Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní PV108 - Environmentalistika Tomáš Pitner September 19, 2013 Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní Q| Cíle předmětu, průběh výuky Q Základní pojmy Ql Zkoumání životního prostředí Q Planeta Země a její vývoj Q| Voda na Zemi Ql Ovzduší 01 Podnebí O Litosféra a pedosféra O Biosféra Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní 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 environmentálních dat, podpoře rozhodování a • při naplnění " práva na informace" Název "Environmentalistika" v tomto přesném znění je obvyklý pouze ve středoevropském kontextu. Jinak se buďto uvádějí konkrétní vědní disciplíny nebo souhrnné "environmental science". Toi íentalistika • 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! Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkourr • Výuka je organizována v podobě přednášek (2 hod týdně) • vedených částečně seminární formou (diskuse, sdílení názorů) Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkourr 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) Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životni 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) Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkourr Na Fl jsou to především: • Informační systémy v ekologii (prof. Hřebíček) • Integrované systémy řízení (prof. Hřebíček) EmS :e Diplomové a bakalářské práce • prof. Hřebíček: především environmentálni IS, e-government, matematické modelování, webové portály... • dr. Ráček: spolupráce na projektech MŽP, 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 Ulmuiää Označení "životní prostředí' je dnes používáno v mnoha oborech, dnes již zdaleka nejen 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? Environmentálni problémy a otázky Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životnij 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." Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zko 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." Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní ŽP - přírodní Mezi přírodní složky počítáme následující: • Neživá příroda • Ovzduší (atmosféra) • Půda (pedosféra, litosféra) a krajina • Voda (hydrosféra) • Živá příroda (biosféra) • Flora • Fauna Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životn Umělými složkami ŽP jsou: • Obytné prostředí • Pracovní prostředí • Rekreační prostředí Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životni 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) nebojsou to činitelé původu přírodního (přírodní jevy). • Jsou to buďto procesy odehrávající se uvnitř v jednotlivých složkách životního prostředí (vnitřní činitelé ve vodě, půdě, atmosféře) anebo • se jedná o působení vnějších činitelů. 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. Toi íentalistika igativnf vlivy na ŽP 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. Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní^ 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 Tomáš Pitner PV108 - Environmentalistika Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní mentální 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, 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. Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní 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 uveďme jména význačného (a nejznámějšího) antického lékaře Hippokrata (460-370 př.n.l.) a jednoho z nejvýznačnějších myslitelů starověku vůbec, Aristotela (384-322 př.n.l.). Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní Pozdější středověká evropská (západní) civilizace zatlačila zájem o člověka a jeho životní prostředí do stínu náboženských otázek. Přírodní vědy se v té době rozvíjely spise v jiných oblastech světa, nejblíže tomu bylo v Arábii, odkud pochází i jméno slavného Avicenny. Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní 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 Leeuwenhoek, 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). Toi íentalistika Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní 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. Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní • 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 střídání 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 buďto slunce vůbec nezapadne za obzor (den), nebo se naopak vůbec neobjeví nad obzorem (noc). • Země má jednu přirozenou oběžnici - Měsíc, který je relativně Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní 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/Geologick%C3%BD J/„C4%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/). Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní 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) □ ► < ŮP ► < ^ ► 4 Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní d nich 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 ČR. 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) Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní a Zemi Hydrosféra, neboli vodní obal naší planety, vodní plochy pokrývají asi 71 % rozlohy Země (pevnina tedy 29 %) a obsahuje přibližně 1.4 m Id 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 Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní 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. Toi íentalistika Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní 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. Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní • 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). Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní 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. □ ► A S ► 4 Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní pitná přímá konzumace, domácnosti užitková domácnosti, služby technologická průmysl, energetika, těžba surovin k zavlažování ve světě spotř. 