• • • Ekologické faktory a atmosféra Osnova přednášky • • Organismus Biocenóza Prostředí Základní ekologický koncept Vzájemné interakce ! Co je to ekologický faktor ? •Definice: Ekologický faktor je environmentální vliv, který za určitých definovaných podmínek může působit na organismy a jich populace a společenstva a vyvolávat růst nebo pokles jejich početnosti, rozmístění a funkci a/nebo vyvolávat změny ve složení a struktuře společenstev – například to jsou klimatické faktory. Jak působí ekologické faktory na organismus ? Organismus Teplota Vlkost Světlo Oheň Biocenóza Kompetice Proudění Znečištění undefined Země – modrá planeta – planeta života ! •Země je třetí planetou od Slunce a jediným známým astronomickým objektem, kde je znám život. To je umožněno tím, že Země je oceánský svět, jediný ve sluneční soustavě, který udržuje kapalnou povrchovou vodu. Téměř veškerá voda na Zemi je obsažena v jejím globálním oceánu, který pokrývá 70,8 % zemské kůry. Zbývajících 29,2 % zemské kůry tvoří pevnina, z níž většina se nachází ve formě kontinentálních pevnin na zemské polokouli. undefined undefined undefined undefined Aminace měnící se denzity organismů na Zemi během roku undefined Co jsou a jak ekologické faktory působí ? •Faktory klimatu = ekologické faktory ! •Jak tyto faktory působí ? •Je teplota ekologický faktor a proč ? •Je nadmořský výška ekologický faktor ? •Kolik máme ekologických faktorů ? •Dají se nějak klasifikovat ? •Mohou mezi nimi být nějaké interakce ? •A jaký je vlastně jejich původ ? Ekologie – věda o souvislostech a interakcích undefined Začneme proto pěkně ze široka – od Adama J undefined Země – modrá planeta Vizualiozace Sluneční soustavy undefined Země Proxima Centauri, nejbližší hvězda mimo Slunce, d = 4,22 světelných let (tj. 3,99×1013 km undefined Země Měsíce nejsou znázorněny Realistická představa (barvy a velikost) Sluneční soustavy Vnitřní planety Vnější planety Je dobré znát své sousedy ! undefined undefined Vnitřní planety Vnější planety Astronomická jednotka: 1 au = 1 ua = 1 AU = 1 UA = 149 597 870 700 m (přesně) AU je jednotka vzdálenosti, používaná v astronomii, původně definovaná jako střední vzdálenost Země od Slunce. 1) Dobré umístění (Země o 15% dále od Slunce – zamrzly by oceány; kdyby o 5% blíže - vypařila by se voda) 2) Správný typ planety (tekuté magma – průnik plynů na povrch – podmínka vzniku atmosféry) 3) Země je dvojitá planeta + Měsíc - udržuje Zemi ve správném úhlu a rychlosti otáčení kolem osy – podmínky pro vznik a udržení života) 4) Správné načasování – 65 MIL extinkce dinosaurů – podmínky pro nástup savců včetně člověka Unikátní umístění Země Vývoj vesmíru a lidstva (Kurzweil, 1999) •před 10 až 15 miliardami zrod vesmíru •o 10-43 vteřiny později vzniká gravitace •1 MLD po Velké třesku - vznik galaxií •5 MLD – vznik Země •3,4 MLD – anaerobní prokaryota •1,7 MLD – jednoduchá DNA •700 MIL – mnohobuněčné R a Ž •570 MIL– kambrijská exploze •80 MIL – počátek rozvoje savců •65 MIL – vyhynutí dinosaurů •50 MIL – antropoidní primáti •15 MIL – první hominidi •5 MIL – Homo habilis – nástroje •2 MIL – Homo erectus – oheň, jazyk, zbraně •100 000 let – Homo sapiens neandrtalensis •90 000 let – vznik Homo sapiens sapiens •40 000 let – Homo s. sapiens – jediný hominid – technologie •10 000 – neolitická revoluce •6 000 v Mezopotámii první města •496-332 př.n.l. – Sokrates, Platon, Aristoteles – racionalistická filosofie •1543 – Mikuláš Koperník (heliocentrismus) •1687 – Isaac Newton – zákony pohybu a gravitace •1859 – Charles Darwin – evoluce •1900 – telegraf – celosvětově •1939 – komerční lety přes Atlantik •1961 – J. Gagarin – 1. kosmonaut •1971 – kapesní kalkulačka •1981 – na trhu první PC – IBM •1990 – vznik WWW •1997 – počítač Deep Blue poráží šachového velmistra Garry Kasparova •1998 – WWW celosvětové rozšíření • • Raymond Kurzweil … je americký počítačový vědec, spisovatel, podnikatel a vynálezce. Napsal knihy o zdravotnických technologiích, umělé inteligenci (AI), transhumanismu, technologické singularitě a futurismu. Kurzweil je veřejným obhájcem futuristických a transhumanistických hnutí a pořádá veřejné přednášky. V roce 1999 obdržel Kurzweil od prezidenta Billa Clintona na ceremoniálu v Bílém domě Národní medaili za technologii a inovace, nejvyšší technologické vyznamenání Spojených států. Traces of Life Discovered Deep in the Earth's Mantle Anatomie Země Zemské jádro Plášť Zemská kůra Litosféra Atmosféra Hydrosféra Biosféra Slunce Slunce – zdroj energie a tepla Co se týče hvězd, naše Slunce je docela průměrné, ale s velikostí 1,3 milionu krát větší než Země je zdaleka největším tělesem ve sluneční soustavě. Jeho obrovská síla pochází z jaderné fúze – procesu rozbíjení atomů tak silně, že se "spojí" a vytvoří těžší atomy, čímž se uvolňuje spousta energie. V jádru našeho Slunce se vodík mění na helium, je nesmírně horký a hoří rychlostí kolem 15,6 milionů °C. Tok energie ze Slunce na Zemi https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/50/Breakdown_of_the_incoming_solar_energy.sv g/1280px-Breakdown_of_the_incoming_solar_energy.svg.png Energie Slunce – Solární konstanta Sluneční (solární) konstanta je tok sluneční energie procházející plochou 1 m², kolmou na směr paprsků, za 1 s ve střední vzdálenosti Země od Slunce měřený mimo zemskou atmosféru. Konstanta zahrnuje celé spektrum slunečního záření, nejen viditelné světlo. Veličinou je hustota zářivého toku. • •Nejpřesněji změřená hodnota SK v době slunečního minima je 1 360,8 ± 0,5 W/m2 • •Vzhledem k tomu, že oběžná dráha Země kolem Slunce je mírně excentrická, skutečný tok sluneční energie (solární iradiance) na Zemi během roku kolísá. Odchylky proti hodnotě sluneční konstanty činí přibližně ± 3,4 %. undefined Množství energie dopadající na Zemi - insolace Průměrná hodnota množství slunečního záření (tzv. insolace – oslunění) se rovna jedné čtvrtině sluneční konstanty – kolem 342 W/m² Distribuce energie přicházející ze Slunce Distribuce přicházející sluneční energie do pozemských systémů Distribuce přicházející sluneční energie do zemských systémů se zhroutí Insolace povrchu – zeměpisná poloha Glóbus rovníku Na rovník je získáváno nejvíce sluneční energie a to díky své poloze téměř čelem ke Slunci. Jak se vzdalujeme od rovníkových zeměpisných šířek, sluneční světlo se rozptyluje do širší oblasti a ztrácí sílu. Čím blíže se dostanete k pólům, tím více se světlo rozptyluje. Například ve Velké Británii má Edinburgh průměrnou roční spotřebu solární energie 94 W/m² čtvereční, zatímco v Londýně je to 109 W/m² na druhou. Na druhou stranu Honolulu má příjemných 248 W/m². Prázdniny – Mateřská škola "U Bobříka" Havaj - Už letím | Poznávací zájazd | Exotická dovolenka Insolace zemského povrchu Sluneční záření1 Political Map of the United Kingdom, England, Scotland, and Wales, and Northern Ireland Edinburgh Londýn Havajské ostrovy – Wikipedie Havaj Prázdniny – Mateřská škola "U Bobříka" Insolace Insolace •Sluneční záření je termín pro přicházející sluneční záření, které je zachyceno Zemí. •Část tohoto slunečního záření (slunečního záření) je absorbována Zemí, která je pak vyzařována zpět do vesmíru prostřednictvím pozemského záření. •Tepelný rozpočet Země je proces, při kterém Země udržuje konstantní teplotu prostřednictvím příjmu a odtoku tepla. • Insolace Vliv rotace Země na sluneční záření Tma Světlo Prázdniny – Mateřská škola "U Bobříka" •Kvůli rotaci Země je polovina planety vystavena slunečnímu slunci, zatímco druhá polovina zůstává tmavá. •To má vliv na množství slunečního záření v polovině světa. • Faktory ovlivňující sluneční záření •Na zemském povrchu není množství přijatého slunečního záření rovnoměrné. •Mění se v závislosti na místě a čase. •Maximální roční sluneční svit je zaznamenán v tropických oblastech a směrem k pólům se stále zmenšuje. •V létě je více slunečního záření a v zimě méně. Níže jsou uvedeny primární prvky: •Rotace Země kolem své osy. •Rotace Země kolem Slunce. •Úhel dopadu slunečních paprsků. •Délka dne. •Průhlednost atmosféry. • V důsledku rotace Země je polovina polokoule vystavena slunečnímu záření a polovina polokoule zůstává ve tmě V důsledku rotace Země je polovina polokoule vystavena slunečnímu záření a polovina polokoule zůstává ve tmě Rotace Země kolem Slunce Revoluce na Zemi Úhel dopadu slunečních paprsků Úhel dopadu slunečních paprsků •Sluneční paprsky dopadají na povrch Země pod různými úhly v různých oblastech, protože Země je geoid, který připomíná kouli. •Tento rozdílný příjem je závislý na zeměpisné šířce místa. •Čímvětší je zeměpisná šířka, tím menší je úhel, který svírají se zemským povrchem. •Svislé paprsky pokrývají vždy menší plochu než šikmé paprsky. •Energie se šíří s tím, jak je pokryto více prostoru, a čistá energie přijatá na jednotku plochy klesá. • •Země se otáčí kolem své vlastní osy pod úhlem 66,5 stupňů k rovině své oběžné dráhy kolem Slunce. •Množství slunečního záření přijímaného v různých zeměpisných šířkách je více ovlivněno rotací Země kolem této nakloněné osy. Kvůli zakřivení zemského povrchu se sluneční záření koncentruje směrem k rovníku. •Osa rotace Země je nakloněna o 23.4 stupňů vzhledem k přímce kolmé k oběžné rovině Země stak, že jak Země obíhá kolem Slunce, sluneční záření se koncentruje na severní polokouli (léto na severní polokouli) a poté na jižní polokouli (zima na jižní polokouli) (zima na severní polokouli). •Také oběžná dráha kolem Slunce je eliptická. • Šikmo pokrývá, velkou plochu Kolmo, 2x víc než na pólu Kolmo, pokrývá menší plochu Šikmo, pokrývá velkou plochu Sluneční záření – mechanismus působení Insolace Tento mechanismus probíhá spojeným účinkem atmosféry a oceánské cirkulace a udržují teplotu na Zemi následujícím způsobem. • Tepelný motor klimatu by měl přerozdělovat sluneční teplo od rovníku