http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2009/hansen_ams.html body, kdy dojde k nevratným změnám v důsledkům změn klimatu Hypotéza o významném vlivu antropogenního oxidu uhličitého na vývoj klimatu je klasickou vědeckou hypotézou. Rozhodnutí o její správnosti či nesprávnosti je řešitelné vědeckými metodami (pozorováním). Všechna tělesa září …. •Obecně - každé těleso • •STEFAN - BOLTZMANNův zákon • jaký výkon těleso o teplotě T(K) všesměrově vyzáří: Zdroje elmg.záření E= s * T4 (W.m-2) s = 5,67.10-8 W.m-2.K-4 e = (0,1ñ e * Venuše 9 000 000Pa CO2 96 % , dusík 3 % , vodní páry 0,1 % Země 100 000Pa Dusík 78 % kyslík 21 % Argon 0,9 % CO2 0,038 % vodní páry až 4 % Neon 0,001 82 % Mars 600 - 700 Pa CO2 95,32 % dusík 2,7 % Argon 1,6 % kyslík 0,13 % oxid uhelnatý (CO) 0,08 % vodní pára 0,0210 Merkur < 10 Pa, atmosféra proměnlivá uvolň. kyslík, sodík, vodík a helium Tenká troposféra Tok energie na Zemi, radiační bilance [USEMAP] Jak je možné, že se planeta nepřehřeje, když na ni neustále svítí Slunce? Přibližně jedna polovina zářivého toku ze slunce je pohlcena zemským povrchem a přemění se v teplo. Pohlcená tepelná energie se následně vyzáří ve formě IR záření, s vlnovou délkou okolo 10 μm, do okolního vesmíru. Země se tedy chová jako transformátor energie. Procesy přeměny slunečního záření v biosféře jsou sice z energetického hlediska zanedbatelné (asi jedno promile), avšak jsou nezbytné pro život na Zemi. Slunce povrchová teplota je 5500 ° C, a jeho vrchol záření je ve VID Země má teplotu se jeví při pohledu z vesmíru -20 ° C, vyzařuje energii, která vrcholí v infračerveném oboru spektra 10 Animace Bilance ?? Albedo povrchu Země asi 29-34 % [USEMAP] ALBEDO = R / Q (%) voda 5 – 90 sníh 75 – 95 sníh starší 40 – 70 půda tmavá 5 – 15 půda světlá 25 – 45 poušť 25 – 30 rostliny 5 - 20 pokožka bílá 43 – 45 pokožka tmavá 16 – 22 Země 30 – 42 11 95% CO2 je přírodního původu Oxid uhličitý je vypouštěn do atmosféry z mnoha zdrojů a k více než 95% těchto emisí by docházelo i bez přispění člověka. Z této informace někteří GO skeptici mylně usuzují, že vliv člověka na klima je zanedbatelný. Proč mylně? Zapomínají totiž, že přírodní emise CO2 jsou v rovnováze díky jevu zvanému uhlíkový cyklus. Část CO2 pohltí půda a oceány, část je odstraněna z atmosféry díky rostlinám. Příroda je dokonce schopna odstranit z atmosféry asi polovinu lidstvem vyprodukovaných emisí. Zbylá polovina, což je přibližně 3,3 miliardy tun CO2 ročně, se však v atmosféře hromadí. Jinými slovy, člověk produkuje více oxidu uhličitého, než je příroda schopna vstřebat. CO2 pocházející ze spalování fosilních paliv má jiný poměr izotopů, než „přírodní" CO2 a proto není problém zastoupení těchto složek v atmosféře rozlišit. Zpráva IPCC (a celá řada dalších zdrojů) uvádí, že koncentrace oxidu uhličitého je nyní nejvyšší za posledních 650 000 let. http://geoflop.uchicago.edu/forecast/docs/Projects/modtran.orig.html This is the stage where we explain what a greenhouse gas does. The two spectra are crucial to the understanding of the role of greenhouse gases in the atmosphere. 13 C:\Documents and Settings\oem\Plocha\dfqccgm9_347ffmjws8f_b.jpg S=1368 Wm-2 nad atmosférou S1/4=342Wm-2 příjem UV-VIS 342-77-30 Wm-2 = 235Wm-2 výdej IR [USEMAP] 342Wm^2 S=1368 Wm-2 nad atmosférou S1/4=342Wm-2 příjem UV-VIS 342-77-30 Wm-2 = 235Wm-2 výdej IR 14 ostatní 5% N2O 6% CH4 19% CO2 60 % CFC 10% Podíl plynů na zesílení skleníkového jevu (Houghton, et al., 1995) 15 Radiační působení Radiační působení je změna bilance zářivých toků, rozdílu dopadajícího a odcházejícího záření ( ve W/m2) v tropopauze následkem změny vnějšího činitele působícího změnu klimatu, např. změny