Atmosféra V roce 1958 začal na Mauna Loa malý projekt sledování sezónních změn C02 v atmosféře v souvislosti s Mezinárodním geofyzikálním rokem (1957). Překvapivé výsledky, od té doby zvýšená pozornost. Struktura a vývoj atmosféry troposféra stratosféra mesosféra termosféra Nitrogen (N^) 78.06% Oxygen (02y 20.95% ' Argon (Ar) '0,93% All other gases. 0.04% Carbon cfioxide (C02) 0.035% Neon (Ne) 0.0018% Helium (He) 0.00052% Methane (CH4) 0.00014% Krypton (Kr) 0.00010% Nitrous oxide (N20) 0.00005% Hydrogen (H2) 0 00005% Ozone (O3) 0 000007% Struktura atmosféry 1201 The r movere 110 Hr 0?#, 0* 100 0, N0+, 02 e" A A V fl flůC r"ml *br i tú ■-. -----------. ■ 0.0001 90 \ I^IBo-IJ[JílUbB iň k. 5 60 0001 03 E Nř0ř 1 o 70 0,* N0+ Mesophere \^ J n "■*-»■ i ■ c BO \ N 001 03 3 5C — Stratopause-----------------> ■0.1 5 40 Stratosphere X. 30 |NH4}2S04 J 1 20 -to 10 L-----------(—Tropospaisa A V ~Nř Ör H,Ö, rt Tropes p riere^"—-^__ 1 \ Ar, COj too 0 200 250 300 Temperature in Kelvins Absorbce Slunečního zareni v atmosféře w***"* Incoming solar radiation 5t) ktu 2°c StratospM^ 10-16 km ■S6°C W if fit, fOj * rDř] O4+ hv(220njn'3a0ftmj-^př+ 0 0a S«a Ittvel 15 G H* 0* HA C02 .£.+á.iúGS& netralion Earth's " U lira violet: X 200-3311 nmh penetration io~5ttm Kigfti energy ultravloFel: X < 100 rim, panel r at ion la—ľCOkm Složení čisté atmosféry Plyn Koncentrace (ppm) Doba zdržení cyklus | Ar 9340 — Žádný | Ne 18 — Žádný v | Kr 1,1 — Žádný | Xe 0,09 — Žádný | N2 780 840 ~~| 106 let Bio&mikrobiol | Q2 209 460 10 let Bio&mikrobiol \CHA i 1-65 7 let Bio&mikrobiol | CQ2 332 15 let Antropogenní&bio | CO 0,05-0,2 ~| 65 dnů Antropogenní&chemický | H2 0,58 10 Bio&chemický | N2Q 0,33 ~~| 10 let Bio&chemický | SQ2 IQ-s-IQ-4 40 dnů Antropogenní&chemický | NH3 10-4-10-3 20 dnů Bio&chemický | NO + N02 10^-10-2 1 den Antropogenní&chemický o3 1Q-2 ? chemický | HNO3 10-5-1 O"3 1 den chemický H20 různá 10 dnů Fyz.-chemický | He 5,2 ~~| 10 let Fyz.-chemický Prostředí chemických reakcí V plynné fázi Na povrchu prachových částic (malý význam, krátká doba zdržení) Ve vodných roztocích (kapky vody; acidobazické) Nejdůležitější - hydroxy lovy radikál. lOhh Molekul/cm3 Léto - den 5-10 xio6 Zima - den 1-5 xio6 Noc I < 2 x 105 I Výsledek procesů: konstantně 10 milionů hydroxylových radikálů/cm3 v povrchové vrstvě. Oxidative weathering 4FeO + 02-^2Fe20^ Phytoplankton ^¥1 Vápence, Guanxi, Čína v ■ i 8LIp^ _ ... ■ —_ ^^TL" "m 1*1 ^. T^ífr. ^^ ^^ľ5 fííĚř?;ííí.HSw / ŕ -^~— É Válka v Perském zálivu (1991). Změny atmosféry jako přirozený proces Data pro získání informací o složení atmosféry Role geologů Paleontologie ^ Z geologickyc Sedimentologie Stratig rafie Z geologických záznamů víme, že se atmosféra změní. Nevíme jak a jakou rychlostí. * i B < Satellite Data Instrumental meteorologie records |= Documentary records Tree rings Pollen Corals Polar ice cores Lake sediments Ground temperatures Loess Ocean cores Sedimentary rocks t ■ --------------- r^= - -^- * --------— ---------- ! ^E" Resofulion j ľ! <1 year ~11 year Hfl 10° IQ2 years 1 iC- ID3years ťř - _______ 10J 10* 1CP Length of record (years) 601 90 aW M'E Ledové doby Minulých několik milionů let — početné cykly ochlazení a teplení superponovány na celkové chladnutí Glaciace - pokles teploty o několik stupňů na dlouhou dobu - rozšíření ledovců - doby ledové Teplejší období - doby meziledové - interglaciály Pleistocén (1,6 mil. let)- více než 20 cyklů s opakováním 20 000 až 40 000 let s extrémními minimy každých 100 000 let Ledové doby se odehrávaly už před 2,3 miliardami let. Dnes zabírají ledovce kolem 10 % povrchu (z toho 84 % v Antarktidě). V minulosti až 29 % povrchu. 