směrem k pólům, ale také ze zemského povrchu a spodní atmosféry zpět do vesmíru. • Když je příliv přicházející sluneční energie harmonicky vyvážen ekvivalentním tokem tepla do vesmíru, Země je ve své radiační rovnováze a globální teplota je relativně trvalá. • Na rovník a 40° severní a jižní šířky je dostatek slunečního světla, což z nich činí oblasti s přebytkem energie. • Za 40° severní a jižní šířky místa ztrácejí více tepla, než absorbují ze slunečního záření, což má za následek energetický deficit. • Většina přenosů teplase odehrává ve středních zeměpisných šířkách (30° až 50°), a proto je s touto oblastí spojena velká část bouřlivého počasí. Dopad sluneční energie na Zemi •Sluneční energie je energií elektromagnetického záření. •Spektrum slunečního záření lze rozdělit na: • •záření ultrafialové (vlnová délka pod 380 nm) •záření viditelné (vlnová délka 380 až 780 nm) •záření infračervené (vlnová délka přes 780 nm) • •Viditelné záření tvoří asi 45 % dopadajícího záření, přičemž jeho podíl je vyšší při zatažené obloze (může dosáhnout až 60 %). •V rostlinné fyziologii se používá též pojem fotosynteticky aktivní záření, což je záření o vlnových délkách přibližně odpovídajících viditelnému záření (většinou se udává rozsah 380–720 nm). • Tepelná bilance Země – mechanismus působení Rozpočet na teplo • Vezměte v úvahu, že sluneční záření přijaté v horní části atmosféry je 100%. • Část energie se při průchodu atmosférou odrážejí, rozptyluje a absorbuje. (Oxid uhličitý a další skleníkové plyny v atmosféře jsou dobrými absorbéry dlouhovlnného záření). • Pouze zbývající část se dostává na zemský povrch. • Ještě před dosažením zemského povrchu je asi 35 jednotek odraženo zpět do vesmíru. • 27 jednotek se odráží zpět od vrcholků mraků, zatímco 2 jednotky se odrážejí zpět od zasněžených a ledem pokrytých částí země. • Albedo Země je množství odraženého záření. • Zbývajících 65 jednotek je pohlceno zemským povrchem, 14 jednotek atmosférou a 51 jednotek vodou. Ve formě pozemského záření Země vrací 51 jednotek. Albedo různých objektů Zjednodušené schéma energetického rozpočtu Země Albedo různých částí povrchu Důsledky působení sluneční energie na Zemi •Mezi následné projevy sluneční energie na Zemi patří: •Fosilní paliva •Uhlí •Ropa •Zemní plyn •Energie větru •Energie biomasy •Vodní energie •Teplo •Elektromagnetické vlnění •Sluneční vítr • • • •Mezi projevy sluneční energie na Zemi nepatří: •Geotermální energie •Termální prameny •Sopečná činnost •Zemětřesení •Tsunami •Tepelná čerpadla (hlubinná energie) •Energie gravitačních sil •Energie atomových jader •Energie kosmického záření undefined Transformace sluneční energie na Zemi undefined undefined undefined Těžební zařízení pro čerpání ropy ze země undefined undefined undefined undefined undefined undefined Fosilní paliva Biomasa Energie větru Uhlí Ropa Těžba ropy Elektromagnetické vlnění Kaplanova turbína Sluneční vítr Energie vody Energie vody Solární záření v České republice a v Evropě undefined undefined Využití sluneční energie •PŘÍMÉ •Fotovoltaický článek •Skleníky •Zpracování vody •Desalinace •Dezifekce •Vytápění • •NEPŘÍMÉ •Potenciální energie vody - elektrárny •Kinetická energie vzdušných mas •Chemická energie biomasy •Včetně fosilních paliv Solární články (sluneční baterie) jsou polovodičové prvky, které mění světelnou energii v energii elektrickou. Fotoelektrický efekt vysvětluje vznik volných elektrických nosičů dopadem záření. Celkově se daří přeměnit v elektrickou energii jen asi 17 % energie dopadajícího záření. undefined undefined undefined https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cc/Flea_Hop_HB-SIA_-_Solar_Impulse.jpg/1920p x-Flea_Hop_HB-SIA_-_Solar_Impulse.jpg Solární energie - aplikace undefined undefined undefined https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1f/Nuna_7.jpg/1920px-Nuna_7.jpg undefined Rotace Země kolem vlastní osy Proč je rotační osa Země nakloněná? - Zeptejte se přírodovědců | Přírodovědci.cz FAKTORY: 1. Rotace Země kolem Slunce - roční období •Obvyklá mylná představa o ročních obdobích je, že jsou způsobena naší vzdáleností od Slunce. Ve skutečnosti jsou naše roční období výsledkem sklonu zemské osy o 23,5°. • •Když jsme od Slunce nejdále (pro astronomy nazývané afélium), severní polokoule je k němu nakloněna, soustřeďuje sluneční světlo a vytváří naše teplá léta a delší dny. • •V zimě, kdy je Země nejblíže (perihélium), jsme odkloněni, takže světlo je rozptýleno na větší ploše, musí projít více atmosférou, aby se k nám dostalo, a dny jsou mnohem kratší (a chladnější). • •Dohromady to znamená, že např. Spojené království dostává v zimních měsících mnohem méně energie ze slunečního záření. • FAKTORY: 2. Rotace Země kolem osy – den a noc •Sluneční energie přijímaná rovinatou zemí se nazývá sluneční záření a mění se s výškou slunce nad obzorem (která určuje naši denní dobu). •Sluneční světlo je směsí různých energií, které odpovídají různým vlnovým délkám (a barvám). Naše atmosféra lépe rozptyluje modřejší, vysokoenergetické vlnové délky, než červenější, nízkoenergetické vlnové délky. To nám dává naši modrou oblohu – protože toto rozptýlené modré světlo k nám dopadá ze všech směrů (naše oči jsou také citlivější na modré světlo než nafialovělá barva vyšších vlnových délek). •V poledne, kdy je slunce na obloze nejvýše, se sluneční světlo šíří po přímce nejmenším množstvím atmosféry, takže dostáváme mnohem více energie. (A to je důvod, proč nám doktoři říkají, abychom se vyhýbali slunci mezi 11. a 15. hodinou.) •Ráno a v podvečer je slunce nízko, takže světlo prochází více atmosférou, než kdyby bylo slunce přímo nad hlavou. To znamená, že světlo s delší vlnovou délkou (zelená, žlutá a dokonce i červená) se také rozptyluje a vytváří naše nádherné západy slunce. Ale výsledkem všeho tohoto dodatečného (i když příjemného) rozptylu je, že se k nám dostává méně světla. • Francouzský poloostrov Mont-Saint-Michel je v době přílivu obklopen vodou a za odlivu písky. Co jsou slapové jevy ? FAKTORY: 3. Rotace Měsíce kolem Země – slapové jevy Jak vznikají slapové jevy ? undefined A – Slunce, Země a Měsíc jsou v řadě, objevuje se skočné dmutí (příliv) B – Slunce, Země a Měsíc svírají pravý úhel, objevuje se hluché dmutí Typy přílivu a odlivu Spring tide: the Sun, moon, and earth form a straight line. Neap tide: the Sun, moon, and earth form a right angle. Slapové jevy •Slapové jevy představují v užším smyslu slova zvyšování a snižování hladiny moře v důsledku působení slapových sil. • •Zvyšování hladiny se označuje jako zdvih, snižování jako pokles, se zdvihem je neoddělitelně spojen příliv, s poklesem je neoddělitelně spojen odliv, souhrnně se mluví o dmutí mořské hladiny. • •Nejvyšší úroveň hladiny, dosažená za určitou periodu, je velká voda, nejnižší malá voda. Bay of Fundy v Kanadě, kde je největší příliv a odliv na světě. Bay of Fundy v Kanadě, kde je největší příliv a odliv na světě. Výška přílivu a odlivu v různých místech světových moří. Příliv a odliv je největší u pobřeží, kde může dojít k rezonanci mezi vlastní frekvencí kmitů mořské hladiny a frekvencí, s jakou se Měsíc snaží nutit vodu stoupat a klesat. Výška přílivu a odlivu v různých místech světových moří. Příliv a odliv je největší u pobřeží, kde může dojít k rezonanci mezi vlastní frekvencí kmitů mořské hladiny a frekvencí, s jakou se Měsíc snaží nutit vodu stoupat a klesat. Výška přílivu Příliv vyšší než 4 metry undefined Stejné místo za přílivu a za odlivu ve skotském St. Andrews. Snímky byly pořízeny ve stejný den s odstupem asi šesti hodin. Stejné místo za přílivu a za odlivu ve skotském St. Andrews. Snímky byly pořízeny ve stejný den s odstupem asi šesti hodin. Pláž West Sands v St. Andrews je za přílivu široká místy pouhých několik metrů, zatímco za odlivu má kolem 300 metrů. Rozdíl výšek hladiny moře vlivem slapů zde za úplňku či novu dosahuje až pěti metrů. Pláž West Sands v St. Andrews je za přílivu široká místy pouhých několik metrů, zatímco za odlivu má kolem 300 metrů. Rozdíl výšek hladiny moře vlivem slapů zde za úplňku či novu dosahuje až pěti metrů. Aplikace – přílivové elektrárny Obrovský vliv na mořskou faunu Sand crabs and comets have more in common than you may think - Earth.com 8 Places to See Marine Animals From Dry Land Bucuti & Tara Sea Turtle Nesting Calendar | Bucuti and Tara Beach Resort Hatching Sea Turtles Get a Hand from Their Siblings | Discover Magazine Planetární pohyby a ekologické faktory •Rotace Země kolem Slunce – roční cyklus – sezónnost – teplota, fotoperioda, délka světelného dne (např. jaro, léto, podzim, zima) • •Rotace Země kolem své osy – denní cyklus (střídání noci a dne) • •Rotace Měsíce kolem Země – měsíční cyklus – mořské dmutí (příliv a odliv) • Jaké jsou základní ekologické faktory ? •Co je a není ekologický faktor ? •Můžeme tyto faktory nějak členit/klasifikovat ? • •Podle povahy působení ? •Fyzikální, chemické, klimatické, environmentální, akvatické, terestrické, edafické, etologické, sociologické atd. atd. •Odtud např.: • •Abiotické versus Biotické •Podmínky versus Zdroje • •Na co všechno působí tyto faktory ? •Jak tyto faktory vůbec vznikají ? Co je generuje ? •Mohou mezi nimi být nějaké souvislosti/interakce? • Jaké mohou být klasifikace ekologických faktorů ? •Podle jejich povahy – (biotické, abiotické) • •Podle jejich fyzikálně-chemického charakteru • •Podle jejich cykličnosti • Členění ekologických faktorů I • Abiotické •Teplota •Vlhkost (Voda) •Světlo •Půda •Oheň •Sopečná činnost •Znečištění • • Biotické •Natalita a mortalita •Populační dynamika •Hustota populace •Potravní faktory •Kompetice •Biologické interakce •Antropogenní vlivy • • Členění ekologických faktorů II • Podmínky •Teplota •Světlo •Vlhkost •Hustota •Viskozita •Proudění •Znečištění • • • Zdroje •Záření jako