koncentrace oxidu uhličitého nebo slunečního výkonu. Radiační působení se počítá s hodnotami všech parametrů troposféry zafixovanými na jejich klidových úrovních poté, co se nechají teploty ve stratosféře, pokud byly vychýleny, znovu nalézt radiačně-dynamickou rovnováhu. Radiační působení se nazve okamžité, pokud neuvažujeme žádné změny teplot ve stratosféře. Pro účely této zprávy je radiační působení dále definováno jako změna vztažená k roku 1750, a pokud není řečeno jinak, odkazuje na globální a průměrnou roční hodnotu. („Ovlivnění“ by mohlo být výstižnější než „působení“, nicméně české názvosloví se již ustálilo; poznámka překladatele.) Citlivost klimatu rovnovážná citlivost klimatu označuje rovnovážnou změnu roční průměrné globální povrchové teploty v důsledku zdvojnásobení ekvivalentní koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře. OnePlanet-Template Nárůst oxidu uhličitého CO2 vzrostl o 30% za 200 let. co2 The IPCC projects that, if unchecked, atmospheric carbon dioxide concentrations will range from 650 to 970 ppm by 2100. r. 2000 365 ppm •Fig. 5: Vliv antropogenní oproti vlivu solárnímu od roku 1980 a projekce do 2030 ? Zpráva světu Klima se mění Proč [USEMAP] Důkaz pro dominantní úlohu člověka v nárůstu CO2 je velmi silný. Nárůst o 36% (v roce 2006) atmosférického CO2 od pozorování v preindustriální době nelze vysvětlit z hlediska přírodních změn. Je tu více empirických důkazů, že zvyšující se hladina CO2 zapříčiňuje zintenzívnění skleníkového jevu. Satelitní měření potvrzují, že do vesmíru uniká méně dlouh.záření těch vlnových délek, které zrovna pohlcuje oxid uhličitý. Povrchová měření ukazují více dlouhovlnného záření těch stejných vlnových délek vracejících se zpět na povrch Země. Výsledkem teto tepelné nerovnováhy je akumulace tepla za posledních 40 let. 6.1 Pozorované změny v klimatu, jejich příčiny a vlivy • Oteplování klimatického systému je nepochybné, … • • Většina nárůstu teplot za posledních 50 let je velmi pravděpodobně důsledkem antropogenního nárůstu skleníkových plynů… • • Pozorované změny v mnohých fyzikálních a biologických systémech jsou v souladu s oteplováním • 6.2 Hlavní faktory a projekce budoucích klimatických změn a jejich vlivů • V následujících 20 letech se očekává nárůst teploty asi o 0,2 °C za každé desetiletí … 6.3 Reakce na změnu klimatu • Netlumená klimatická změna by v dlouhodobém měřítku pravděpodobně překročila adaptační kapacitu přirozených, obhospodařovaných i lidských systémů Robustní závěry TAR IPCC 2007: Jako robustní označujeme takové závěry, které vycházejí podobně při nejrůznějších přístupech, metodách, modelech a předpokladech, a u nichž se očekává, že budou poměrně málo ovlivněny nejistotami. Obecně je oteplení nad kontinenty výraznější než nad oceánem, protože oceán, vzhledem k velké tepelné kapacitě a schopnosti vertikálního promíchávání, působí jako „teplotní stabilizátor“. Na jižní polokouli je procentuálně více oceánu než na polokouli severní, proto se ta „stabilizace“ teploty oceánem projevuje více právě na jižní polokouli. Stagnace globálních průměrných teplot v období cca 1940-1970 je už velmi dobře a věrohodně vysvětlena poměrně prudkým nárůstem koncentrací atmosférických aerosolů v té době. Aerosoly mají na klimatický systém mírně ochlazující účinek. Doklady, že globální oteplování způsobují lidé Kdyby bylo globální oteplování bylo způsobeno sluncem – - způsobilo oteplení jak v troposféře, tak i ve stratosféře. Vliv člověka lze také nalézt při pohledu na teplotní trendy v různých vrstvách atmosféry. Klimatické modely předpovídají, že více oxidu uhličitého by mělo způsobit oteplování v troposféře, ale zároveň ochlazení ve