Klimatická změna a její projevy celosvětově a ve střední Evropě. Jan POKORNÝ - ENKI, o.p.s., Třeboň

Transkript

1 Klimatická změna a její projevy celosvětově a ve střední Evropě Jan POKORNÝ - ENKI, o.p.s., Třeboň

2 Oteplení, klimatická změna Stanoviska mezinárodního panelu (IPCC) Skleníkový efekt Ovlivňuje člověk klima? Sucha a povodně Voda, vegetace, klima

3 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Charakteristika klimatické změny: Střídání sucha a povodní Vichřice Přívalové srážky Extrémy a nepravidelnost (období sucha a záplav), sníh v Saudské Arábii, chlad v noci u Viktorina jezera Vzestup teplot v korelaci se skleníkovými plyny Ubývání ledovců, zejména horských

4

5

6 Poslednich 150 let

7 Vzrůst globálni teploty vzrůst teploty o 0.74C (0.18 SD) Prvních 50 let: 0.07C/dekáda Druhých 50 let: 0.13C/dekáda Nejteplejších 5 let v historii 1998 (=) 2005, 2002, 2003, 2004

8 Evropa V průběhu 20. století se průměrná roční teplota na evropském kontinentu zvýšila o cca 0,8 C Jižní oblasti Evropy jsou oteplením postiženy více nežli severní Vzůstá počet horkých letních dní ve střední Evropě Zvyšují se zimní minimální teploty

9 Srážky v Evropě Stoupá množství srážek na severu Evropy Stoupají nebo neklesají srážky na horách Ubývá srážek na jihu Evropy Mění se rozložení srážek ve střední Evropě Stoupá výskyt intenzivních srážek Očekává se nárůst zimních srážek v severní, střední a atlantické části Evropy. V letním období se očekává poklas srážek v jižní a střední Evropě až po střední Skandinávii

10 Zvýšený výskyt extrémně silných větrných událostí zejména ve střední a západní Evropě a možnost výskytu bouří v Severním moři

11 Vývoj v ČR Očekává se vzestup průměrných teplot především v letních měsících Změny rozložení srážek během roku Snížená vlhkost vzduchu Ubývání zásob podzemní i povrchové vody Nárůst extrémních klimatických jevů povodně, extrémní teploty včetně náhlých oteplení v zimě, jarní mrazíky, letní vlny horka

12 ČR - vodní hospodářství Posun klimatických zón Úbytek vlhčích a chladnějších zemědělských oblastí a příbytek teplejších a sušších oblastí Ohrožení vodního hospodářství a) sucho ve vegetační sezóně b) eroze a splah živin c) úbytek podzemních vod d) vysoký výpar Ohrožení zásobní funkce vodních zdrojů

13 Vliv zemědělství na změnu klimatu a vice versa Ústup rozvinutých civilizací s klimatickými změnami Ústupu předcházela dlouhá období sucha Někteří autoři se domnívají, že tyto změny byly na lidské činnosti nezávislé. Přikláním se k těm, kteří vysvětlují období sucha vyčerpáním půdy, odlesněním, odvodněním. Narušením ekologic kých funkcí krajiny (Ponting, Diamond)

14 Hospodaření na velkých plochách rozhoduje o způsobu distribuce sluneční energie Zemědělci a lesníci určují svým hospodařením o kvantitě a kvalitě odtékající vody i o osudu sluneční energie

15 The rain in Slovakia fails mainly on the plain...

16 PRECIPITATION IN MOUNTAINS AND LOWLANDS DANUBE WATERSHED

17 Období bez srážek F=3,646, df=4,1586, Sig=0,006

18 Počet dnů se srážkami a sumy srážek během vegetační sezóny na Třeboňsku

19 Typy dnů na Třeboňsku

20 Rychlejší vzestup ranních teplot The rise of temperature between 6 and 10 hour in group of days with high temperature amplitude without precipitation F=27,3, df=2,1408, sig=0,000