zdroj •Anorganické molekuly jako zdroj (CO2, H2O, O2) •Organismy jako zdroj (sezónnost, nutriční hodnota, počet samic) •Prostor jako zdroj •Primárně periodické (teplo, světlo, mořské dmutí – abiotické faktory) • •Sekundárně periodické (biotické faktory – potrava, biologické interakce – (abundance, distribuce, predace, natalita, mortalita, dynamika populací, migrace, kompetice, biologické invaze - parazitismus, infekční onemocnění, zoonózy), zemědělství, abiotické faktory – akvatické -hustota vody, její viskozita, rozpustnost plynů; terestrické – půdní např. vlhkost) • •Neperiodické – sopečná činnost, zemětřesení,, znečištění (průmysl, havárie tankerů, uniky polutantů, katastrofy, požáry – abiotické; anttropogenní vlivy, války - biotické Členění ekologických faktorů III • • Atmosféra Pohled na vrstvu stratosféry nad zemským okrajem, pořízený při stratosférickém letu SP-VONT v prosinci 2019. Atmosféra Země a její atmosféra •Pokud bychom veškerou na Zemi dostupnou vodu (podpovrchovou, mořskou i atmosférickou) soustředili do jediné kapky, měla by poloměr 700 km, objem 1,4×109 km3 a hmotnost 1,4×1021 kg, tj. pouhé dvě setiny procenta hmotnosti Země. •Pokud bychom veškerou vodu rovnoměrně rozprostřeli na povrch koule o poloměru Země, dosáhla by do výšky necelých 3 km, tj. 0,05 % zemského poloměru. Země – největší z planet zemského typu. Je jedinou planetou v celém vesmíru, o které víme, že na ní existuje život. Má dostatečně hustou atmosféru, dostatek kapalné vody v povrchových oceánech. Kolem Země obíhá jediný měsíc s vázanou rotací. Při pozorování Země z kosmu vidíme hlavně modrou barvu oceánů – Země modrá planeta. 70 % povrchu Země je pokryto oceány, 30 % tvoří kontinenty. Země sestává z těchto vrstev: jádro, plášť, kůra, troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra. Plášť a kůra jsou odděleny tzv. Mohorovičiæovým rozhraním. Kůra se posouvá a „plave“ na polotekutém plášti. Teplota v centru Země je 5 100 °C, tlak 360 GPa. Magnetické pole Země má přibližně dipólový charakter, je deformováno slunečním větrem do typického tvaru. https://www.aldebaran.cz/bulletin/2012_25/Earth_big.jpg Atmosféra •Zemská atmosféra je vrstva plynů obklopující planetu Zemi, udržovaná na místě zemskou gravitací. Obsahuje přibližně 78 % dusíku, 21 % kyslíku a 1 % ostatních plynů (především argon, dále oxid uhličitý, metan, vodík, helium, neon, ozon a stopové příměsi dalších plynů). • •Voda v atmosféře se vyskytuje hojně, a sice ve všech třech skupenstvích (vodní pára, vodní kapky i ledové krystaly). • •Atmosféra chrání pozemský život před nebezpečnou sluneční a kosmickou radiací a svou tepelnou setrvačností snižuje teplotní rozdíly mezi dnem a nocí. undefined Slunce, Země a tenoučká vrstva její atmosféry z oběžné dráhy jak je vidět s výhledem na Mezinárodní vesmírnou stanici A view of the International Space Station. In view are the station's sixteen paired red-coloured main solar array wings, eight on either side of the station, mounted to a central integrated truss structure. Spaced along the truss are ten white radiators. Mounted to the base of the two rightmost main solar arrays pairs, there are two smaller paired light brown-coloured ISS Roll-out Solar Arrays. Attached to the centre of the truss is a cluster of pressurised modules arranged in an elongated T shape. A set of solar arrays are mounted to the module at the aft end of the cluster. Vrstva atmosféry Spektrum slunečního záření v horní části atmosféry undefined undefined Sluneční záření před vstupem do atmosféry SZ na úrovni hladiny moře Absorpce atmosférou Sluneční světlo prosvítající skrz mraky undefined nedefinovaný Sluneční světlo nese zářivou energii ve vlnových délkách viditelného světla. Solar Spectra - an overview | ScienceDirect Topics Globální toky sluneční energie undefined Jednotka RSDS Sluneční záření •Sluneční záření je výkon na jednotku plochy (hustota povrchového výkonu) přijatý od Slunce ve formě elektromagnetického záření v rozsahu vlnových délek měřicího přístroje. Měří se ve wattech na metr čtvereční (W/m2). • Globální rozložení přicházejícího krátkovlnného záření přicházejícího ze Slunce undefined Sluneční záření – insolace povrchu Země •Sluneční paprsek o šířce jedné míle přichází kolmo přímo nad hlavou a další pod úhlem 30° k horizontále. Šikmý sluneční paprsek proto šíří světlo na dvojnásobek plochy. V důsledku toho dopadá na každou čtvereční míli o polovinu méně světla. • •Tento projekční efekt je hlavním důvodem, proč jsou polární oblasti Země mnohem chladnější než rovníkové oblasti. V ročním průměru jsou póly vystaveny menšímu slunečnímu záření než rovník, protože póly jsou vždy odkloněny od Slunce více než tropy a navíc nejsou osluněny vůbec po dobu šesti měsíců svých polárních zim. Úhel dopadu slunečního záření Teploty zemského povrchu ve smyslu emitovaného infračerveného záření (tepla) Absorpce a odraz •Část záření dopadajícího na objekt je absorbována a zbytek se odrazí. Obvykle se absorbované záření přeměňuje na tepelnou energii, čímž se zvyšuje teplota objektu. • •Člověkem vytvořené nebo přírodní systémy však mohou část absorbovaného záření přeměnit na jinou formu, jako je elektřina nebo chemické vazby, jako v případě fotovoltaických článků nebo rostlin. • •Podíl odraženého záření je odrazivost neboli albedo objektu. Albedo - odrazivost •Albedo - je míra odrazivosti tělesa (Země) nebo jeho povrchu. Jde o poměr odraženého elektromagnetického záření ku množství dopadajícího záření. Zlomek, obvykle vyjadřovaný procentuálně od 0 do 100 %, je důležitým pojmem v klimatologii a astronomii. • •Poměr závisí na frekvenci uvažovaného záření: pokud není specifikována, bere se průměr podél spektra viditelného světla. Závisí také na úhlu dopadu záření. Pokud je tento úhel nulový, bývá albedo nejvyšší. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/df/Aldebo_povrch%C5%AF.svg/220px-Aldebo_povr ch%C5%AF.svg.png Odrazivost různých typů povrchů a oblak na Zemi, údaj v procentech. Nejvíce tedy povrch ohřívá, pokud je pokryt vodou či lesem. undefined Globální průměr radiačního působení pro antropogenní oxid uhličitý (CO2), metan (CH4), oxid dusný (N2O) a další důležité činitele Radiační působení je měřítkem toho, jak různé faktory mění energetickou rovnováhu planety Země. Kladné radiační působení povede k oteplování povrchu a časem i klimatického systému. Mezi začátkem průmyslové revoluce v roce 1750 a rokem 2005 vedlo zvýšení atmosférické koncentrace oxidu uhličitého (chemický vzorec: CO2) k pozitivnímu radiačnímu působení, zprůměrovanému na plochu zemského povrchu, přibližně 1,66 wattu na metr čtvereční (zkráceně W m−2) undefined (% udává kolik je pohlceno příslušnou doménou) Planetární energetická rovnováha •Klimatický systém Země je napájen zářením ze Slunce, z něhož je přibližně 49 % absorbováno zemským povrchem a 20 % je absorbováno atmosférou. •Tato energie ohřívá planetu, ale oteplování také způsobuje, že Země vyzařuje energii zpět do vesmíru. •Výsledná teplota planety se ustaví na rovnováze, při které absorbovaná energie vyrovnává vyzářenou energii. •Energie přicházející ze Slunce je převážně v kratších (včetně viditelných) vlnových délkách (0,3–1 μm; žluto-zelená část viditelného spektra) •Energie vyzařovaná zemským povrchem je v infračerveném oboru s delšími vlnovými délkami (4–11 μm). Graf atmosférického přenosu elektromagnetického záření. • Vyzářená energie Absorbovaná energie Zemská atmosféra – Modré z nebe •Planetární atmosféra Země je unikátním systémem. Její spodní část, tzv. troposféra, obsahuje kolem 21 % kyslíku. Tím se odlišuje od všech dosud známých atmosfér jiných planet či měsíců. Zemská atmosféra, tak jako většina jiných planetárních atmosfér, se skládá z několika vrstev s odlišnými fyzikálními vlastnostmi, parametry a chemickým složením. Modrá obloha Atmosféra Adéla Hegarová. - ppt stáhnout Struktura atmosféry Vertikální členění atmosféry (červeně je vynesen průběh teploty) letadla balóny meteory polar záře raketoplán Mezi tropo - a stratopauzou ! •Stratosféra se nachází ve výškách přibližně 11 až 50 km. Na spodní straně je oddělena od troposféry tzv. tropopauzou a od vyšší části atmosféry (mezosféry) tzv. stratopauzou. Přibližně do výšky 30 km je zde stálá teplota, která se v závislosti na zeměpisné šířce pohybuje mezi -45 až -75 °C. • •Dále zde ve výškách 25–35 km najdeme významnou vrstvu s vyšší koncentrací trojatomové molekuly kyslíku – ozónu (O3). Jedná se o tzv. ozónovou vrstvu, která významně blokuje krátkovlnné záření Slunce a nepropouští ho do nižších vrstev atmosféry, tedy ani do biosféry. Uvádí se, že do nižších výšek propustí méně než 1 % ultrafialového záření. Vlivem intenzivního pohlcování krátkovlnného záření Slunce se ozónová vrstva zahřívá. Chemické složení atmosféry What elements are found in the Earth's atmosphere? » Geology Science Vzduch •Vzduch je směs plynů tvořící plynný obal Země – atmosféru – sahající až do výše asi 100 km. Ovlivňuje chemické reakce jak v neživé přírodě, tak i v živých organismech (většina živých organismů by bez kyslíku z ovzduší nemohla vůbec existovat). Má i své významné fyzikálně chemické vlastnosti, jedná se zejména o koloběh vody v ovzduší. Kromě toho tepelná kapacita vzduchu udržuje na Zemi teplotu přijatelnou pro život. Je také důležitou průmyslovou surovinou. undefined Vyšší procento vodních kapiček ve vzduchu dává vzniknout mlze. Závoj utkaný z chladu a par: Jak se rodí mlha a jaké druhy mlhy známe? | 100+1 zahraniční zajímavost Složení vzduchu Mlha na horách Dusík - nitrogenium •Dusík – Nitrogenium, plynný chemický prvek tvořící hlavní složku zemské atmosféry. Patří mezi biogenní prvky, které jsou základními stavebními kameny živé hmoty. Tento plyn popsal jako první Němec Carl Wilhelm Scheele v roce 1777. Kapalný dusík undefined