Paleobiogeografie Zeměpisné rozšíření organizmů v geologické minulosti - Jeho rozsah, příčiny a zákonitosti Základní pojmy Areál – euareál (holoareál) x epiareál dochází zde k rozmnožování taxonu (např. hnízdiště) taxon se vyskytuje (např. zimoviště) - paleontologie + postmortální transport rozmístění jedinců v areálu – hranice areálu - areálové enklávy (kde se taxon nevyskytuje) areál souvislý – nesouvislý (jen typická stanoviště - rákos) Genetická souvislost druhu: komunikace mezi sousedními areály taxony sympatrické – překrývající se areály několika taxonů x parapatrické – těsně přiléhající x alopatrické – nikde se nepřekrývají BG1 Present distribution of Fagus (northern hemisphere) and Nothofagus (southern hemisphere). araucar_sp3 Endemity – taxony vázané na určitou oblast (nemusí být malá) x areály kosmopolitní (často plankton) regresívní (paleoendemit) x progresívní (neoendemit) zmenšující se areál rozšiřující se areál Vývoj areálů: restrikce x expanze x migrace rozpad areálu: alopatrická speciace – vznikající druhy – centrum vzniku druhu reliktní areály (refugia) – vymírání nebo i migrace Vagilita – schopnost šířit se na nová stanoviště – aktivně x pasívně Mangrove Swamp Protea neriiflolia Protea neriiflolia Soubor:Protea cynaroides 5.jpg Protea cynaroides Fig4 Biogeografické členění zemského povrchu Choriony – biogeograficky vymezené celky (územně jednotné), kde fauna a flora jeví četné společné rysy X jednotky ekosystémové (nesouvislé areály) Bariéry – brání šíření taxonů do nových území, nebo nově vzniklé rozdělí taxon – déka trvání bariér nad – super pod - sub Říše a oblasti vymezené podle hlavní klimatické zonace teprve u podoblastí regionální vlivy Vymezení podle endemických taxonů Čím hierarchicky nižší kategorie, tím se liší nižšími taxony – podoblasti na úrovni čeledí … Užití je ale různé podle autorů Biosféra se dělí podle dvou hlavních ekologických rozhraní na dva hlavní biocykly – mořský a kontinentální (zde někdy ještě suchozemský a limnický) Mořský recentní biocyklus je rozlišen zejména podle živočichů - (rostliny jen ve fotické zóně). zoochoriony pelagický litorální cif01217.gif (29507 Byte) členění kontinentálního suchozemského a limnického cyklu je zhruba totožné Zoochoriony x fytochoriony Flóra vázaná na území - geoflóra - vázaná na klima (hranice často migrují ve směru S – J) zoochoriony – podle endemických druhů ptáků a savců vázaných na ekosystémy – např. na potravu Kontinentální recentní biocyklus Fytogeografické členění recentních pevninských biocyklů Oblasti: 1- holoarktická 2 – paleotropická : 2a-africká část , 2b- indomalajská část, 2c- polynéská část 3 – neotropická, 4 – kapská, 5 – australská, 6 – antarktická Podle Malchlora1964 a Hendrycha 1984) 2c 2c 4 3 3 2b 2a 1 1 1 5 Klimatické výkyvy v geologické minulosti - svítivost – proterozoikum 18% méně, aktivita slunečních skvrn, periodické cykly sluneční aktivity (cca 11 let - fluktuace srážek ) - zemské albedo – tepelná odraznost oceánů x pevnin - skleníkový efekt – zmírňování teplotních výkyvů, fitrace UV záření - teplotní gradient – dnes 42oC, v juře cca 22oC, síla větru -intenzita vodních proudů, anoxie - Milankovičovy cykly velká zalednění: 3 – proterozoikum 2 - paleozoikum - kvarter Termální stav na povrchu Země = termální příkon ze Slunce - výdajový tepelný tok Množství tepla zachycovaného Zemí závisí na několika činitelích: . orbit3 eccentrc Milankovičovy cykly (= cyklické variace orientace zemské osy a parametrů oběžné dráhy Země kolem Slunce – posledních 800 tisíc let). Sumární lunisolární precesní perioda = 25 700 let Cyklické kolísání úhlu ekliptiky (cca 41 000 let) Změny excentricity zemské orbity (hlavní perioda cca 95000 let) 10 orbit5 Oceánská a atmosférická cirkulace: stálý a zákonitý pohyb vodních a vzduchových mas, vliv na distribuci mořských organismů, klima přilehlých kontinentálních okrajů a distribuci organismů na nich Pasáty – zhruba rovnoběžkový směr, u rovníku V – Z, mezi 40. a 60. st. na východ, polární oblasti - opět na západ. Pokles nebo vzestup vzduchových hmot – vlivem Coriolisovy síly rotace. Rovník a 60.st. šířky – pásmo