21 Počet tropických dnů na Třeboňsku

22 Suchost půdy

23 Lovec sběrač 2 miliony let Domestikace zvířat: - pes (před lety) - prase (před lety) - koza (před lety)

24 PRVNÍ PLODINY Blízký a Stř. Východ pšenice a ječmen Čína a JV Ásie proso a rýže

25 SUMER a MEZOPOTÁMIE (Irák, Jordánsko, Sýrie) Zavlažovací systémy Vyčerpání krajiny, zasolení Eridu (sídlo boha ENKI)

26 SUMER a MEZOPOTÁMIE (Irák, Jordánsko, Sýrie) ZAVLAŽOVACÍ KANÁLY

27 Odlesnění ČÍNA (Žlutá řeka) Eroze Povodně

28 Současná krajina výsledek zemědělství ŘECKO

29 ODVODNĚNÁ KRAJINA Těžba surovin Lidská sídla

30 MODERNÍ STEP Čechy Keňa

31 PASTVA Střední Ásie Austrálie

32 RAŠELINIŠTĚ Přirozené Těžba

33 ODVODNĚNÍ KRAJINY

34 VODA V KRAJINĚ

35 PRALES Klimax

36 DESERTIFIKACE Země ztrácí ročně km2 produkčních ploch následkem nedostatku vody Desertifikace: km2/rok (údaje OSN FAO)

37 Vliv využívání krajiny na klima Florida (odvodnění, změny teplot, mrazy Roger Pielke) Úbytek dešťů v Amazónii Mau Forest v Keni

38 Breakdown of short water cycle On July 22d [1494], he [Columbus] departed for Jamaica. every afternoon there was a rain squall that lasted for about an hour. The admiral attributes this to the great forests of that land; he knew from experience that formerly this also occurred in the Canary, Madeira, and Azore Islands, but since the removal of forests that once covered those islands they do not have so much mist and rain as before. Christopher Columbus biography by his son Ferdinand

39 Množství zjevného tepla uvolňované z 20 km 2 odvodněného povrchu ~ je srovnatelné s instalovaným výkonem elektráren v ČR ( MW)

40 CR = km 2 Pokles evpotranspirace o 1 mm v jediném dnu Uvolní se zjevné teplo cca GWh (roční produkce všech elektráren v ČR)

41 Vliv odlesnění Mau forest na klima a hydrologii povodí (jezera Nakuru a Naivasha. Kenya, East Africa)

42 Mau Forest Mau Forest (4000 km 2 ) byl největším lesním komplexem původních porostů Východní Afriky Pramení v něm 12 řek, které napájí 6 velkých jezer (Nakuru, Naivasha. Elmentaita, Victoria, Natron, Mara, etc.)

43 Mau Forest Imigrace různých etnických skupin, zejména před volbami Odlesnění je provázeno úbytkem vody v řekách a nápadným poklesem srážek v období dešťů Japonský investor postavil hydroelektrárnu na řece Sondu-Miriu, která neprodukuje plánovaných 60MW nedostatečný průtok. Investor žádá Keňskou vládu o náhradu.

44 Podaří se vrátit vodu? V letech 2004 and 2006 bylo více než obyvatel násilně vystěhováno. V červenci 2008 prohlásil premier Keni Odinga, že v průběhu posledních 10 let bylo ilegálně na zemědělskou půdu přeměněno ha. Keňská vláda se rozhodla vysídlit dalších lidí z oblasti Mau Forest a oplotit les a zalesňované plochy aby se obnovil hydrologický režim v oblasti. Keňská vláda nechala postavit 400 km dlouhý plot kolem lesa Aberdare

45

46 Total area changes ( ) of dense and humid forests within Mau forest region Subset size 124 x 125 km Time of acquisition and

47

48 Radiation temperature changes distribution between 1986 and 2000 Changes of WETNESS component, correlating with the surface water content

49 Návrat vody do krajiny (do krátkého oběhu) Sníží se rozdíly teplot mezi dnem a nocí i mezi místy Zvýší se produkce rostlin a ekosystémů Zvýší se akumulace oxidu uhličitého v půdě (sníží se koncentrace skleníkových plynů) Dostatek vody v krajině i dostatek pro obyvatele