undefined undefined Nádoba na kapalný dusík Kapalný dusík Atmosférický dusík Dusíková výbojka Kyslík - oxygenium •Kyslík – Oxygenium, plynný chemický prvek, tvoří druhou hlavní složku zemské atmosféry. Je biogenním prvkem a jeho přítomnost je nezbytná pro existenci většiny živých organizmů na naší planetě. Kyslík je bezbarvý reaktivní plyn bez zápachu a tvoří téměř 21% zemské atmosféry a je nejhojnějším prvkem v zemské kůře, zejména ve formě oxidů, křemičitanů a uhličitanů Kromě obvyklých dvouatomových molekul O2 se kyslík vyskytuje i ve formě tříatomové molekuly jako ozon O3. Produkty hoření se nazývají oxidy, dříve kysličníky. Kyslík je třetím nejhojnějším prvkem ve vesmíru. . Koloběh kyslíku – Wikipedie Molekula kyslíkuO2 Koloběh kyslíku molekula kyslíku – Seznam.cz Ozonová díra nad Antarktidou https://www.techbyte.sk/wp-content/uploads/2018/01/ozonova-diera-zmensuje.gif Ozón - trikyslík Struktura ozonu O3 Ozon (z řeckého οζω, ozó, voním), racionální chemický název trikyslík, je alotropní modifikace kyslíku. Kromě obvyklých dvouatomových molekul O2 se kyslík vyskytuje i ve formě tříatomové molekuly jako ozon O3. Za normálních podmínek je to vysoce reaktivní plyn modré barvy a charakteristického zápachu. undefined Struktura ozonu Poškození listu ozonem Působení na živé organismy - ozon jako silné oxidační činidlo může reagovat s celou škálou biologicky významných látek a způsobuje vznik peroxidů polynenasycených mastných kyselin a aminokyselin enzymů a koenzymů atd. Proto působí negativně na buněčné membrány. Působení na rostliny - poškozuje rostlinná pletiva. Mimořádně negativní účinky emisí ozonu jsou známy u jasanu, buku, pajasanu a liliovníku. Příznakem jsou žluté chlorotické skvrny, nebo drobné červené skvrnky, bronzovité zbarvení horní vrstvy, zatímco žilky zůstávají zelené. Působení na lidské zdraví - vdechování ozonu vyvolává pokles kapacity plic v závislosti na jeho koncentraci a na hloubce dýchání. Ozon - dobrý sluha, zlý pán | NISSHA FIS Ozón v atmosféře Rostoucí koncentrace kyslíku undefined Největší zabiják v dějinách Evropy: Obří dravý dinosaurus | Ábíčko.cz Plants for Plants® Project - Van Iperen International Improving Photosynthesis to Fight Climate Change - Innovative Genomics Institute (IGI) Geologická hisorie kyslíku v atmosféře nedefinovaný Miliardy let Červené a zelené čáry představují rozsah odhadů Původ kyslíku - Symbiogeneze •Symbiogeneze (endosymbiotická teorie, nebo sériová endosymbiotická teorie) je hlavní evoluční teorie původu eukaryotických buněk z prokaryotických organismů. Teorie tvrdí, že mitochondrie, plastidy, jako jsou chloroplasty, a možná i další organely eukaryotických buněk pocházejí z dříve volně žijících prokaryot (více příbuzných bakteriím než Archaea) přijatých jeden do druhého v endosymbióze. undefined Comparison of chloroplasts and cyanobacteria showing their similarities. Both chloroplasts and cyanobacteria have a double membrane, DNA, ribosomes, and chlorophyll-containing thylakoids. Endosymbiotická teorie původu mitochondrií naznačuje, že proto-eukaryota pohltila protomitochondrie a tento endosymbiont se stal organelou, což byl hlavní krok v eukaryogenezi, vytvoření eukaryot. Chloroplast Cyanobacterium To nie bomba! Balon meteo z informacją dla Donalda Trumpa wywołał alarm | TwojaPogoda.pl Podmínky v atmosféře: teplota, rychlost zvuku, hustota, tlak ! https://www.aldebaran.cz/bulletin/2012_25/atmosfera_big.png Prostírání - polární záře - Mylabels.cz - vytvořte si originální jmenovky, samolepky, nažehlovačky nebo prostírání Free Meteor Passing Earth Image | Download at StockCake České aerolinie – Wikipedie Struktura atmosféry Exosféra Termosféra Mezosféra Stratosféra Troposféra Stovky km Polární záře-ionosféra 50 km 11 km v zimě -120 oC v létě -50 oC 65-90 km -57oC 15oC Stovky oC v zimě -70 oC v létě 0 oC Mezopauza Stratopauza Hmotnostní zastoupení hydrosféry (vodstva) a atmosféry (vzduchu). Žijeme na dně vzdušného oceánu, kterému jsme si zvykli říkat atmosféra. Její celková hmotnost je 5,1×1018 kg. Tři čtvrtiny z této hmotnosti jsou soustředěné do výšky 11 km nad povrchem. Tlak atmosféry činí na povrchu přibližně 105 Pa, tento tlak je způsoben tíží vzduchového sloupce nad námi. Například na Venuši, která má velmi hustou atmosféru, je tento tlak 90krát vyšší. Atmosféra je složena především z dusíku (78 %), kyslíku (21 %) a argonu (0,9 %). Zbytek tvoří CO2 a vzácné plyny. V tomto součtu není zahrnuta vodní pára, její množství je proměnné, při povrchu kolísá od 1 % do 4 %, celkově jde přibližně o 0,4 %. Zemskou atmosféru můžeme rozdělit do čtyř základních vrstev, které nazýváme: troposféra, stratosféra, mezosféra a termosféra. Zajímavé jevy v atmosféře – polární záře ! •Polární záře je souhrnný název pro světelné úkazy nastávající ve vysoké atmosféře Země ve výškách od 90 km (v ionosféře – oblast vysoké koncentrace iontů a volných elektronů), někdy zasahující i do výšek několika set kilometrů. Jsou výsledkem poruch v magnetosféře Země způsobených slunečním větrem. undefined Polární záře nad Českem (Dolní Němčí v 2023) Polární záře nad Aljaškou Polární záře nad Českem (Dolní Němčí, 2023) Polární záře nad Jupiterem Polární záře nad Jupiterem Družicový snímek planety Země a polární záře z oblasti jižního zemského pólu •Červánky jsou meteorologický pojem, který označuje jev odehrávající se na večerní, případně také ranní obloze. •Jako červánky se označuje zbarvení oblohy do červené, růžové, oranžové nebo i žluté barvy. Tento jev nastává především v létě za západu slunce. Hlavně po větrném dni se v atmosféře nachází velké množství zvířeného prachu. Při stmívání dochází k ochlazení atmosféry. Vlivem poklesu teploty vodní páry kondenzují v podobě ledových krystalků na částečkách prachu. Když sluneční paprsky ozařují tyto krystalky, dochází v nich k lomu a rozptylu světla a obloha se jeví barevně. Současně je možné na obloze často pozorovat tzv. beránky. •Ranní červánky jsou méně časté. Letní noci bývají vlivem tlakové výše mírné a bezvětrné, takže ráno vzduch neobsahuje částice, od nichž by se světlo mohlo odrážet. Pokud je ale možné červánky ráno spatřit, znamená to, že noc byla větrná a přibývalo oblačnosti, a tedy příchod studené fronty a špatného počasí. Zajímavé jevy v atmosféře – červánky ! Elektronická učebnice - ELUC Nádherná podívaná na východě Čech: Červánky rozpálily les! | Ahaonline.cz Atmosférická refrakce (lom světla v atmosféře) https://www.aldebaran.cz/bulletin/2012_25/refrakce_big.png https://www.aldebaran.cz/bulletin/2012_25/iss.jpg Západ Slunce z ISS Schéma lomu světla v atmosféře Refraction Light Vector Illustrationisolated On White: стоковая векторная графика (без лицензионных платежей), 1860928945 | Shutterstock Refrakce ve vodě • • TEPLOTA Změny teploty v atmosféře s výškou thermodynamics - Why less temperature at high altitude? - Physics Stack Exchange Biosféra, cca 10km Biosféra, cca 10km If the temperature recovered in a place at an altitude of 1000 meters above mean sea level is 26.5°C, what will its sea level temperature be? - Quora Atmosféra a zdroje tepla na Zemi •Sluneční záření •Geotermální teplo •Antropogenní teplo •Živočišné teplo •Teplo vznikající při dekompozici • https://www.infoviz.cz/infographics/prumernaTeplotaCR/prumernaTeplotaCR_2.0_SQ.jpg https://www.infoviz.cz/infographics/dailyAVGT_CR/dailyAVGT_CR_1.0_SQ.jpg Vše o teplotní inverzi, fenoménu podzimního počasí Meteorologická stanice Churáňov @ ENVIROSKOP Meteorologická zahrádka - Churáňov Proč je někdy obtížné předpovídat, jestli bude sněžit nebo pršet? | In- počasí Počasí je když ….. •Počasí je okamžitý stav v ovzduší na určitém místě. Je dáno stavem všech atmosférických jevů pozorovaných na určitém místě a v určitém krátkém časovém úseku nebo okamžiku. Tento stav se popisuje souborem hodnot meteorologických prvků, které byly naměřeny meteorologickými přístroji nebo zjištěny pozorovatelem (např. teplota vzduchu, stav oblačnosti, rychlost a směr větru, déšť, sněžení apod.) Jarní počasí by mělo vydržet celý březen, pršet bude málo | Slunecno.cz Blíží se pravé zimní počasí. Napadne sníh a teploty klesnou až na mínus deset stupňů (www.pribram.cz) Po chladnějším týdnu se ohřejeme, příští víkend bude až třicet stupňů - iDNES.cz Proč NEMÍT rád podzim? · Lifestyle Birdie A co podnebí - klima ? •Počasí je stav atmosféry charakterizovaný souhrnem hodnot všech meteorologických prvků a atmosférickými jevy v určitém místě a čase. Podnebí (klima) je dlouhodobý charakteristický režim počasí, podmíněný energetickou bilancí, cirkulací atmosféry, charakterem povrchu a lidskými zásahy. Rostou! Nejvyšší čas vyrazit na houby - NašePraha.cz • • ZVUK Rychlost zvuku •Často se tímto pojmem myslí rychlost zvuku ve vzduchu, která závisí na atmosférických podmínkách. • •Největší vliv na rychlost zvuku má teplota vzduchu. Při teplotě 20 °C je rychlost zvuku v suchém vzduchu 343 m/s, tj. 1235 km/h. undefined Bell X-1 – Letadlo, které přineslo první let rychlostí zvuku. Vzhled inspirovala střela z pušky - Prima Zoom Rychlost zvuku v suchém vzduchu MĚŘENÍ RYCHLOSTI ZVUKU •v pevných látkách •tyč ze zkoumané látky se upevní uprostřed a třením se na ní vytvoří stojaté vlnění •tyč kmitá, přičemž její délka je rovna polovině vlnové délky •změřením frekvence můžeme potom dopočítat hledanou rychlost •v kapalinách •odrazem zvukového vlnění od dna nádrže (v = 2s/t, kde s je hloubka nádrže a t je čas) •v plynech •rezonanční metodou (změna délky sloupce vzduchu v trubici vyvolává zesilování zvuků ladičky) •potom v = 2.h.f, kde h je výška sloupce vzduchu v trubici • Rychlost zvuku • • OBLACNOST • • SRÁŽKY • • TLAK Atmosférický tlak •Atmosférický tlak je způsoben silou, kterou působí atmosféra planety na jednotkovou plochu v daném místě. Atmosférický tlak dosahuje nejvyšších hodnot při hladině moře a s rostoucí výškou klesá. Atmosférický tlak není stálý, ale kolísá na daném místě zemského povrchu kolem určité hodnoty. Tlakoměr - měření atmosférického tlaku vzduchu undefined Atmosférický tlak | Eduportál Techmania Barograf Rtuť Voda Torriceliho experiment Atmosférický tlak a jeho měření Pokles tlaku s nadmořskou výškou Mladý vedec - Tlak vzduchu Pokles tlaku do středu tlakové níže Čeká nás výrazný pokles tlaku vzduchu | In-počasí Tlakové útvary Tlakové útvary | Eduportál Techmania Tlaková níže versus tlaková výše - princip Proč v tlakové níži prší? - Lodní noviny - Cruising Tlakové útvary Cyklóna – tlaková níže •Cyklóna neboli tlaková níže je oblast se sníženým tlakem vzduchu, přičemž tlak vzduchu v jejím okolí je vyšší než tlak uvnitř oblasti. Jde o jeden ze základních tlakových útvarů v atmosféře, který na synoptické mapě má alespoň jednu uzavřenou izobaru. Vlivem rotace Země pak cirkulace vzduchu v cyklóně probíhá na severní polokouli vždy proti směru pohybu hodinových ručiček, zatímco na jižní polokouli po směru. undefined Směr proudění větru cyklón na Zemi. Na severní polokouli cirkuluje vzduch v cyklóně proti směru pohybu hodinových ručiček, zatímco na jižní polokouli cirkuluje vzduch po směru pohybu hodinových ručiček. