává z geologického podloží
• Radioaktivita obecně z jaderného odpadu, z havárií, pokusných jaderných výbuchů
6.9 Monitoring znečištění
• v ČR má hlavní sít CHMU, dále pak Hygienická služba, místní úřady, podniky, vědecké ústavy
• údaje jsou centralizovány cca l/půl hodiny
• prezentovány jako okamžité stavy, denní (24hodinové), měsíční, roční průměry
• koncentrace znečišťujících látek se uvádí u NOx, S02 a prašného aerosolu v mikrogramech/m3
• 24hodinové limity: NOx 100, S02 150 (S02 + NOx v součtu max 250), prach 150 mikrogramech/m3, CO 5000 mikrogramech/m3 (8hod limit)
6.10 Ozonová vrstva
• tvořená vzduchem s molekulami 03 (vznikají působením UV záření na molekuly 02 —>• volné radikály O napadají molekuly 02 —>• 03
• v normálním stavu je vznik a zánik 03 molekul v rovnováze
6.11 Ozonová díra
• přirozené procesy a rovnováha narušena volnými radikály Cl, F, tvořícími se hlavně z CFC (freonů)
• tyto radikály mají životnost až 30000x větší než molekuly 03 (jedna tedy zničí až 30000 molekul ozónu)
• vysoká stálost freonů (až stovky let) - velká setrvačnost v ozonové díře/vrstvě
12
• nad póly (Antarktida) je ozonová díra (po polární zimě/noci) zeslabena -průnik UV záření
• Vídeňská dohoda (1985) a přísnější Montrealský protokol (1987, http:// www. unep. org/ozone/montreal. shtml) - mezinárodní dohoda o omezení produkce plynů narušujících ozonovou vrstvu.
6.12 Situace v ČR
• výchozí podmínky - podnebí, povaha hospodářské činnosti
• kvalita ovzduší - historický přehled
• kvalita ovzduší - současné trendy
6.13 Podnebí
• Pronikání oceánských a kontinentálních vlivů (Cechy - oceánské, Morava, Slezsko - kontinentální)
• Převažující západní proudění
• Intenzivní cyklonami činnost - střídání vzduchových hmot, relativně hojné srážky
• Značný vliv má nadmořská výška (střední n.v. 430 m, nad 1000 m jen 1 % plochy)
6.14 Tradiční problémy
• problémové plyny: S02, NOx, skleníkové plyny; + pevné částice (prach, popílek)
• dor. 1990 jeden z největších světových producentů S02/obyv a S02/USD GDP.
6.15 Aktuální problémy
• emise S02 poklesly na cca 10 % stavu z roku 1990
• přetrvávají lokální problémy s topeništi na hnědé uhlí (tzv. zimní/londýnský smog)
• nastupují problémy s individuální automobilovou dopravou - produkce NOx (tzv. letní/losangeleský smog)
• lokální problémy s drobnými zdroji - malé kotelny, blokové výtopny atd.
6.16 Trendy
• zhoršování (zvláště lokální) situace s NOx (auta)
• postupné řešení problémů malých zdrojů znečištění (malé výtopny)
• rozšiřování zdrojů používajích obnovitelné palivo (dřevo, štěpka, bioplyn...)
• skleníkové plyny: jen nepatrné změny
13
7 Podnebí
7.1    Teplota na Zemi
Teplota (a celkově klima) na Zemi je ovlivňována především Sluncem:
• Sluneční energie je vedle gravitační nej důležitějším faktorem ovlivňujícím klima.
• Chování Země lze - jako u jiných fyzikálních těles - přiblížit chování tzv. absolutně černého tělesa (black body) - v rovnovážném stavu vyzáří tolik energie, kolik přijme - ovšem ne ve stejných vlnových délkách.
• Spektrum vydaného záření je z hlediska vlnové délky distribuováno podle termodynamické teploty tohoto tělesa - s maximem v bodě nepřímo úměrném teplotě (— teplejší —> kratší vlnové délky). Celková suma vyzářené energie je přímo úměrná 4. mocnině termodynamické teploty.
• Intenzita zářené bodového zdroje (za ten lze ve vesmírných dimenzích považovat i Zemi a Slunce) klesá s kvadrátem vzdálenosti.
• Země není ideální absolutně černé těleso - část přijaté sluneční energie odrazí. Poměr mezi odraženou a přijatou energií se označuje jako albedo (http://cs.wikipedia.org/wiki/Albedo).
• Intenzita přijatého záření se mění podle denní doby - s maximem v poledne. Rovněž klesá od rovníku k pólům - v průměru.
• Díky natočení zemské osy o 23.5 st. od normály roviny oběhu kolem Slunce se na pólech střídají období polárního dne (24 denně světlo) a polární noci. Nebýt vysokého albeda (díky zalednění), byl by v období polárního dne přísun energie na póly dosti vysoký.