50-80 % celkové spotřeby □ ► AS ► < ^ ► A Znečišťující faktory • patogenní organizmy • netoxické organické látky • nadměrný obsah živin (eutrofizace) • toxické kovy • toxické organické látky • vysoká kyselost • pevné látky • zvyšování teploty odpoadním teplem • radioaktivita Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní • Plošné • Bodové • Havárie Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životními Zásoby, kvalita a spotřeba vod v ČR Zásoby vody • ročně 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) • 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) Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní 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) □ ► AS ► < ^ ► A Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní vodou (v ČR) • velká závislost na srážkách • srážkový deficit • intenzivní zemědělství • narušení povrchovou těžbou • znečištění po těžbách • hospodaření s odpadními vodami (chybí čističky zejm. pro malé obce) Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní Klasické technologie O usazování těžkých částic Q biologické odbourávání živin O odstraňování fosforu Problém: co s těžkými kovy a jinými tox. látkami v čistírenských kalech. Využití přirozených schopností • lagunách nebo kořenových čističkách 9 vody nesmí 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. pr iroda. cz/clanky. php?detail=J:20)^ Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní Připomenete si význam a složení atmosféry, principy fungování klimatu Země; hlavní znečištující faktory atmosféry. minulost, současnost a perspektivy ochrany ovzduší v ČR. Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životnij 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... Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní O troposféra (do 8-15 km) O stratosféra (do 50-55) O mezosféra (do 80-90) O termosféra (do 400) Q exosféra (nad 400) Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní^H 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 • 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 Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní • popílek • prach • saze □ ► A S ► 4 Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní • 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 □ ► A S ► 4 Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní Radon (Rn) se dostává z geologického podloží Radioaktivita obecně z jaderného odpadu, z havárií, pokusných jaderných výbuchů □ ► A S ► A Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní • v ČR má hlavní sít ČHMÚ, 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 znečištujících 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) □ ► A S ► 4 Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní • 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 Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní • 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 • 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. Toi íentalistika Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní • výchozí podmínky - podnebí, povaha hospodářské činnosti • kvalita ovzduší - historický přehled • kvalita ovzduší - současné trendy • Pronikání oceánských a kontinentálních vlivů (Čechy -oceánské, Morava, Slezsko - kontinentální) • Převažující západní proudění • Intenzivní cyklonální činnost - střídání vzduchových hmot, relativně hojné srážky • Značný vliv má nadmořská výška (střední n.v. 430 m, nad 1000 m jen 1 % plochy) Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní problémové plyny: S02, NOx, skleníkové plyny; + pevné částice (prach, popílek) do r. 1990 jeden z největších světových producentů S02/obyv a S02/USD GDP. • 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. Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní • 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 Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní Teplota (a celkově klima) na Zemi je ovlivňována především Sluncem: • Sluneční energie je vedle gravitační nejdůležitějším 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. Vývoj teploty na Zemi (http://commons.wikimedia.org/wiki/Image All_palaeotemps.png) Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životi 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 % • písčité plochy (poušt, pláž) mají 25 % Co porosty? • plochy porostů závisejí na jejich povaze, např. borový les má nízké (kolem 9 %), zatímco tráva 20 %. 4 □ ► 4 S ► 4 Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní Odkazy na kurzy (predmety) jinde: • The Climate System (http://eesc.columbia.edu/ courses/ees/climate/syllabus.html)- Department of Earth and Environmental Sciences, Columbia University Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní Seznámíte se s horninovým a půdním obalem Země, jeho využíváním a degradací. 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. Vznik půdy Základním procesem je zvetrávaní svrchní vrstvy matečné horniny. Na procesu vzniku půd se podílejí: • a biogenní procesy • biogenní procesy Složení půdy • edafon (živá složka) • částečně rozložená těla organizmů tvoří humus • neživá složka - minerální látky vzniklé jednak rozkladem organické hmoty, jednak zvetrávaním podloží • nejduležitějšími prvky jsou C, N, P, K, Mg, S Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní Historie obdělávání půdy člověkem, důsledky Struktura využívání půd • 45 mil. km2 zemědělsky obhospodařováno, z toho: • 15 mil. km2 intenzivně, • 30 mil. km2 pastviny, louky, nepravidelně obhospodařované plochy □ ► AS ► < ^ ► A Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní puay • 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) Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní Připomenete si základní biologické principy života. Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životi 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. 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 QP 2^ vzdudui^u-g Cíle předmětu, průběh výuky Základní pojmy Zkoumání životní • Druhová diverzita • Genetická diverzita • Diverzita společenstev □ ► AS ► < ^ ► A