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/30/Globespin.gif/220px-Globespin.gif Vizualizace tlakové níže Vizualizace tlakové níže Anticyklóna - tlaková výše Tlaková výše (anticyklóna) - PoCestach.cz Anticyklóna neboli tlaková výše je oblast se zvýšeným tlakem vzduchu, který je vyšší, než je tomu v okolí. Pro anticyklónu je typická cirkulace vzduchu ve směru pohybu hodinových ručiček na severní polokouli. Oproti tomu je na jižní polokouli pro anticyklónu typická cirkulace vzduchu proti směru pohybu hodinových ručiček. Směr cirkulace vzduchu je dán především působením takzvané Coriolisovy síly. Coriolisova síla •Coriolisova síla je setrvačná síla, která působí na tělesa, která se pohybují v rotující neinerciální vztažné soustavě takovým způsobem, kdy se mění jejich vzdálenost od osy otáčení. Působení Coriolisovy síly se označuje jako Coriolisův efekt. https://pocestach.cz/wp-content/uploads/2022/01/tlakova-vyse-.png Tlaková níže, tlaková výše a „výr“ (vír) v umyvadle •Točení víru způsobuje kupodivu otáčení naší Země. Jak u barometrických jevů, tak i ve vaší vaně (nebo i když jen vyléváte vodu z láhve), se kapalina točí v důsledku otáčení Země ze západu na východ (tj. když se posadíte vysoko nad Evropu čelem na sever, Praha vám bude ujíždět doprava směrem k Rusku a za chvilku si to k vám přivalí Londýn – zhruba řečeno) !!! https://efektivniuceni.cz/wp-content/uploads/2016/02/Vir-v-umyvadle-2.gif https://efektivniuceni.cz/wp-content/uploads/2016/02/Vir-v-umyvadle-3.gif Není výr jako vír J Víry kolem nás Úvod Kterým směrem se točí vír ve vaně? | Dvojka Oblasti anticyklón – vysokého tlaku •Oblasti anticyklón neboli vysokého tlaku zásadně ovlivňují utváření počasí v jejich okolí. • •Na počasí v Evropě mají vliv: •arktická anticyklóna •sibiřská neboli kontinentální anticyklóna •azorská neboli severoatlantická anticyklóna. • •V atmosféře Země se vyskytují i další poměrně stabilní oblasti vysokého tlaku: •antarktická, •bermudská a havajská •jihoatlantická neboli svatohelenská • jihoindická neboli mauricijská •kanadská neboli severoamerická • https://pocestach.cz/wp-content/uploads/2022/01/tlakova-vyse-1-1.png Atmosférický tlak • • VÍTR Vítr – proudění vzduchu •Vítr je vektor popisující pohyb zvolené částice vzduchu v určitém místě atmosféry v daném časovém okamžiku. Nejčastěji se jím rozumí horizontální složka proudění vzduchu v atmosféře. •Je vyvolaný rozdíly v tlaku vzduchu a rotací Země, dále se uplatňuje i síla tření. Při jeho popisu nás zajímá jeho směr, rychlost a ochlazovací účinek. •Rychlost a směr větru se měří pomocí anemometru. undefined Globální mapa rychlosti větru ve výšce 100 metrů na pevnině a u pobřeží (m/s) https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/34/Mean_Wind_Speed.png/1920px-Mean_Wind_Spee d.png undefined Globální mapa potenciálu hustoty větrné energie (W/m) Jak vzniká vítr ? •Teplý vzduch stoupá vzhůru a tím snižuje atmosférický tlak (tedy to, jak moc vzduch tlačí na povrch Země). •Na uvolněné místo po teplém vzduchu proudí těžší studený vzduch, který má tlak zase vyšší. •Tím vzniká vítr. Čím je rozdíl tlaků větší, tím silnější vítr vzniká. Proč fouká a jak vzniká vítr? | In-počasí Proč fouká a jak vzniká vítr? | In-počasí undefined undefined Druhy větru – Seznam místních názvů větrů •Fén - (též föhn) je vítr vanoucí z jihu přes Alpy. •Monzum - pravidelný sezónní vítr přinášející v létě mohutné srážky především do oblasti jižní a jihovýchodní Asie a sněhové v zimě •letní monzum •zimní monzum •Tornádo - velmi rychle stoupající větrný proud, vznikající při nerovnoměrném rozložení teploty a tlaku vzduchu při zemském povrch •Mistrál - padavý studený vítr, který se vyskytuje v Jižní Francii. •Bríza - jedná se o pobřežní vánek, který vane mezi mořem a pobřežím v létě jako důsledek nestejnoměrného zahřívání vody a souše. Mořský vánek – odpoledne vane chladnější vzduch z moře na pevninu. Pevninský vánek – vane v noci z pevniny na moře. •Bóra - je studený, kontinentální vítr, který vzniká nad pevninou u moří, která jsou blízko pohoří, způsobuje prudký pokles teploty, vlnobití undefined undefined undefined Monzum Bríza Tornádo Větrná elektrárna na Rovinech u Pcher, okres Kladno Působení větru – vítr jako ekologický faktor •Vítr je od pradávna ničícím živlem i pomocníkem člověka. Vichřice spolu s povodněmi jsou největším zdrojem škod v podmínkách střední Evropy. •Při poslední velké vichřici (Kyril) v listopadu 2004 došlo k poničení velké části lesů Vysokých Tater. •Vítr je jedním z hlavních činitelů působících erozi a zvětrávání hornin. Větrné čerpadlo v USA Sportovní jachting undefined •Směr proudění větru •Advekce – horizontální •Konvekce - vertikální •Pohybové reakce organismů •Anemotaxe •Hypsotaxe •Anemofilie •Anemochorie • • Ekologický význam proudění vzduchu Směrované pohyby (anemotaxe) mohou být pozitivní (vzlétání a plachtění proti větru) i negativní (nesení větrem). Některé druhy hmyzu, např. masařky a mnozí denní motýli, jsou vynášeni teplým vzduchem (hypsotaxe) a soustřeďují se na vrcholcích kopců (,,hilltopping"), kde dochází k epigamnímu chování a páření. Anemofilie = Anemochorie: přenos pylu z květu na květ větrem Neviditelný život 14.: Semenné rostliny – semena | BOTANY.cz Nánosy pylu | Facebook Vliv větru na rostliny •Mezi podstatné vlastnosti proudění vzduchu s ohledem na poškození rostlin patří jeho směr, rychlost a teplota. •Silný vítr spolu s teplem, nebo slunečním zářením může vést k nadměrné transpiraci, vítr nebo jím nesený materiál může mechanicky poškozovat pletiva rostlin. •Vlivem intenzity proudění dochází k přímým škodám např. opad plodů, lámání větví, vyvracení stromů, typické deformace růstu ve směru převládajícího proudění. •Pozitivním efektem je výměna vzduchu, snížení a zvýšení teplot, vítr může zabránit chladovému a tepelnému poškození. •Vítr je významný pro rozmnožování anemofilních a anemochorních druhů rostlin. • Anemochorie – anemochorní transport rostlin •Anemochorie je způsob šíření semen nebo plodů rostlin větrem. Rostliny mají několik možností jak využít větru: •semena se nechají volně unášet větrem, tímto způsobem mohou urazit několik metrů i několik kilometrů. (např. pampeliška, tzv. meteorochorie) •vítr rozptýlí semena umístěná v tobolkách, dosažená vzdálenost je jen pár metrů (např. mák vlčí) •rostlina se pustí půdy a je celá unášena větrem, semena opadávají postupně – tzv. stepní běžci •Všechny spory šířící se pomocí větrných proudů jsou poměrně lehké, nebo (v případě vyšší hmotnosti) používají různé povrchové struktury (chmýří, blanitá křídla a lemy, vzdušné měchýřky…), které jim usnadňují let. • alternativní popis obrázku chybí Přehrádkolomná tobolka durmanu obecného Odlomené lodyhy se semeny Javor klen – Wikipedie Semena javoru Tobolka Tobolka durmanu běžec - Katrán tatarský kokoška pastuší tobolka - Capsella bursa-pastoris | Květena České republiky - plané rostliny ČR | www.kvetenacr.cz | Kokoška pastuší tobolka https://player.slideplayer.cz/70/12137509/slides/slide_53.jpg Anemochorie – šíření pomocí větru •Adaptace k prodloužení doby, po kterou semeno dopadá na povrch půdy •Adaptace – především křídla, trichomy, redukce velikosti a hmotnosti Vztah maximální vzdálenosti disperze a výšky stromu Lophopetalum wightianum File:Lophopetalum wightianum Arn. (16014584990).jpg - Wikimedia Commons https://player.slideplayer.cz/70/12137509/slides/slide_52.jpg Vliv hmotnosti semen (mg) na jejich šíření Archives des zoochorie - Nature en ville à Cergy-Pontoise Wie Tiere Pflanzen verbreiten - Zoochorie Carnet naturaliste: Zoogamie et zoochorie... Zoochorie – šíření pomocí zvířat •Zoochorie je způsob šíření semen, plodů či vzácněji celých plodenství pomocí živočichů. •Živočichové v této roli jsou pak označováni jako roznašeči či přenašeči semen •Podle způsobu, jak jsou diaspory přenášeny, lze zoochorii dělit na epizoochorii a endozoochorii: •Epizoochorie - je šíření diaspor na povrchu živočichů (např. skřípinec jezerní, řepík lékařský, svízel přítula) - Zvláštním případem je myrmekochorie čili šíření pomocí mravenců, takto se šíří např. semena violek. •Endoozochorie - je šíření také pomocí živočichů, ale semeno nebo plod zde projde přes trávicí trakt – dužnaté plody rostlin (např. jmelí bílé, třešeň ptačí, bez černý) alternativní popis obrázku chybí Pin page Ekologie opylování – pomocí větru Anemogamie Abiotické faktory: •Anemogamie •Hydrogamie Biotické faktory •Zoogamie Anemogamie (také větrosprašnost nebo větrosnubnost) je způsob opylení semenných rostlin pomocí větru. Větrem