mohutných stoupavých vírů (tlakové níže – cyklony), 30 st. šířky a póly – klesavé opačně rotující proudy (tlakové výše – anticyklony) Kontinentální biocyklus – základní globální klimatická zonace daná cirkulačními zákonitostmi atmosféry. Obě polokoule – od rovníku k pólům v podstatě stejná sukcese klimatických zón: tropická (humidní = srážky větší než výpar), subtropická (aridní – pouště a část humidnější), mírná (humidnější), Polární (chladná) ocean_currents A schematic showing the ocean "conveyor belt", where surface waters sink, enter deep water circulation, then resurface after slowly flowing through the deep ocean. 09 Eustatické změny hladiny světového oceánu v mezozoiku a kenozoiku (Pokorný a kol.) Seal26k Výška hladiny oceánu během Kvarteru (současná hladina 0) seal_map Konfigurace pobřeží v periodě největšího rozsahu zalednění (wurm) Tim globaltemp.jpg (35700 bytes) Průměrná roční teplota 12oC 17oC 22oC green house carbfig2 Změny teploty v dlouhodobých cyklech - „ICE HOUSE“ „GREEN HOUSE“ „ICE HOUSE“ JEDEN NEBO OBA PÓLY NESOU TRVALÝ LED PRŮMĚRNÁ GLOBÁLNÍ TEPLOTA: 12-14o C „GREEN HOUSE“ NEEXISTUJE ZALEDNĚNÍ PÓLŮ PRŮMĚRNÁ GLOBÁLNÍ TEPLOTA: 18-22o C TEPLOTA NA PÓLU: 14o C TEPLOTA NA ROVNÍKU: 30o C Provincionalita faun a vymírání Geografické členění bioty je závislé na klimatu a bariérách Nejvyšší počet celků v dobách: - s nejrozvinutější klimatickou zonací (ani nejchladnější, ani nejteplejší - s největším rozčleněním kontinentálních i oceánských celků bariérami orientovanými poledníkovým směrem, které dále člení klimatické zóny transgrese x regrese – zvětšování délky pobřeží (největší diverzita organizmů je v litorálu) Diversity of marine animals through geologic time Diversity of marine animals through geologic time, as indicated by number of known fossil genera. Velká vymírání – často spjatá se zaledněním, regresí a vytvořením velkých celků pevnin i oceánů 08 Paleogeografický vývoj pevnin a oceánů 514.jpg (130509 bytes) 458.jpg (137225 bytes) 342.jpg (128139 bytes) 306.jpg (127699 bytes) nejstarsi_zkamenelina_z_barrandienu02 Kodymirus vagans sladkovodní kambrium cyanobac první zásoby bitumenů – ordovik Pobaltí Členění kontinentálního a limnického biocyklu Hranice vývojových etap flóry se poněkud liší od základního členění historie podle fauny Thalassiofytikum (eofytikum) Začíná nejstaršími nálezy 3,8-3,4 mld let a končí vznikem cévnatých rostlin v siluru – hranice pod vrstvou s rodem Cooksonia – svrch silur barrrandienu Kambrium – první řasy s vápnitými stěnami – Solenopora a Dasycladaceae Paleofytikum - silur – spodní perm starší - do stř. devonu Na počátku přešly rostliny na souš – postupný rozvoj sporofytu: – vytvoření pokožky s kutikulou a průduchy, - vodivé soustavy : rozvod vody, živin + kořenový systém, zpevněná pletiva - podpora vzpřímeného růstu, - spor s rezistentní stěnou – proti suchu, postupná úprava rozmnožování Převládají psilofytní rostliny, které od stř. devonu postupně zatlačovány primitivními zástupci kapraďorostů.- Klima poměrně aridní, paleogeografické rozlišení flór patrné pouze na skupině akritarch. V Amer a J Africe – tility – zalednění, které se udrželo až do permu do středního devonu – převládají psilofytní rostliny Reconstruction of Cooksonia Reconstruction of Cooksonia sp. in the Ludlow Museum cook bold alexo delevor fig19_3 Telomová teorie – Vývoj morfologie – Listy, tvary stonků, Tvary rozmnožovacích orgánů ferns Fern life cycle diagram TMP11 Rodozměna Sporofyt x gametofyt mladší – od svrchního devonu – nastupuje teplé a vlhké klima, tropické a subtropické pásmo se rozšiřuje na úkor mírného nhmafb07 Karbonská - flóra, tropy - bažiny bigsigillaria Sigillaria Lepidodendron Od svrchního devonu jsou psilophyta zatlačována kapraďorosty Swamp in the Carboniferous # 002rocjw Střídání regresí a transgresí – Ostravsko – uhelné sloje x mořská patra Dochází k velkému rozvoji stromovitých plavuní a kapradin, Archaeopteris Photo by BDEC ( Image40 Archaeopteris A 40 cm long frond of Archaeopteris, the first tree Objevují se Progymnospermofyta - vytvořilo se semeno– vznikají rostliny nahosemenné. Vznikají první