stratosféře. Důvodem je „stínící“ efekt v troposféře, který zadržuje více tepla a tím pádem ho nepouští dál do stratosféry. Takový vývoj je v rozporu s očekávanými změnami v případě, že by globální oteplování bylo způsobeno sluncem; to by totiž způsobilo oteplení jak v troposféře, tak i ve stratosféře. Z družic i z meteorologických balónů pozorujeme ochlazování stratosféry a oteplování troposféry, v souladu s oteplováním způsobeným oxidem uhličitým: Lidský vliv … ubylo tepla unikajícího do vesmíru Oxid uhličitý zachytává teplo. To lze přímo měřit z družic; ty zjistily, že za několik posledních desetiletí ubylo tepla unikajícího do vesmíru máme tak bezprostřední doklad, že CO2 má oteplující vliv Prý se v posledních letech se neotepluje? Lidský vliv: Noci se oteplují rychleji než dny •Klimatické faktory ovlivňují zemi nezávislé na tom, jaká jsou naše přání. • •To, jaké vlivy a jak jsou významné, lze zjistit pomocí experimentálních pozorování. Mělo by nám jít o poznání objektivní reality. • •Společným zájmem, ať už máme na vývoj klimatu libovolný názor, by mělo být získání co nejpřesnějších dat a předběžné hodnocení rizik. • • Potřebujeme podporu financování družicových měření různých parametrů atmosféry a povrchu země, globální sítě pozemních stanic i využití nepřímých metod určení minulého vývoje klimatu. • •A právě zde by měla jít největší část finanční podpory na výzkum klimatu a jde tedy o výzkum jak pro „klimaskeptiky“ tak pro „klimaalarmisty“. • •Pokud přestaneme chtít znát pravdu a budeme riskovat nebo na sebe jen ideologicky štěkat, tak se opravdu můžeme dostat do průšvihu. • A regulace emisí by Satelitní měření odcházejícího dlouhovlnného záření Obrázok 1: Zmena spektra od 1970 do 1996 zapríčinená hraničnými plynmi. „Vyžarovacia teplota“ je ekvivalentom teploty čierneho telesa (Harries 2001). Satelity IRIS. IMG, AIRS sledovaly infračervené spektrum Z dat ve výstupním spektru lze rozeznat změny během 26 let (Harries 2006). Výsledná změna v tepelném záření, které odchází do vesmíru, byla: Tak se našel „přímý experimentální důkaz významného zvýšení zemského skleníkového efektu“. Greenhouse_Spectrum Spektrum skleníkové radiace měřené na povrchu. vodní páry je odfiltrovaná, aby bylo vidět příspěvky ostatních skleníkových plynů (Evans 2006). To, co našli byl pokles ve výstupní radiaci v pásmech vlnových délek, kde oxid uhličitý (CO2) a metan (CH4) absorbují. Změna ve vyzařování, které opouští Zemi, je shodná s teoretickými očekáváními. Tak se našel „přímý experimentální důkaz významného zvýšení zemského skleníkového efektu“. Tento výsledek byl potvrzen dalšími pracemi, které také našly významné rozdíly v pásech CO2 odpovídající očekávaným změnám v důsledku rostoucí koncentrace oxidu uhličitého. Máme teda empirický důkaz, že zvýšené množství CO2 způsobuje zintenzívnění skleníkového jevu. Tok tepla do oceánů Odchylka objemu arktického mořského ledu od průměru pro daný den • Rakousko Pasterze www.worldviewofglobalwarming.org Aljaška Portage Glacier www.worldviewofglobalwarming.org figure7 •Figure 9: Greenland ice-melt since 1979 figure18 Figure 21: Co dál …. Rostliny, oceány, a skály všechny mozků z atmosféry uhlík, tyto propady jsou pomalé. Stovky a více let budou odstraňovat většinu CO2, kterou lidé nalili do vany a stovky tisíc let bude trvat než s, odstraní vše. Zastavení nárůstu CO2, tak bude vyžadovat obrovské snížení emisí, zastavení emisí nestačí. Dynamická rovnováha – hladina klesá jen tehdy, když výpustí proudí víc vody než kohoutkem. Jedli jsme a nyní máme určitou váhu, abychom zhubli musíme kalorií spálit více, nestačí jen pořád stejně. Zastavit růst emisí nestačí, dokud bude převládat přítok nad odtokem