7.2    Změny pozemských teplot
Vývoj teploty na Zemi (http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:All\ _palaeotemps.png)
7.3   Vliv albeda (odrazivosti) různých ploch Země
Na oteplování či ochlazování klimatu má vedle změn složení atmosféry klíčový vliv právě albedo.Průměrné albedo Země je 37 - 39 %, ale:
• extrémně vysoké je albedo sněhu (až 90 %) a ledu (v Antarktidě průměrné 80 %)
• oblaka mohou mít také vysoké albedo (od 0 do 70 %) - co zvýšit oblačnost na negování účinku skleníkového efektu?
• aerosoly - jednak vykazují přímé albedo, druhák fungují jako kondenzační jádra
• překvapivě nízké albedo má povrch oceánů - záření proniká do vody a už se tolik neodráží - 3,5 %
14
• písčité plochy (poušt, pláž) mají 25 % Co porosty?
• plochy porostů závisejí na jejich povaze, např. borový les má nízké (kolem 9 %), zatímco tráva 20 %.
7.4 Zdroje
Odkazy na kurzy (předměty) jinde:
• The Climate System (http: //eesc. Columbia, edu/courses/ees/climate/ syllabus. html) - Department of Earth and Environmental Sciences, Columbia University
8   Litosféra a pedosféra
8.1 Litosféra a pedosféra
Seznámíte se s horninovým a půdním obalem Země, jeho využíváním a degradací.
8.2 Půdy na Zemi
Souš zabírá celkem 148 mil. km 2 , z toho cca
• 58 mil. km2 jsou nenarušené přírodní ekosystémy,
• 40 mil. km2 ostatní neobydlená území,
• 5 mil. km2 zastavěná plocha,
• 45 mil. km2 zemědělská půda.
8.3 Vznik a složení půdy
Vznik půdy Základním procesem je zvetrávaní svrchní vrstvy matečné horniny. Na procesu vzniku půd se podílejí:
• abiogenní procesy
• biogenní procesy Složení půdy
• edafon (živá složka)
• částečně rozložená těla organizmů tvoří humus
• neživá složka - minerálni látky vzniklé jednak rozkladem organické hmoty, jednak zvetrávaním podloží
• nejdůležitějšími prvky jsou C, N, P, K, Mg, S
15
8.4 Využívání a ochrana půdy
Historie obdělávání půdy člověkem, důsledkyStruktura využívání půd
• 45 mil. km2 zemědělsky obhospodařováno, z toho:
• 15 mil. km2 intenzivně,
• 30 mil. km2 pastviny, louky, nepravidelně obhospodařované plochy
8.5 Procesy degradace půdy
• eroze (špatné agrotech. zásahy)
• dezertifikace (např. po spásání, dlouhodobým suchem)
• podmáčení (přirozeně i důsledkem zavlažování)
• zasolení (zavlažováním)
• chemická kontaminace (těžké kovy, PCB, hnojiva, ropné produkty)
• okyselení (kyselé deště)
• zhutňování (mechanizovaným zemědělstvím)
• zábor (např. rozptýlenou zástavbou, komunikacemi)
9 Biosféra
9.1 Biosféra
Připomenete si základní biologické principy života.
9.2 Život, vztahy mezi živými organismy a prostředím
Život je zcela jedinečná forma hmoty, odlišující se od hmoty neživé několika základními vlastnostmi. V živých organismech probíhají tyto podstatné procesy:
• Metabolismus - autotrofní vs. heterotrofní organismy (zhruba: zelené rostliny vs. živočichové, houby).
• Dráždivost
• Reprodukce (+ dědičnost)
• Evoluce - vývoj (jedince — ontogeneze, druhu — fylogeneze). K vývoji druhu dochází postupnou změnou genetické výbavy příslušníků tohoto druhu.
16
Hnací silou vývoje může být adaptace na změny životních podmínek. Druhy, které se změnám nedokážou přizpůsobit, vyhynou. Schopnost přežívat v určitém rozpětí faktorů prostředí nazýváme tolerance (snášenlivost) - příkladem může být schopnost vyrovnat se s výkyvy teplot (např. u člověka: tropy vs. polární kraje) nebo se změnami koncentrace CO 2 ve vzduchu (u rostlin). Vývoj může být akcelerován nebo nasměrován i uměle, cíleným zásahem člověka -to se realizuje výběrem a křížením jedinců - šlechtěním a v poslední době též přímými zásahy do genetické výbavy organismů - genetické inženýrství a klonování - tj. reprodukce jedinců s totožnou genetickou výbavou - ze somatické buňky rodičovského jedince (podařilo se již nakloňovat ovce, skot, atd.).Postupným vývojem druhů může dojít k divergenci, kdy se původně jeden druh rozštěpí na několik nových - když to podmínky daného životní prostředí dovolí (např. druhově bohaté prostředí tropických deštných lesů - zde žije až polovina světových druhů).Pokud jsou podmínky prostředí tak "přísné", že jim odolají jen druhy s určitými rysy (např. dokonalá tepelná izolace těla, odolnost proti suchu díky stavbě těla zajištující minimální odpar vody), dochází i u různých druhů ke konvergenci jejich charakteristik.
9.3   Biologická diverzita
• Druhová diverzita
• Genetická diverzita
• Diverzita společenstev
17