lesy – v močálových stanovištích – stromovité plavuně, podrostové přesličky a kapradiny - na sušších stanovištích (místa vzdálenější bažinám) prvosemenné – Archaeopteris. Vznik semene Landschaft An Early Permian landscape in the Saar-Nahe Basin. U = lake margin vegetation with calamites, ferns and a few seed ferns; Si = Sigillaria stand in a deltaic environment; P = pteridosperm-dominated vegetation; K = conifer-dominated hinterland vegetation 02 Začíná výrazná paleogeografická zonálnost V tropickém pásmu 2 oblasti: euramerická a kathaysijská (Čína). Euramerická - hlavně stromovité plavuně (Lepidodendron a Sigillaria) a přesličky – kalamity, vedle nich i stromovité kapradiny a kapraďosemenné ve svrch. karbonu i kordaity. Kathaysijská - řada společných rysů, ale např. chybí Sigillaria a později Walchia. Od konce karbonu dochází v tropickém pásmu k aridizaci klimatu, redukuje se uhlotvornost, začínají převládat nahosemenné - objevují se první jehličnany Walchia, vymírají stromovité plavuně. Oblasti s mírným klimatem – na S angarská, na J gondwanská - zde vlhko i v permu - vznikjaí uhlelné sloje – v A. hlavně z kordaitů – kordaitová tajga, v G. kapraďosemenné – Glossopteris (z G. známé tility) 86a Walchia - chybí v kathaysijské provincii, Stejně jako Sigillaria Nejstarší jehličnany cdblvt Cordaites převaha - extratropická oblast Gondvanská extratropická provincie CupD1 04 2 Ruské uhelné pánve, mezi nimi hranice provincií - Donbas – tropy L., - Kuzbas – mírné -profil od karbonu do jury – téměř chybí stromovité plavuně, převaha strom přesliček a kordaity – kordaitová tajga. Zde popsány i mechy 01 Výprava kapitána Scotta – uhlí z Antarktidy - Glossopteris -- schema The stratigraphy of the Upper Palaeozoic with the most important floral developments Dasycladus-clavaeformis-02 Dasycladus clavaeformis n_socialis_2 Neuteutloporella Mezofytikum – svrchní perm – spodní křída Červené řasy – výměna Solenoporaceae x Corallinaceae spodní křída LRI047 Mesophyllum Lithothamnion corallioides perm hlavní složku flóry tvoří nahosemenné rostliny – cykasy, benetity, jehličnany, a pokročilé kapraďosemenné. Na počátku triasu dochází k přestavbě řasových flór. Trias velké rozrůznění zelených řas – alpský trias (wettersteinské vápence) - Dasycladaceae až 2 000m vápenců. assorted_cycads_009 Tropy – cykasy a benetity Ck39t1.jpg (59619 bytes) Jurassic Age" by Charles R. Knight g_voltzia Voltzia heterophylla Mimotropická oblast Jehličnany - Voltziales Podle klimatu se dělí na 2 podetapy Starší mezozofytikum – přetrvává aridní klima z permu, sp. – stř. trias. Malá podnební zonálnost – na severní polokouli jednotné flóry – postavení kontinentů. Hlavní ve vegetaci jehličnany Voltziales. Na Gondwaně hlavně kapraďosemenné Dicroidium – dikroidiové flóry. Rostliny se přizpůsobují aridnímu klimatu – ochrana semene před vysušením. Cup7 Dicroidium CupD5 kapraďosemenné - dicroidiová flóra Mladší mezofytikum - stagnace ve vývoji flóry. Podnebí se stává humidnějším – velké transgrese. Zde vznikly největší zásoby uhlí na Sibiři, také v S. Americe a Mongolsku. Flóra se opět diferencuje. Od S k J – mírná oblast kanadsko- sibiřská – hojné ginkgovité, a nízké kapradiny, subtropická evropsko-čínská, rovníková tropická a notální v jižní subtropické zóně – hlavně benetity a cykasy a pteridospermy - hlavně preangiospermy a některé jehličnany. -ginkgovité ho_archaefructus_c Archaefructus liaoningensis Sun, Dilcher, Zheng et Zhou - svrchní jura, Jv Čína crinopo3.jpg (46790 bytes) Early Cretaceous angiosperm pollen. Ke konci mezofytika – ve svrchní juře se objevují první krytosemenné – Krytosemenné s primitivní skladbou květů Nympheaceae - leknínovité Magnoliaceae - šácholanovité Kenofytikum – svrchní křída- recent 0409%20Moorea Počátkem třetihor - vyvíjí se symbióza biohermních korálů a zooxantel - prudký rozvoj korálových útesů 100538b Převládají krytosemenné rostliny rovněž hojné jehličnany a kapradiny, mechy, ostatní jsou reliktní. Paleogeogr. zonálnost je stále větší – postavení kontinentů. Dochází ke kolísání tepelného režimu s tendencí k celkovému ochlazování (v juře nejsou čepičky na pólech), změny humidity se projevují místně. Významný rozvoj mají kokolitky a rozsivky. Má opět 2 etapy B:\zachos-science.jpg PETM http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1b/65_Myr_Climate_Change.png Poslední tropická flóra na území stř. Evropy Středně miocenní klimatické optimum Monterey event – svrchní baden http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f5/All_palaeotemps.png http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9c/Phanerozoic_Climate_Change.png bernpol2 19 Three porate short-axed pollen grain, Normapolles - cf. Nudopollis?, 35 µm, in Baltic amber. 