jsou opylovány hlavně nahosemenné, ale tento způsob opylení je rozšířen i mezi krytosemennými. Krytosemenné rostliny opylované větrem mají často redukované části, které jsou důležité při opylením hmyzem. Červené samičí šištice vyrůstající vzpřímeně na konci větvičky Stinný les ve vyprahlé okolní krajině Pohled na rostlinu v poušti alternativní popis obrázku chybí Samičí šištice smrku Cedrový les Welwitschie podivná Lobenice obecná „meloun“ "The answer is blowin' in the wind" Bob Dylan v roce 2010 Bob Dylan v roce 2010 Americký písničkář Charles Darwin portrét ilustrace Charles Darwin (1809 -1882) Britský přírodovědec Dokonalá odpověď na 165 let starou hypotézu Charlese Darwina z roku 1931o tom, že hmyz vyskytující na větrných ostrovech ztrácí schopnost letu a stává se nelétavým, aby nebyl odnesen větrem do moře. Darwin se od tohoto roku o této hypotéze přel s kolegou a přítelem Hookerem. Když si během své plavby kolem ostrova Madeira všiml, že se zde vyskytuje nápadně mnoho bezkřídlých forem hmyzu, především brouků. Portrét botanika Josepha Daltona Hookera Sir Joseph Dalton Hooker (1817 – 1911) byl britský botanik a cestovatel v 19. století. Byl zakladatelem geografické botaniky a nejbližším přítelem Charlese Darwina. Obrázek z Darwinovy knihy Původ člověka z roku 1871 ukazuje ilustrace dvou různých druhů brouků. Darwinův hmyz undefined undefined Afrika Madeira Evropa undefined Madeira Ostrov Madeira - součást sopečného souostroví •Madeira je portugalský ostrov ležící v Atlantském oceánu asi 580 km západně od pobřeží Maroka a 980 km jihozápadně od Lisabonu. Na jeho dramaticky skalnatém pobřeží přinášejí severovýchodní pasáty obrovské oceánské vlnobití. Teploty na hladině moře na Madeiře se v zimě pohybují v průměru mezi 50 a 60 °C (F) a v létě jsou jen o něco teplejší. Díky svému mikroklimatu a izolaci je Madeira domovem široké škály endemických druhů. Madeira - rady na cestu | CK SEN Madeira, ostrov dřeva - Země Světa 12/2018 Hypotetický rámec pro studium nelétavosti hmyzu. •Diverzita nelétavých taxonů může být řízena selekčními procesy (a), speciačními procesy (b) nebo jejich kombinací. Očekávaný pozitivní výběr pro nelétavost je označen šipkami nahoru pro prediktory, negativní výběr je označen šipkami dolů. •Prediktory v přerušovaných rámečcích byly z analýz vyloučeny. Anotace (c) uvádějí, které hypotézy byly nejlépe podpořeny údaji o hmyzu z ostrovů Jižního oceánu (SOI = South Ocean Islands a arktických ostrovů; NS = Northern See). •Zahrnuta byla průměrná rychlost větru, odvozená reanalyzovaných povrchových pozorování za desetiletí 2007 až 2017 pro každý ostrov, a tři míry rizika přemístění (plocha ostrova, izolace a poměr perimetru k ploše. Studie na antarktických ostrovech (SOI) a na ostrovech arktických (NS) v letech 2007 – 2017. Prevalence nelétavosti u ostrovního hmyzu ve vysokých zeměpisných šířkách (a) Podíl nelétavých druhů hmyzu napříč původními (endemickými a neendemickými druhy) a zavlečenými hmyzími společenstvy subantarktických (n = 12) a mírných ostrovů Jižního oceánu (SOI; n = 14), nepůvodnímu hmyzu detekovanému v antarktických zavlečených cestách a domorodým hmyzím společenstvům pěti arktických ostrovů. Rámečky označují mediánové hodnoty a mezikvartilová rozpětí (IQR), body označují odlehlé hodnoty., Červené rámečky označují seskupení, která se vyvinula mimo oblast Jižního oceánu. (b) Počet nelétavých (oranžových) a létajících (modrých) druhů hmyzu v pěti druhově nejbohatších řádech hmyzu napříč původními a introdukovanými společenstvy SOI a domorodými společenstvy arktických ostrovů. Ostrov Lorda Howa a Ball´s Pyramida undefined undefined Jeden velký, hnědý a jeden malý, zelený pakobylka z ostrova lorda Howa sedící na listu. Detail hmyzího vejce drženého kleštěmi na ostrově Lorda Howa. Dva zelené tyčinky z ostrova Lord Howe sedící na spodní straně zeleného listu. Malý tyčinkový hmyz z ostrova Lorda Howa stojící na konci tužky. Mapa Tasmanova moře Dryocelus australis – bezkřídlá pakobylka z ostrova lorda Howa undefined undefined Entomologové předpokládali, že tento druh vyhynul v roce 1920; v roce 2001 byl ale znovu objevenve svém původním prostředí na ostrově Lorda Howa v Tasmanově moři a byl označen jako „nejvzácnější hmyz na světě", Znovu objevená populace se skládala pouze z 24 jedinců žijících na malém ostrůvku Ball's Pyramid ! •Vítr, teploty pod bodem mrazu nebo nízký tlak vzduchu mohou nezávisle zvýšit potřebu energie nezbytné k letu, což připraví hmyz o energetické zdroje potřebné k vytvoření nebo udržení plodnosti. •Pouze hmyz, který se rozhodne nelétat v obtížném prostředí, si může zachovat schopnost dobře se množit. •Fragmentace stanovišť by mohla hmyz připravit o motivaci létat. • •Zmizení predátorů nebo konkurentů z určitých prostředí by mohlo učinit létání zbytečným. •Vítr by tak mohl „odfouknout“ létající hmyz z ostrova (Darwinova myšlenka). Okolnosti vedoucí k evoluci nelétavosti ! •95% hmyzu je uzpůsobeno k létání a mají křídla. •Na základě několika recentních studií bylo zjištěno, že téměř polovina (47 %) druhů hmyzu, které se vyvinuly na ostrovech Jižního oceánu, není schopna létat, i když některé si zachovaly malá, zbytková křídla. Hodnota 47 % je mimořádně vysoké číslo, a představuje téměř desetinásobek (cca5%) celosvětového výskytu nelétavosti mezi druhy hmyzu. •Porovnáním více proměnných o prostředí s identifikací druhů, které jsou nelétavé, bylo dále zjištěno, že rychlost větru, stabilita stanovišť a letní teploty povrchu pevniny korelují se 77 % druhů na ostrovech Jižního oceánu, které ztratily schopnost létat. (Úplný seznam proměnných zahrnoval také sezónnost, rozlohu ostrova, stáří ostrova, bohatost hmyzožravců a izolaci ostrova.) •Další vědci se zabývali rozmnožováním a plodností hmyzu a zjistili, že druhy, které jsou nelétavé, mají vyšší reprodukční výkon – evoluční „trade off“. • Evoluce adaptací k nelétavosti ! Darwina hypotéza byla tedy potvrzena ! Portrét Charlese Darwina jako mladého muže. article image Pringleophagia marioni je jeden z druhů můr žijících na Falklandech u nějž se vyvinula zakrnělá křídla neumožňující let tohoto hmyzu. Charles Darwin jako mladý muž. Portrét od George Richmonda, asi konec 30. let 19. století. Hydrogamie – opylování vodou •Hydrogamie je způsob opylení krytosemenných rostlin pomocí vody. •Vyskytuje se u některých vodních rostlin, nikoliv však u všech. Některé mají květy nad hladinou a jsou opylovány pomocí větru (anemogamie) nebo hmyzu (entomogamie). •Hlavně Alismatacae, většinou mořské druhy •Rostliny opylované vodou mají květy pod vodou, řidčeji při vodní hladině, podobně jako u rostlin opylovaných větrem nejsou třeba lákadla pro opylovače, proto okvětí nebo koruna je zakrnělá či zcela chybí. Pyl bývá dlouhý a slepuje se, aby lépe splýval a zachytával se na k tomu uzpůsobené dlouhé blizně • •Evoluce zřejmě z anemogamie undefined Řečanka přímořská (Najas marina) alternativní popis obrázku chybí Syringodium isoetifolium Porost Cymodocea nodosa Cymodocea nodosa Polom po vichru může lesníkům pomoct. Pak ale začnou sčítat obří ztráty - Seznam Zprávy Vítr jako pomocník i škůdce Soldato Rock - Libri Acquaviva - Giuseppe D'Ambrosio Angelillo ... Beaufortova stupnice větru •Beaufortova stupnice se používá na celém světě a slouží k odhadu rychlosti větru podle lehce pozorovatelných projevů na moři či souši. Má 12 stupňů a jachtařům poskytne základní informace, zda je bezpečné vyplout na moře nebo raději počkat na lepší podmínky. Výhodou je její praktičnost a použitelnost bez jakýchkoliv přístrojů. undefined Stupeň 12 na moři, orkán Antigua Classic Yacht Regatta 17th–23rd April 2019: The Sea is the Focus! - ALL AT SEA Stupeň 6 na moři, silný vítr Beaufortova stupnice větru Odkud přišla Sabine: cesta po stopách orkánu, který polekal Česko — Deník N Orkán Sabine 2023 Hurricane Season: the mid-year outlook | Allianz Commercial Hurikán Katrine Tornádo na jižní Moravě Infografika - Beaufortova stupnice Beaufortova stupnice větru • • KLIMA Klima - podnebí •Podnebí neboli klima je dlouhodobý stav počasí, podmíněný energetickou bilancí, cirkulací atmosféry, charakterem aktivního povrchu a lidskou aktivitou. •Změny probíhají v dlouhodobých časových úsecích. Podle měřítka rozsahu, v němž se podnebí uplatňuje, se rozeznává makroklima, mezoklima, místní klima a mikroklima. • •Na Zemi rozlišujeme různé podnebné pásy: tropický, subtropický, mírných šířek, subpolární a polární (arktický a antarktický). Pro každý pás jsou stanoveny intervaly hodnot základních klimatických prvků jako jsou teplota, srážky, sluneční svit, ale i další. •Dále rozlišujeme klima měst, klima hor, klima uzavřených prostor, apod. Na základě intenzity vlivu oceánu na podnebí v dané oblasti rozeznáváme podnebí kontinentální a oceánické. Pět složek vzájemně se ovlivňujících složek planetárního klimatického systému. (atmosféra, hydrosféra, kryosféra, litosféra a biosféra) https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b3/Climate-system.jpg Klimatický systém Země •Zemský klimatický systém je složitý systém s pěti vzájemně se ovlivňujícími složkami: atmosférou (vzduch), hydrosférou (vodou), kryosférou (led a permafrost), litosférou (horní kamenná vrstva Země) a biosférou (živé organismy). •Klima je statistická charakteristika klimatického systému. Představuje průměrné počasí, obvykle za období 30 let, a je určeno kombinací procesů, jako jsou oceánské proudy a větrné vzorce. •Cirkulace v atmosféře a oceánech přenáší teplo z tropických oblastí do oblastí, které dostávají méně energie ze Slunce. Sluneční záření je hlavní hnací silou této cirkulace. •Koloběh vody také přesouvá energii v celém klimatickém systému. Kromě toho se určité chemické prvky neustále pohybují mezi složkami klimatického systému. Dva příklady těchto biochemických cyklů