Klimatické změny podkladové informace

Transkript

1 Klimatické změny podkladové informace Hladina oxidu uhličitého v atmosféře Co je ještě normální? A co už ne? Než začnete: 1. Popřemýšlejte o těchto otázkách a zapište své odpovědi na papír nebo na druhou stranu tohoto listu: a. Co je klima a co je počasí? b. Jak byste popsali klima ve vašem městě? c. Má klima nějaký přímý vliv na váš život? Pozorujete nějaké klimatické změny? (zeptejte se rodičů či prarodičů, jestli pozorují nějaké klimatické změny). 2. Prodiskutujte a zapište vaše nápady týkající se těchto otázek: a. Jak můžeme studovat klimatické změny? b. Jaké důkazy o tom, že se klima na zemi mění v průběhu dekád, století a tisíciletí, můžeme najít? Další informace: Vědci cestují po celém světě a shromažďují vzorky z ledovců, ledových čepic na horách a dalších ledových ploch na zemi. Dělají to jako součást tzv. záchranné operace, neboť led v různých svých vrstvách obsahuje informace o klimatu v minulosti. Vzorky jsou odebírány speciální metodou, kdy se část ledu odvrtá speciální vrtačkou, která led nerozpustí. Poté vzorky putují ve zvláštních schránkách, aby se nerozpustily, k dalšímu zkoumání. Jedno z největších ledových skladišť je v Denveru v USA. ( Cíle: Během této aktivity máte za úkol zaznačit do grafu a analyzovat údaje o CO 2 z Kupole C z projektu EPICA v Antarktidě a rozhodnout, jak můžeme tyto data použít ke studiu vlivu lidské činnosti na tzv. skleníkový efekt a oteplování Země. Klíčová slova: Stabilní izotop Firn Sněhová metamorfóza Amplituda Frekvence HANDS on TECHNOLOGY e.v. 1

2 Materiál: Pravítka Čtverečkovaný papír na graf Tužky Postup: 1. Mezi běžné ukazatele atmosférických změn, které můžeme měřit z ledových vrstev, patří změny v plynech způsobujících skleníkový efekt (oxid uhličitý, metan, vodní pára atd.) Atmosférické plyny většinou zůstanou uvězněny ve sněhu a firnu (sníh má hustotou menší než 0.4 g/cm 3, firn mezi 0.4 až 0.83 g/cm 3 ). Změny ve skupenství pokračují, dokud se firn nezmění v led (hustota od 0.83 do 0.91 g/cm 3 ). Všechny póry ve firnu se tímto uzavřou a vzduch zůstává uvězněn uvnitř, kde je stlačen na malé vzduchové bublinky. Kdybychom mohli prozkoumat složení těchto bublinek v ledových vrstvách, mohli bychom zjistit, jak se měnilo množství oxidu uhličitého obzvláště v době před lidskou činností a během přírodních klimatických změn na Zemi. V tom případě bychom byli schopni odhadnout vliv člověka na rostoucí množství oxidu uhličitého. 2. Kdybychom změřili CO 2 zachycený v různých vrstvách ledu v Grónsku a na Antarktidě, byl by obsah tohoto plynu všude stejný nebo rozdílný? Proč? 3. Vědci opakovaně porovnávají obsah CO 2 v ledu s izotopickou skladbou ledu a snaží se dle izotopů kyslíku určit teplotu v minulosti. Tímto způsobem se snaží najít vztah mezi CO 2 a regionálními a globální teplotou. Tabulka č. 1 ukazuje koncentraci CO 2 v různě starých ledových vrstvách na stanici Vostok ve východní části Antarktidy (zde byla naměřena nejnižší teplota na Zemi F (-89.2 C), 21. července 1983). Zaznačte množství CO 2 versus stáří ledu a tyto body spojte v graf. Řešení: a. Podívejte se na graf a popište, co vidíte. b. Jaké jsou průměrné nejvyšší a nejnižší hodnoty CO 2? Kdy se vyskytly? /v kterém časovém období?/ c. Je zde pravidelné střídání vysokých a nízkých hodnot? Jak přibližně daleko jsou od sebe maximální hodnoty? d. Nyní zaznačte na stejnou stupnici teplotu versus dobu ledovou a spojte tyto body do grafu. Jaký je vztah mezi CO 2 a teplotou na zemi? / Co je ještě normální rozmezí sezónní kolísavost? (over the past 1ka, 100ka, 600ka) e. Nyní si prohlédněte tabulku CO 2 v atmosféře měřeného Ralphem Keelingem na Mauna Loa od roku 1955 (viz dále): - Co způsobuje sezonní změny v množství plynů způsobujících skleníkový efekt? Proč je zde stále se opakující matice? HANDS on TECHNOLOGY e.v. 2

3 - Jaké je dnes aktuální množství CO 2 v ovzduší? - Je tato hodnota v normálním rozmezí v porovnání s daty z Vostoku? - Kolik ze skleníkového efektu je normální /přírodní/ a kolik je zůsobeno lidmi? - Jak můžeme snížit emise CO 2? Sepište nápady, které máte nebo které jste zaslechli či viděli v médiích. Doplňující otázky: 1. Přečtěte si a prodiskutujte Global temperature change by Hansen et al, 2006 from Proceedings of the National Academy, Sept. 25, v Probádejte a zjistěte, jak spolu souvisí teplota a CO 2 v Grónském ledovci a porovnejte tyto údaje s Antarktidou. Odkazy: Hansen, J., Mki. Sato, R. Ruedy, K. Lo, D.W. Lea, and M. Medina-Elizade Global temperature change. Proc. Natl. Acad. Sci. 103, , doi: /pnas Keeling, Charles D. (1998). "Rewards and Penalties of Monitoring the Earth." Annual Review of Energy and the Environment 23: Petit, J.R., J. Jouzel, D. Raynaud, N.I. Barkov, J.-M. Barnola, I. Basile, M. Benders, J. Chappellaz, M. Davis, G. Delayque, M. Delmotte, V.M. Kotlyakov, M. Legrand, V.Y. Lipenkov, C. Lorius, L. Pépin, C. Ritz, E. Saltzman, and M. Stievenard Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica. Nature 399: Speciální dík následujícím lidem za to, že poskytli tento úkol a dovolili jej používat: - Julie Brigham-Grette, Professor, UMass A STEM ED Program at the University of Massachusetts, funded by the National Science Foundation and supported by the Climate System Research Center in conjunction with the International Polar Year HANDS on TECHNOLOGY e.v. 3

4 Tabulka 1: Množství CO 2 a stáří ledové přikrývky na Vostoku. ( zakreslete každý čtvrtý řádek údajů, zhruba 35 bodů) Stáří plynu CO 2 (in ppmv) /parts per million by volume/ HANDS on TECHNOLOGY e.v. 4

5 HANDS on TECHNOLOGY e.v. 5

6 HANDS on TECHNOLOGY e.v. 6