20 Three porate short-axed pollen grain, 30 µm, in Bitterfeld amber. 21 Pressed spherical pollen grains with 7 resp. 8 equatorial pores, ulmus-like, 38 µm, in Baltic amber. 22 Three porate short-axed pollen grain, Normapolles - cf. Basopollis?, about 40 µm, in Baltic amber. 23 Loranthaceae (mistletoe plants) pollen grains (cf. Gothanipollis), slim form, 30 µm, in Baltic amber (same amber specimen as number 6). Starší kenofytikum – po svrchní paleogén. Krytosemenné rostliny jsou v bouřlivém rozvoji - převažují dnes vymřelé typy, stromovité jehličnany a kapradiny z moderní čel. Polypodiaceae. Řada reliktů z mezozofytika vymírá na hranici s třetihorami. U krytosemenných však tato hranice není významný evoluční předěl. Vegetace je hlavně stromovitá s výjimkou mokřadů a sladkých vod s bylinnými porosty. Vývoj spolu s hmyzem a vyššími obratlovci – opylování a rozšiřování plodů. Zástupci starobylých krytosemenných Skupina Normapolles Normapoly Starší etapa – křída – konec eocénu Paelogeografie – tzv. arktické flóry mírného pásma s opadavými jehličinami (Metasequoia, Pseudolarix) a opadavými kryt. stromy - podle char. pylu oblast Aquilapollenites, - subtropická severoamericko- evropsko-čínská – oblast Normapolles - oblast tropická - vždyzelené dřeviny Palmy, Laurales, - a jižní mírná - notální - subtropická. - Nothofagidites Taxodium Hnědouhelné močály- opadavé tisovce V mírných a subtropických oblastech vznikají podmínky vhodné k růstu uhlotvorné vegetace (Taxodiaceae) Mladší kenofytikum – od konce eocénu po současnost Klima zpočátku teplé s několika fázemi ochlazování, rozvoj hnědouhelných močálů. Převládají moderní krytosemenné a moderní jehličnany. Od oligocénu bylinné typy krytosemenných i mimo vodní a mokřadní stanoviště - který vrcholí v pozdním pliocénu a kvartéru – vznik tundrové vegetace. Paleogeografické rozdíly jsou stále větší Vznikají říše a oblasti : na S polokouli ř. holoarktická s oblastmi arktotercierní v mírném pásmu a starostředozemní v pásmu subtropickém. Tropická říše se později dělí na paleotropickou a neotropickou, na J polokouli pokračuje říše notální. Hlavní rozdíly na úrovni čeledí . V Evropě se od eocénu mísí prvky arktotercierní - turgajské flóry – opadavé dřeviny a jehličnany a poltavské - subtropické. Od konce eocénu už v Evropě není tropické klima Ještě do sp. oligocénu mangrovy v Anglii a Belgii, rozhraní nyní šikmo – pozdější pootočení Evropy ve směru hod. ručiek. Ochlazení před koncem oligocénu. Pak ještě znovu oteplení (miocenní klimatické optimum) a od stř. miocénu – ochlazování až ke vzniku zalednění na konci neogénu Hranice v současnosti šikmo – pootočení Evropy Paleogeografické rekonstrukce Centrální Paratethydy – palinspastický model s grafickým znázorněním reliéfu souše a hloubek pánve aktivní subdukční zóny GeolCarfig4 Early to Middle Pannonian bungrass BOREAL Konec miocénu – pliocén další ochlazování, vznik biomů tajgy a tundry Vznik zalednění glace13 Pleistocene glaciers covered large areas in North America, Europe, and Asia, as well as many high mountain regions. Parts of Alaska and Siberia were not glaciated because those areas were too dry. They were cold enough, but not enough precipitation fell for glaciers to develop. Rychlé změny klimatu a vznik ledových dob. Ty způsobily hromadné vymírání méně odolných dřevin a vznik stepních bylinných společenstev- stepi , savany, tajga a tundra BIOME 6000 Vegetation Reconstructions, Prentice et al. 1996 Reference: Prentice, C.I., Guiot, J., Huntley, B., Jolly