jsou uhlíkový a dusíkový cyklus. Atmosférická cirkulace Země je řízena energetickou nerovnováhou mezi rovníkem a póly. (vliv má také rotace Země kolem své vlastní osy) https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fa/NASA_depiction_of_earth_global_atmospheric_circ ulation.jpg (A) Ohřívání vzduchu podél rovníku snižuje jeho hustotu, takže stoupá. Poté se šíří do vyšších zeměpisných šířek, ochlazuje se, protože vyzařuje energii do vesmíru. Zjednodušená atmosférická cirkulace (B) Zjednodušená atmosférická cirkulace, jakmile je Coriolisůva síla začleněna do článků vertikální cirkulace, vytváří to dominantní povrchové větry. A B Pohled od rovníku k pólu (meridionálnímu) na cirkulační buňky v atmosféře Tyto cirkulační buňky se dostanou do spodní části atmosféry, troposféry. Široce rozdělují Zemi na klimatické pásy. Climate change impacts | National Oceanic and Atmospheric Administration Měnící se atmosféra •Atmosféra se otepluje. Začínáme pociťovat účinky. • •Oteplující se atmosféra ovlivňuje více než jen teploty vzduchu: zatímco vlny veder a sucha jsou stále častější a intenzivnější, dešťové bouře jsou také stále silnější a někdy vyvolávají nebezpečné povodně. • Vztah počasí a klimatu https://www.greenpeace.org/static/planet4-czech-republic-stateless/2020/02/579942e0-9946724395_370d f54eae_b.jpg Impacts of Climate Change on the Economy and Society - Iberdrola Adaptace pobřežní infrastruktury zvýšené hladině moře Pokles pracovní kapacity díky růstu oteplování klimatu Vznik válek kvůli omezeným přírodním zdrojům Nedostatek pitné vody v některých oblastech Světa Relokace lidských sídel do změnami nezasažených oblastí Růst cen základních potravin Extrémní meteorologické jevy přispějí k rozvoji chudoby Rozšíření výskytu nemocí díky oteplení Zmenšení produktivity zemědělství Sociální a ekonomický dopad klimatické změny • • ZDROJE TEPLA Atmosféra a zdroje tepla na Zemi •Sluneční záření •Geotermální teplo •Antropogenní teplo •Živočišné teplo •Teplo vznikající při dekompozici • Sluneční záření – viz předchozí přednášky undefined Geotermální energie •Geotermální energie je tepelná energie extrahovaná ze zemské kůry. Kombinuje energii z formování planety a z radioaktivního rozpadu. Geotermální energie byla po tisíciletí využívána jako zdroj tepla a/nebo elektrické energie. • Why You Should Care About Geothermal Energy | Axiom Engineering Group Geothermal Energy - Advantages, Disadvantages & Uses Geotermální energie OPINION: Geothermal Energy Better Than Site C - Rossland Telegraph Geothermal Energy | Climate Solutions | Kids Fight Climate Change Antropogenní energie •Antropogenní emise pollutantů, jako jsou skleníkové plyny a aerosoly významně a rychle mění funkce ekosystémů. Emise skleníkových plynů mají velký význam jako příčina antropogenní změny klimatu. Na životní prostředí však mají vliv všechny zdroje a druhy energie. •Antropogenní znečištění vzniká v důsledku odlesňování, spalování fosilních paliv, vypouštění z průmyslu, hnojiv a pesticidů atd. Hlavní antropogenní znečišťující látky přítomné v ovzduší vznikají při spalování fosilních paliv. Ve Spojených státech jsou tři hlavní antropogenní zdroje plynných látek znečišťujících ovzduší: •doprava, •průmysl •výroba energie. Antropogenní změna klimatu https://energyeducation.ca/wiki/images/thumb/9/90/203_co2-graph-021116.jpeg/800px-203_co2-graph-021 116.jpeg Hladiny oxidu uhličitého za posledních 400 000 let zůstaly pod 300 ppm a od 50. let 20. století do současnosti raketově vzrostly. Všimněte si, že klima se před průmyslovou revolucí dost změnilo. Tyto změny byly přirozené, současná změna klimatu je z velké části antropogenní ! Šedesát let globálního oteplování https://energyeducation.ca/wiki/images/5/52/Climate-change-33.gif Další důkazy o antropogenní změně klimatu •Některé znatelné důkazy o antropogenní změně klimatu jsou: • • celkové zvýšení hladiny moří nárůst teploty tání ledových příkrovů a ledovců zvýšené extrémní události, jako jsou hurikány • okyselování oceánů • •Oceány přirozeně stoupají s táním ledovců a sněhové pokrývky, ale ve srovnání s minulým stoletím se tempo vzestupu v posledním desetiletí blíží dvojnásobku. Vzestup hladiny moří a oceánů a tání ledovců Sea Level Rise A graph showing ice loss sea ice, ice shelves and land ice. Land ice loss contributes to SLR Vzestup hladiny moří Defending Infrastructure Against Sea Level Rise - ASME Měření přílivu ukazují, že současný globální vzestup mořské hladiny začal v polovině 19. století. Proxy data ukazují, že i teplota povrchu oceánu mohla začít růst tou dobou. Pod vzestupem hladiny oceánů se myslí eustatická změna – globální růst průměrné hladiny moří v důsledku změn celkového objemu vody v oceánech. Prognóza vzestupu hladiny moří EDITORIAL: Facing reality on rising sea levels Scientists say 80% of the Maldives could be uninhabitable by 2050 - YouTube Florida, USA Maledivy Potápějící se Bangladéš Inundation Mapping – 2030 Palette Rural Bangladesh Is Sinking as Sea Levels Rise - News about Energy Storage, Batteries, Climate Change and the Environment Potential impact of sea-level rise in Bangladesh by 2030 ( Source:... | Download Scientific Diagram Mapa Země s dlouhodobým vzestupem o 6 metrů hladiny moře – značeno červeně A map showing major SLR impact in south-east Asia, Northern Europe and the East Coast of the US Změna klimatu a vzestup extrémních událostí (příklad USA) •Dlouhotrvající sucho •Extrémní horko •Extrémní zima •Přívalové povodně •Tropické cyklony •Silné bouře •Vzestup hladiny moře • • • Dlouhotrvající sucho Kontinentální USA (Conus) procentuální plocha v kategoriích monitoru sucha v USA. Graf. • Pokud vzorec počasí, který má za následek deficit srážek, trvá několik týdnů nebo měsíců, je považován za krátkodobé nebo bleskové sucho. • Pokud deficit vzorce a srážek trvá déle než šest měsíců, je obvykle považován za dlouhodobé sucho. Rozlišujeme čtyři druhy sucha •Meteorologické sucho nastává, když v oblasti převládá suché počasí, které může rychle začít a skončit. •Hydrologické sucho nastává, když se projeví nízká zásoba vody, zejména v tocích, nádržích a hladinách podzemních vod, obvykle po mnoha měsících meteorologického sucha. Z toho je těžší se vzpamatovat než z meteorologického sucha. •Zemědělské sucho nastává, když jsou plodiny ovlivněny dešťovými srážkami nebo nedostatkem vody v půdě, sníženou podzemní vodou nebo nižšími hladinami nádrží potřebnými pro zavlažování. •Socioekonomické sucho dává do souvislosti nabídku a poptávku po různých komoditách se suchem (např. ovoce, zelenina, obiloviny, maso atd.). • Grafické znázornění roční teploty v USA ve srovnání s průměrem 20. století. Extrémní horko Všech 10 nejteplejších let od roku 1850 nastalo až od roku 2013. V roce 2023 byla průměrná roční teplota v sousedních USA 54,4 °F, což je o 2,4 °F nad průměrem 20. století, což z roku 2023 učinilo pátý nejteplejší rok ve 129letém záznamu pro zemi jako celek. V roce 2023 bylo rekordními vedry zasaženo přibližně 65 milionů lidí a 35 států zažilo 10 nejteplejších roků pro stát. Analýza teploty a srážek (příklad USA) Mapa hodnocení národní teploty 2023 Mapa národního hodnocení srážek 2023 Mapa národního hodnocení srážek 2023 Mapa národního hodnocení průměrných teplot 2023 Předpokládaný nárůst počtu velkých požárů (Do poloviny století (2021-2070) ve srovnání s nedávnou minulostí (1971-2000) Mapa USA zobrazující procentuální nárůst týdnů s rizikem velmi rozsáhlých požárů • Přirozeně se vyskytující požáry jsou nejčastěji způsobeny bleskem. V závislosti na okolnostech dochází také k požárům sopečných ložisek, meteorů a uhelných slojí. • Požáry způsobené člověkem mohou být náhodné, úmyslné (žhářství) nebo z nedbalosti. Oblast přilehlých 48 států s neobvykle nízkými zimními teplotami, 1911–2020 Extrémní zima Za posledních 40 let způsobily velké mrazy a zimní bouře katastrofy za 30 miliard dolarů v celkové výši přes 120 miliard dolarů. Navzdory celkovým trendům oteplování na celém světě mohou výkyvy extrémních teplotních změn vést k většímu množství srážek dostupných pro velké zimní povětrnostní události a mohou vést k "silnějším úderům". Mapy USA ukazující rostoucí množství srážek v celé zemi v průběhu 20. století Přívalové povodně Přívalové povodně: vyskytují se v malých a strmých povodích a vodních tocích a mohou být způsobeny krátkodobými intenzivními srážkami, selháním přehrad nebo hrází nebo kolapsem trosek a ledových zácp. Většina úmrtí souvisejících s povodněmi v USA je spojena s bleskovými povodněmi. Tropické cyklóny Sloupcový graf zobrazující roční tropické cyklóny od roku 1980 Teplejší oceány produkují více odpařování, což znamená, že v atmosféře je k dispozici více vody ve formě vodní páry a umožňuje více deště. Tento zvýšený déšť uvolňuje více tepla a zesiluje větry kolem jádra cyklóny. Tyto klimaticky zesílené tropické cyklóny způsobily od roku 1980 škody za více než 1 333 miliard dolarů. Silné bouře – škody v miliardách dolarů - USA sloupcový graf s názvem Katastrofy ve Spojených státech v letech 1980–2023 v hodnotě miliard dolarů (upravený o CPI) Od roku 1980 bylo zaznamenáno 186 silných bouří, které způsobily škody ve výši nejméně 1 miliardy dolarů, přičemž do roku 2023 dosáhnou celkové výše 455 miliard dolarů. Více než třetina bouřkových událostí se odehrála v posledních pěti letech. Mapa USA zobrazující rychlost zvyšování hladiny moří na pobřeží Vzestup hladiny moře Živočišné teplo - Produkce tepla v organismu •Teplo vzniká v těle především jako vedlejší efekt metabolických procesů a důsledek svalové práce. V klidu je více než polovina (56 %) tepla produkována ve vnitřních orgánech. Na tvorbě tepla se podílí: •průměrný bazální metabolismus všech buněk Množství uvolněného tepla takovýmto způsobem lze měřit buď kalorimetricky nebo nepřímo, tedy