9 03 ■Ť £ :.- Í -2 ím '-J O. E -Z Previous ice ages _________________i_____;____________i___________ Last ice age r 800.000 600,000 400,000 200,000 Years before present Holocene optimum B. ■ Ü 3? —• E a E 0) 10r000 8.000 6,000 4,000 2.000 Years before present 1 ■* 0 Medieval warm period Little ice age ____L------- 1,000 800 600 400 200 Poslední zalednění - začalo před 30 000 let, před 10 000 konec, nyní procházíme maximem intergiacialu. Eccentricity (%) Precession ndex Combfned signal (Radiation received) 340 y- Present- b a S 300 C C '-—■ ca S 260 :> 8 220 oj o o . Q) CO B u. 3 ľľ ■:; Q. E v 180 \- Presenr 160 140 120 100 BO 60 Years before present (000s) 40 20 2.0 1.8 1.6 ř c 1.4 ^ r Q 1.2 CD — C ÜP o t.O ■z B ľ m 0,8 c _c i 0.6 S 0.4 0.2 o Krátkodobé fluktuace Malá doba ledová: 1300-1900 9 ůy O) c TO p 0 a aj 0í Cl E Medie1 ieval warm penod 1,000 800 gL 1850 y^S^á'-" w- ,_-._, mĚěĚĚ ■tt^^pH :" ;[ 600 400 20': Rhonský ledovec (Švýcarské Alpy) ^_ ■ ^« 1960 i -í ■ ^" flfifl * Vr"T " *^- «Sú '''VVy.-v. . ^7*B^BWÄHEjafe. * : ■ Parts per million by volume Parts per billion by volume Paris per billion by volume OJ Op to ro ^ oi o o o CT) O O O ES M O 4* o o 1*0 o (O o o o —1-------------!-------------1-------------1-------------1 f 1 ^^^ *~ o \ " I 3 1 L Parts per million by volume CO OJ 00 Ui 00 Cv — f\J 00 ^ C£ 0> O O O O O O ng/g Parts per million by volume o o Parts per trillion by volume O O Dobson units 8 Ol O g Cn O O O co o |-s^-J(--------- 1---------1---------1 /c i I S / I 3 3 Lokální vlivy Tepelné ostrovy /\ :: Rise i ň temperature Direction of dir movement Circulation of particulates in air Pollution-bearing emissions rise and are dispersed Smog a troposférický ozon Smog = smoke + fog (kouř + mlha) Prachové částice Těžké kovy Warm air near ground NOx VOC (těkavé organické látky) Warm air Cool air near ground Polluted air is trapped and concentrated at low level Regionální vlivy Transport na velké vzdálenosti Suspenze - srážky (mokrá depozice), prach (suchá depozice) Kyselé srážky Distance in kilometers Up to several hundred kilometers Acidic precipitation Acidic lakes Normal rain t t Healthy lakes Seawater PH ľ2' r3" -4 ■ 5 6 : 7 ■ 9 -10- Ml' 13 14 Apples Wine or beer Milk Neutral—distilled water Human blood Baking soda — Milk of magnesia Ammonia Lime Lye (caustic soda) Basic rno byl 5 havari 55 ■■i QU ü É April 27 April 29 May1 May 3 Stratosferický ozon *) C ^N Ultraviolet S í C radiation Ä 40 4 6 Ozone concentration (ppm) Stratosférický ozon 30. září 1992 Globální oteplování Skleníkové plyny C02, CH4, N20, CFC, O3, vodní pára Od roku 1800 u C02 zvýšení o cca 60 Sun Incoming solar radiation LAND. ICE. AND OCEANS %, u ostatních o zhruba 10 % Outgoing radiation _____________A_____________ Long-wave 1 1 Emissions by water vapor and C02 Emissions by clouds Absorbed by greenhouse gases (water vapor and C02} Emission from surface C02 Mauna Loa 355 ľ 350 ^ 340 I 335 Í 1 330 i 325 ö *Í, 320 g" sis 310 1956 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 Year Studium plynů z ledovců Globální cyklus uhlíku e COg and CO in atmosphere Photosynthesis Respiration >v Photosynthesis Respiration Volcanism ť*\r o s S ě Latitude S o S N o < 3 CT = CT) < Qi 5> N .■ CD> c < O o£. kPS- CD CO N o o Q. CD_ O < O- CD