D. and Cheddadi, R., 1996, Reconstructing biomes from palaeoecological data: a general method and its application to European pollen data at 0 and 6 ka. Climate Dynamics 12:185-194. Glaciální maximum Dryas octopetala, Silberwurz, Mountain Avens, fjällsippa, Blüten, weiße, Fruchtstand, Juli | Verkleinern | Zurück zur Übersicht mammoth.jpg Image babymammoth.jpg Image 1. tropické deštné a vlhké lesy 2. savana 3 – step a poušť Podle různých autorů z S. Louwa 1986 upraveno Rozšíření deštného pralesa, savan a pouští v různých obdobích neogénu a kvartéru v Africe. TMP75 Poslední etapa vývoje rostlin v kvartéru –Anthropofytikum – postupné ovlivňování člověkem. Holocén počátek 11 700 let před současností (11 700 b2k čili před rokem 2000 n. l.- tento rok byl formálně stanoven za „současnost“ Stratotyp pro tuto hranici je vrstvička ledu, která se nachází v hloubce 149 245 mm pod povrchem grónského ledovce v místě, kde byl pořízen ledovcový vrt NGRIP2. Výrazné oteplení globálního rozsahu, ústup a tání ledovců starý holocén - globální klimatický event 8200 BP - protržení obrovských ledovcových jezer v Severní Americe (jezer Agassiz a Ojibway) a s vylitím jejich sladkých vod do Atlantického oceánu. Sladká voda způsobila zastavení činnosti Golfského proudu a tím i celého oceánického proudění. Na dobu zhruba 200 let došlo ke značnému globálnímu ochlazení a vysušení až do okamžiku, kdy se oceánické proudění v plné míře obnovilo (záznamy i v R - ve speleotémách , nebo v dynamice erozně-sedimentační činnosti řek a potoků. Dopad také na lidské společnosti - na Předním východě a v celém Středomoří přechod od lovecko-sběračského způsobu získávání obživy k zemědělství, v severní Africe prohloubení vysušování - příklon k pastevectví. V českém archeologickém záznamu - přechod starého a mladého mezolitu střední holocén - hranici 4200 let BP, kdy v subtropických zeměpisných šířkách začalo vysušování vlivem oslabení činnosti letního monzunu (Afrika, Přední východ, Indie a Čína). Zároveň se rozeběhla činnost jižní oscilace (spojená s jevem známým jako El Niño). Ta začala ovlivňovat počasí v Austrálii, Oceánii i Jižní Americe. V oblastech kolem severního Atlantiku se ochladilo a zároveň zesílilo vzdušné proudění, které začalo přinášet více srážek do Evropy i Severní Ameriky. Nastalé ochlazování a zvlhčení – šíření bukových a jehličnatých lesů. Došlo k nápadně synchronním civilizačním kolapsům na řadě míst světa - Akkadského impéria v Mezopotámii, Staré říše v Egyptě, harappské civilizace v severní Indii a Pákistánu. V Číně a v zapadlejších oblastech Předního východu zanikaly četné neolitické kultury. Také ve střední Evropě se definitivně uzavřel předchozí kulturní vývoj. mladý holocén - do současnosti. Někdy se vyčleňuje – antropocén --od období průmyslové revoluce. Eroze způsobená odlesněním mění charakter říčních niv, pohyby hmot dolů po svazích jsou stále intenzivnější a některé skládky dosahují mocnosti regulérních geologických souvrství. Odpady z civilizačního metabolismu ovlivňují globální koloběh živin v půdách i ve vodách a výrazně mění složení atmosféry (viz. zvláště citlivé „globální oteplování“). holocen zvyšující se vliv člověka na přírodní prostředí upraveno podle Musila (1996) Atlantik – 7-8000 BP –vyšší teplota a humidita, počátek neolitu 3200-2700 sušší teplý interval (doba bronzová) unusually cold climate in the North Atlantic region, lasting from about 1800 BC to about 1500 BC It was followed by the Bronze Age Optimum . ... ochlazení a zvlhčení – doba železná Základním rysem klimatu minulého tisíciletí je jeho stabilita v geologickém měřítku a nestabilita v lidském měřítku. sled tzv. sekulárních období pro střední části mírného evropského pásma, kde leží Česká republika, počítá s tzv. klimatickým optimem 875 - 1194, první malou dobou ledovou 1195 - 1465, malým klimatickým optimem 1466 - 1618 a druhou malou dobou ledovou 1619 - 1897, která na našem území skončila velmi studenou klimatickou episodou 1887 - 1897, a navazujícím teplým dvacátým stoletím, o kterém se někdy hovoří jako o tzv. "skleníkovém světě". (Tang et al. 2000) Tibet - Holocene