měřením spotřeby kyslíku podílícího se na uvolnění 95 % energie z přijaté potravy. Jestliže známe energetický ekvivalent kyslíku u jednotlivých živin, tedy kolik energie se uvolní spotřebou 1 litru kyslíku, můžeme celkovou uvolněnou energii za daný časový úsek vypočítat; •termogenní efekt potravy; •zvýšený metabolismus aktivovaný v důsledku působení regulačních hormonů, např. sympatikem, adrenalinem, noradrenalinem, tyroxinem atd. (Tento faktor se projevuje zejména dlouhodobě.); •zvýšený metabolismus podmíněný svalovou námahou, chladovým třesem, trávením; •zvýšený metabolismus podmíněný zvýšenou teplotou buněk v důsledku růstu rychlosti probíhajících chemických reakcí; •termogeneze v hnědém tuku (chemická netřesová termogeneze). •Přibližně 18 % tepla vzniká v klidu ve svalech. Zbytek tepla je produkován mozkem a ostatními tkáněmi. V námaze může podíl svalové práce stoupnout až na 90 %[3]. Klesne-li teplota lidského těla pod 35,5 °C, nastupuje svalový třes. • Výdej tepla •Cévní systém přenáší teplo velmi dobře a to je z jádra na periferii vedeno především touto cestou. Regulací průtoku krve podkožními žilními pleteněmi je možné významně ovlivnit ztráty tepla. Kůže, podkoží a tuk jsou oproti tomu izolátory – mají třetinovou schopnost vést teplo a před ztrátami organismus chrání. Velkým úbytkům tepla na periferii zabraňuje také protiproudový mechanismus, kdy teplá tepenná krev tekoucí z jádra na periferii předává teplo chladnější krvi žilní vracející se zpět. •Běžné oblečení sníží ztráty tepla na polovinu, speciální až na jednu šestinu. Mokré oblečení naopak umožňuje až 20× vyšší ztráty tepla ! •Ke ztrátám tepla dochází mechanismy, které dělíme na přímé a nepřímé. •"Přímé ztráty tepla" •radiace (vyzařování); •kondukce (vedení); •konvekce (proudění). •"Nepřímé ztráty tepla" •odpařování z plic; •evaporace (pocení), neznatelné/znatelné. • Hnědá tuková tkáň a tvorba tepla https://www.wikiskripta.eu/thumb.php?f=Hn%C4%9Bd%C3%A1_tukov%C3%A1_tk%C3%A1%C5%88.png&width=1280 Tukové buňky neboli adipocyty jsou buňky tvořící tukovou tkáň (která je obecně pojivem). Rozlišujeme dva typy této tkáně – hnědou (multilokulární) a bílou (unilokulární), přičemž hnědá tvoří jen malé procento našeho těla. Tuková tkáň má mnoho důležitých funkcí – kromě zásobárny energie a tepelné izolace i tvarování povrchu těla, tlumení nárazů, produkce některých hormonů (např. leptin) a v případě hnědé tukové tkáně i tvorba tepla ! Hnědý tuk – WikiSkripta Tuková tkáň | Medicína, nemoci, studium na 1. LF UK Tuková tkáň | Sisyfos - Český klub skeptiků Dekompozice Rozklad organické hmoty •Existuje armáda rostlin, zvířat a hub, které napomáhají přirozenému rozkladu. Nazývají se detritivoři, se živí mrtvou nebo rozkládající se organickou hmotou. Patří mezi sem hmyz, larvy, houby, slizové plísně a bakterie. Žížaly, slimáci, hlemýždi a mnohonožky jsou dalšími detritivory. •Houby jsou největšími rozkladači na světě. Zahrádkáři s hromadami kompostu budou obeznámeni s detritovory, kteří vytvářejí teplo, aby nastartovaly tepelný rozklad, který nakonec vytvoří mulč bohatý na živiny. •Stejný proces se odehrává na lesní půdě se spadaným listím, jen pomaleji. Vlhkost a plody přitahují hmyz, některé kladou larvy blízko zdroje potravy a jiné, jako vosy, aby jedly jiný hmyz. Postupem času dochází k rozkladu. •Spadané větve hnijí díky houbám a slizům. Mnohé z těchto rozkladačů jsou často viditelné pouze tehdy, když se rozmnožují a praskají jako houby nebo plísně. Všechny tyto procesy se dějí díky rozkladné energii. • Rozklad energie v akci | Obraz hub v lese Houby – jedničky v dekompozici ! Energie z dekompozice •Energie z dekompozice je uvolňována, když dochází k chemické reakci a postupnému rozkladu organických látek na anorganické sloučeniny. Na příklad, na farmě vzniká hnůj který může být skladován a může dále tlít a rozkládat se. Při tomto procesu dekompozice se uvolňuje metan, teplo, CO2, dusík a další substance. • Tento typ rozkladu je také známý jako termolýza a je nejběžnější formou rozkladu. Děje se všude kolem nás, zejména v přírodě. Co se děje během rozkladu v přírodě? Rozklad v přírodě | Obrázek hlíny naplněné červy Mezi tyto organismy - rozkladače patří plísně na padlých stromech a hromadách kompostu na trávnících až po ten malý kousek čokolády, který před několika lety spadl na opěradlo pohovky. Bez rozkladu by svět přetékal organickou hmotou, včetně mrtvol. V světě přírody se vše, co zemře, rozloží jako běžná součást daného ekosystému. Bez rozkladu by byl v půdě nedostatek živin, protože tyto rozkladné proces vrací minerální látky fixované v organické hmotě zpět do biogenního cyklů. Teplo a dekompozice Jaké jsou hlavní typy rozkladu? •Tepelný rozklad: Teplo aplikované na nějakou sloučeninu způsobuje její rozpad. Předpokládejme, že zahříváte uhličitan měďnatý, jasně horský zelený pigment, který často používají umělci. V takovém případě se rozkládá na oxid měďnatý a oxid uhličitý, a to díky tepelnému rozkladu. •Fotolytický rozklad: Fotolytický rozklad , známý také jako fotorozklad, nastává, když světlo způsobí rozpad sloučeniny. Příkladem je rozklad ozonu na kyslík při vystavení světlu. •Elektrolytický rozklad: Elektrická energie může také způsobit rozklad. Nejznámějším příkladem je rozklad vody, při kterém se vodík a kyslík rozkládají elektrickým proudem. Oddělené látky vodíku a kyslíku jsou výsledkem elektrolýzy. Tyto nové látky a jejich energii pak můžeme využít – vodík lze spalovat k výrobě elektřiny nebo vytápění domácností. • Energie rozkladu: Jak dlouho látky vydrží? Decomposition Energy Emitting from Garbage on Shore Vytvoření kompostu může trvat několik týdnů až několik let. Klíčem je zvýšení a udržení teploty organické hmoty, díky činnosti detritovorů uvnitř ! Některé rozklady můžeme sledovat očima. Například padlý špaček na zahradě se nakonec rozloží a jablka shnijí pod svým mateřským stromem. Některé procesy rozkladu mohou trvat déle než jiné – obrovským kmenům stromů může trvat mnoho let, než se úplně rozloží. Kompost: Jak jej založit a jak správně kompostovat? Jak dlouho trvá, než se plast rozloží ? •Plasty jsou nepříjemné na souši i v moři, znečišťují města, lesy i oceány. Mnoho zvířat se zachytí ve vyhozených plastech, což jim často brání v krmení nebo lovu a vede k jejich smrti. Navzdory kampaním a vládním iniciativám se v současné době celosvětově recykluje pouze 16 % plastů. • •Plast je velmi viditelný pomalý rozkladač. Může trvat 20-600 let, než se plast rozloží, v závislosti na odolnosti a kvalitě plastu. • •Vystavení slunečnímu záření také mění životnost plastu při rozkladu, protože světlo urychluje fotolytický rozklad plastu. • Doba rozkladu některých plastů: •Plastový šálek na kávu: 30 let •Plastová brčka: 200 let •Balení 6 plastových kroužků: 400 let •Plastová láhev na vodu: 450 let •Kávový pod: 500 let •Jednorázová plenka: 500 let • Energie rozkladu: (často) skrytá síla světa ! „Je něco shnilého ve státě Dánském“ •Hniloba dřeva, plísňové infekce a bakterie byly jen některé z mnoha rozkladných problémů, které byly metlou raných lidských civilizací. •Egypťané mumifikovali svá těla, aby zabránili rozkladu, a Shakespearova zmínka o "shnilém" má dodnes negativní konotace. Milovníci sýrů se mohou rozdělit do skupin, když jsou konfrontováni s plátkem pokrytým plísní – jíst nebo nejíst? To je otázka. •Naštěstí naše chápání rozkladu urazilo dlouhou cestu, přestože od stvoření Země zůstává v podstatě stejný proces. Teplo, světlo nebo elektřina nastartují rozklad, přičemž příjemcem tohoto procesu je rozsáhlý řetězec zvířat, hub a hmyzu – degradační sukcese ! •Energie rozkladu je prospěšný druh energie ! Moderní chemie znamená, že můžeme rozdělit sloučeniny na jednodušší a praktické látky. Z kravského trusu umíme dokonce vyrobit elektřinu. • Degradační sukcese nedefinovaný Degradační sukcese se obvykle projevuje v relativně krátkém časovém úseku několika měsíců nebo let a je založena na tom, že jednotlivé organismy postupně využívají zdroj, který je tím likvidován. Tato sukcese tedy končí vyčerpáním zdroje a zánikem společenstva vázaného na tento zdroj. Ekologická sukcese je nesezónní, směrovaný a spojitý proces kolonizace a zániku populací jednotlivých rostlinných a živočišných druhů v určitém místě. Populace určitých jednotlivých druhů organismů i celých skupin druhů obývajících konkrétní stanoviště (biotop) jsou v průběhu času nahrazovány populacemi jiných druhů a skupin druhů organismů – viz ekologie společenstev. Forenzní entomologie - hmyz, který se podílí na procesu rozkladu mrtvého těla (dekompozice), se souhrnně nazývá nekrobiontní (z řeckého nekros – mrtvola a bios – život). Nekrobionti kolonizují kadáver z různých důvodů – např. jako zdroj potravy, úkryt či jako místo pro rozmnožování. Rychlost kolonizace mrtvoly hmyzem závisí na prostředí, ve kterém se nachází, např. ve volné přírodě dochází k rozkladu těla rychleji. undefined Moucha klade vajíčka do kusu masa Dřevokazné houby v našich interiérech - SANAKO Efektivní likvidace dřevokazných hub – Chytré Střechy Hniloba dřeva - Fotografie - Myslivost, lovectví, myslivecká videa, lovecká videa, myslivecké fotky, lovecké fotky Více než 30 stock fotografií, snímků a obrázků bez autorských poplatků na téma Hromada Dřeva Fotky - iStock Hniloba dřeva Rozklad v literatuře J CHARLES BAUDELAIRE: MRŠINA •Co jsme to viděli to letní jitro boží, vy moje lásko jediná? V zatáčce pěšiny na kamenitém loži ležela bídná mršina, a nohy zvedajíc jak prostopášná žena a plna žáru potíc jed, strkala nestoudně, nedbale rozvalena své pařící se břicho vpřed. S hůr slunce pražilo, tak jako by ji chtělo v tu chvíli celou upéct hned a vrátit Přírodě, co spojovalo v tělo, ve stonásobném množství zpět. Étienne Carjat: Charles Baudelaire, 1863 1821 - 1867 • • • Děkuji za pozornost !