Environmental Change Klimatické optimum Golfský proud prentice_fig1 = rok 1952 Golfský proud Throughout the Cenozoic, multiple climate forcings led to warming and cooling of the atmosphere, which led to the early formation of the Antarctic ice sheet, subsequent melting, and its later reglaciation. The temperature changes occurred somewhat suddenly, at carbon dioxide concentrations of about 600–760 ppm and temperatures approximately 4°C warmer than today. During the Pleistocene, cycles of glaciations and interglacials occurred on cycles of roughly 100,000 years, but may stay longer within an interglacial when orbital eccentricity approaches zero, as during the current interglacial. Previous interglacials such as the Eemian phase created temperatures higher than today, higher sea levels, and some partial melting of the West Antarctic ice sheet. The warmest part of the current interglacial occurred during the early Holocene Optimum, when temperatures were a few degrees Celsius warmer than today, and a strong African Monsoon created grassland conditions in the Sahara during the Neolithic Subpluvial. Since that time, several cooling events have occurred, including: the Piora Oscillation the Middle Bronze Age Cold Epoch the Iron Age Cold Epoch cooling during the Dark Ages the Spörer Minimum the Maunder minimum and subsequent Little Ice Age the Dalton Minimum volcanic coolings such as from Laki in Iceland the phase of cooling c. 1940-1970, which led to global cooling hypotheses In contrast, several warm periods have also taken place, and they include but are not limited to: the Older Peron during the late Holocene optimum a warm period during the apex of the Minoan civilization the Roman Warm Period the Medieval Warm Period the retreat of glaciers since 1850 the "Modern Warming" during the 20th century Changes in carbon-14 concentration in the Earth's atmosphere, which serves as a long term proxy of solar activity. Note the present day is on the left-hand side of this figure. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5c/Carbon14_with_activity_labels.svg/500px-Ca rbon14_with_activity_labels.svg.png http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/28/Sunspot_Numbers.png z Vlastního životopisu Karla IV: Úryvek prvý je z roku 1337: "Potom téže zimy jsme táhli se svým otcem do Prus proti Litvanům. A byla s námi hrabata... Zima však byla tak mírná, že nebyl led; proto jsme nemohli táhnout proti Litvanům a vrátili jsme se každý do svého domova." Plantago lanceoloata Triticum - pšenice plevele Vliv člověka na přírodní prostředí Vývoj ošlapávaných ploch, nitrifikace, odlesňování Obrázek “http://www.funet.fi/pub/sci/bio/life/plants/magnoliophyta/magnoliophytina/magnoliopsida/plantagina ceae/plantago/sp-2.jpg” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. Kulturní rostliny Synantropní rostliny x divoké trávy modrak5 Centaurea cyanus Agrostemma githago AGROSTEMMA GITHAGO Obrázek “http://www.kv.geo.uu.se/pollen/A/Agrostemma_githago.256x384.gif” nelze zobrazit, protože obsahuje chyby. El Niňo růst tlaku nad Indickým oceánem, Indonésií a Austrálií pokles tlaku nad Tahiti, středním a východním Pacifikem oslabování pasátů v jižním Pacifiku oslabení studeného mořského proudu u západního pobřeží Jižní Ameriky (Peruánský nebo též Humboldtův proud) teplá voda se šíří ze západního Pacifiku a Indického oceánu do východního Pacifiku teplý vlhký vzduch proudí blízko Peru, v Jižní Americe více prší, málo srážek v Austrálii a západním Pacifiku La Niňa zesílení studeného mořského proudu u západního pobřeží Jižní Ameriky, abnormálně studený oceán ve východním rovníkovém Pacifiku , zesílení pasátů , sucho v části Jižní Ameriky (Peru, Chile) a vyšší srážky v severní Brazílii silnější srážky na středozápadě USA a vyšší výskyt hurikánů v Atlantiku silnější srážky v Malajsii, Indonésii a na Filipínách Arktická oscilace (AO), Antarktická oscilace (AAO). Pacifická dekádová (dlouhodobá) oscilace (PDO) Pacifická dekádová (dlouhodobá) oscilace (PDO) je vzorec proměnlivosti klimatu v prostoru Tichého oceánu. Teplé a studené fáze se střídají s přibližnou periodou 20 až 30 let. V teplé fázi je západní Pacifik chladnější, východní část teplejší, v záporné fázi je tomu naopak. PDO může v teplé fázi zvyšovat četnost El Niño epizod, v chladné fázi mohou vznikat častěji epizody La Niña. Chladné režimy byly v letech 1890 až 1924 a 1947 až 1976. Poslední teplá fáze byla výjimečná výskytem mimořádně silného jevu El Niño v letech 1997-98. Současný chladný režim začal někdy kolem roku 1999. Podstatou jižní oscilace jsou rozdíly v atmosférickém tlaku zhruba nad Jižní Amerikou a Austrálií. Je-li rozdíl tlaku veliký, pak směrem od Jižní Ameriky vanou silné větry, které v podobě monzunu přináší vláhu do jihovýchodní Azie, Indie a k východnímu pobřeží Afriky. Je-li rozdíl tlaku malý, pak větry ztrácejí sílu a srážky padají buď nad pouštními oblastmi And nebo zbytečně vyprší nad mořem. Monzun zeslábne a Indii, odkázanou na vodu odpařenou v tropické části Pacifiku, postihne sucho. Rozdíly v tlaku si představme jako houpačku - čím je tlak v Jižní Americe vyšší, tím je v Austrálii nižší. Rozdíl atmosférického tlaku přímo závisí na teplotě oceánu. Za normální situace naráží mořské větry na hradbu And, která je stáčí na sever. Silné pobřežní proudění odtlačuje povrchovou vrstvu teplé vody a umožňuje tak výstup hlubších chladných vod (upwelling), kterým říkáme Peruánský nebo Humboldtův proud. Studené hluboké proudy jvynáší živiny - množí plankton a na něj vázaná potravní pyramida korýšů, rybek a ryb. Když jižní oscilace funguje - rybáři u peruánských břehů chytí dostatek ančoviček a indičtí zemědělci přežijí další rok. Jenže právě "správná" funkce jižní oscilace vytváří past, které říkáme El-Nino. Silné větry pasátové cirkulace nejenom ženou mraky s vláhou napříč Pacifikem, ale také tlačí na mořskou hladinu. Postupně zvyšují hladinu oceánu u Austrálie až o 20-40 cm. A když větry zeslábnou, tak se tato voda pochopitelně vrací nazpět k pobřeží Jižní Ameriky. A je to přitom ta nejteplejší povrchová voda, ohřátá tropickým sluncem Pacifiku. Příliv teplé vody blokuje výstup hlubokých studených proudů. Pobřežní vody se oteplí až o 11 oC ( v roce 1983), houpačka se ustálí v katastrofické středové poloze, rybáři nemají co lovit a v Indii vypukne hladomor. Vzorec celkové cirkulace nad Pacifikem se změní, teplé proudění se stáčí až ke Skalistým horám, kde buď panuje velmi teplé počasí anebo vzdušná vlhkost vymrzne v podobě sněhové kalamity. V globálním měřítku existují dva velké systémy atmosférické cirkulace – ENSO (El Nino-Southern Oscillation) a NAO (North Atlantic Oscillation). Oba systémy – interakce mezi mořem a větrem. Pozitivní severoatlantická oscilace Silné západní proudění přináší vlhčí vzduch nad severní Evropu a sucho do oblasti Středomoří. Pozitivní severoatlantická oscilace NAO – vyšší rozdíl tlaků Slabší západní prouděním, kdy je sušší a teplejší počasí nad stř. a sev. Evropou a bouřivější nad jihem Evropy a severní Afrikou. Negativní severoatlantická oscilace Zdroj: Převzato z ldeo.columbia.edu/res/pi/NAO/ Severoatlantická oscilace je klimatický jev, pozorovaný na severu Atlantického oceánu a spojený se změnami tlaku mezi tlakovou níží nad Islandem a tlakovou výší u Azorských ostrovů. Ovlivňuje sílu a směr převažujícího západního proudění nad Atlantikem a s tím spojené projevy počasí nad Evropou a okolím. Pokud jsou západní větry nad Atlantikem silnější, přináší nad kontinent více vlhkosti a teploty jsou nižší. S mírnějším západním prouděním souvisí sušší a teplejší ráz počasí. Severoatlantická oscilace ve spojení s jevem El Niňo ovlivňuje i počasí nad Severní Amerikou. Souvisí s Arktickou oscilací (AO) a je charakterizován cyklickými změnami tlaku vzduchu (přibližně sedmiletá perioda která se projevuje zejména v zimním období, kdy je rozdíl teplot mezi severním Atlantikem a rovníkem největší) a posuny v drahách cyklón (k S) v Severním Atlantiku. Od 80. let minulého století pozorovány změnyv důsledku globálního oteplování a celkových klimatických změn. Negativní severoatlantická oscilace Na východním pobřeží USA více sněží, v Grónsku jsou mírnější zimy Schéma fungování tryskového proudění na obou polokoulích Tryskové proudění vzniká vlivem rozdílných teplot vzduchu v různých zeměpisných šířkách. Skládá se na každé polokouli ze dvou proudů, které mají přibližně trubicovitý tvar a směřují od západu na východ. Polární proud je silnější, doprovázejí jej větry o rychlosti přes 100 km/h, v extrému ale můžou nabrat až sedmisetkilometrovou rychlost. Je souvislý a značně zvlněný, takže nezřídka zasahuje výrazněji k jihu. Subtropický proud je slabší a méně souvislý a nachází se výš. Tryskové proudy objevili letci a v letecké dopravě se hojně využívá k úspoře paliva. Schéma normálního fungování tryskového proudění na obou polokoulích – jet stream Příčina: Rozdíl v teplotách mezi ohřátou vzduchovou masou z jihu a ledovým arktickým vzduchem . Když je rozdíl velký, proud se zrychlí a „smete“ vše, co mu vstoupí do cesty, v tomto případě jsou to například překážky v podobě tlakových výší. Díky tomu se počasí častěji mění. Vzhledem k oteplování Arktidy je ale rozdíl v teplotách vzduchu menší a z tryskového proudění se tak stává líný had, který se kroutí a jednotlivé oblasti vysokého tlaku vzduchu spíše obtéká. To má za následek, že se charakter počasí delší dobu nemění. Nad Severní Amerikou se přitom proud stáčí od severu na jih, kam vhání chladné počasí, zatímco nad Atlantikem vybírá zatáčku a vrací se od jihu k severu, takže do Evropy posílá teplý vzduch. Severoatlantická oscilace fungovala nejméně v poslední ledové době. Typický sediment ledových dob – spraš – se nejčastěji nalézá na jižní a západní straně kopců, takže v průběhu ledových dob převládlo – podobně jako v holocénu – západní a severozápadní proudění. Na intenzitu a směr monzunů se obvykle usuzuje z velikosti a složení prachové frakce deponované na mořském dně či v jezerních sedimentech. A podobně můžeme postupovat i u spraší. Z dvanácti vrstev fosilních půd, spraší a půdních sedimentů na mezinárodním opěrném profilu v Dolních Věstonicích byla odebrána křemenná zrna, těžké minerály i lehká frakce. Z detailního studia prachové frakce vyplynulo, že zdrojová oblast většiny minerálů leží na území Českomoravské vysočiny západně, jihozápadně i severozápadně od dnešních sprašových pokryvů, a to vesměs do vzdálenosti 80–100 km. Víc než 90 % prachové frakce není odvozeno z říčních teras, ale vyvanulo z mrazově zvětralých povrchů a půd. V sedimentaci spraší je možné pozorovat dva základní klimatické mody: laminované spraše složené z individuálních lamin o mocnosti 2–5 cm ukazují na epizodické, spíš lokální prachové bouře, zatímco masivní spraše s nezřetelnou vrstevnatostí spíš indikují homogennější, méně rozkolísané větrné pole. Mineralogické složení je v obou případech podobné a odpovídá směru větrů severoatlantické oscilace, která pravděpodobně představovala i v průběhu poslední ledové doby hlavní klimatický mechanizmus, i když se projevovala s proměnlivou silou a četností větrných epizod. Václav Cílek,Vesmír 78, 196, 1999/4 Rovněž složení izotopů uhlíku v jednotlivých přírustkových lamelách korálů by mělo sledovat Suessův efekt - tedy postupný pokles poměru 14C a 12C, který je od roku 1870 dobře detekovatelný díky spalování fosilních paliv, které neobsahují žádný radiokarbon a tím ředí atmosférický zásobník radioaktivního izotopu 14C průmyslovými emisemi. Místo toho koráli indikují náhlé, několikaleté izotopové pulzy, které je možné vysvětlit jen rozdíly mořské cirkulace. Izotopové složení vody z grónských ledovců vykazuje asi desetileté oscilace a krátkodobé cykly trvající mezi 10-30 lety se postupně daří dokázat v tropických mořských sedimentech a jezerních sedimentech západní Evropy. Ukazuje se, že Atlantický oceán se proměňuje v desetiletí trvajícím měřítku. Během jednoho století se kdekoliv na severní polokouli vystřídají dvě či tři delší klimatické oscilace a mnoho kratších, ale jejich dopady jsou zmírňovány či zesilovány lokálními faktory. Přibližně šestileté či podle klimahistorických údajů kvaziosmileté cykly jsou základním kamenem cyklicity celéhom evropského klimatu. Severoatlantická (NAO) oscilace jako hlavní příčina krátkodobých klimatických změn phytree6.JPG (177904 bytes) plantrelat