50 Má návrat vody a vegetace do krajiny nějaké negativní aspekty? Biosféra vyrovnává teplotní rozdíly, sluneční energie se uplatňuje v životních pochodech

51

52

53

54

55

56 Sluneční energie zvyšuje teplotu Země o c. 290 stupňů zatím zdarma TW sluneční energie dostává Země od Slunce 10 TW energie v ekonomice, kterou si platíme

57 SPEKTRUM SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ

58 SOLÁRNÍ KONSTANTA 1400 W.m -2 ATMOSFÉRA Mírné pásmo: ZEMSKÝ POVRCH max W.m kwh. m -2.rok kwh.m -2.den -1

59 Radiative Forcing (radiační zesílení)

60

61 LATENTNÍ TEPLO se spotřebovává při výparu a uvolňuje při kondenzaci

62

63

64

65

66 Termovizní snímek Termovizní kamera snímá v infračervené oblasti spektra ( μm) a umožňuje zachytit rozložení teplot. Následují snímky náměstí, střech a vegetace pořízené z věže staré třeboňské radnice v horkém, slunném letním dnu. Čísla v IČ snímcích znázorňují teploty. Barevná teplotní stupnice je vpravo

67 Třeboňské náměstí s pohledem do parku

68 Slunný den teploty na střechách, na dláždění a teplota stromů v parku

69 Teplotní rozdíly ve vysušené a vlhké krajině Satelitní snímky umožňují záznam rozložení teplot v krajině Následují satelitní snímky Mostecka a Třeboňska ve viditelném spektru, se znázorněním vodních těles a v IČ spektru (teplotní mapa). Patrné jsou větší teplotní rozdíly na Mostecku nežli na vlhčím Třeboňsku

70 Povrchový důl (Most)

71 Třeboňsko

72 Mostecká pánev Třeboňská pánev Krušné hory rybník Rožmberk (400ha) město Povrchové doly Třeboň

73 Rozložení teplot na Mostecku a Třeboňsku

74 Landsat TM scene subset acquired on RGB 321 synthesis = visible part of electromagnetic spectrum = photograph from the space

75 Land cover classification Chemnitz Neklasifikováno Holé plochy Nelesní vegetace Les Voda, stíny Ústí nad Labem mraky

76 [ C ] temperature information measured by satellite for 120x120m area no interpolation

77 Radiation temperature of land cover relative scale Lowest temperature Low temperature Middle temperature High temperature Highest temperature

78 MOSTECKÁ PÁNEV TŘEBOŇSKÁ PÁNEV KRUŠNÉ HORY LITVÍNOV ROŽMBERK MOST TŘEBOŇ DOLY

79

80

81

82 Odvodněná pastvina Zemědělské plochy odvodněné systematickou drenáží s malými plochami sekundárního lesa

83 Přírodní mokřad Vysoký obsah vody a vysoká biodiversita

84 Smrkový les secondary forest (spruce 90%, 10% - beech, fir, rowan, birch Sekundární les

85 Monitoring lokalit Srážky: Odtok: Denní souhrn (mm) Analýza srážek 1x týdně průtok, vodivost, teplota (20 min.) kvalita vody: 1 x za 4 týdny

86 Látková bilance odvodněné pastviny, mokřadů a lesa (vstup srážkami, odtok ) (kg.ha -1.rok -1 )

87 relative temperature of land cover

88

89 Drained pasture Areas of agricultural farming and drainage by systematic amelioration and small areas of secondary forest (spruce, birch, alder..)

90 Natural wetland Areas of wetlands and natural succession (high water content and high biodiversity)

91 Spruce forest secondary forest (spruce 90%, 10% - beech, fir, rowan, birch

92 Kontinuální monitoring srážek, průtoku, teploty a vodivosti vody, stanovení chemismu vody

93 Pastvina Mokřad Les Denní průměrný rný průtok tok- L.s -1

94 Bilance vody v povodí v letech (m 3.ha -1.rok -1 a % zadržené vody v povodí)

95 relative temperature of land cover

96 Radiative forcing = radiační účinnost Od počátku průmyslové revoluce, (IPCC srovnává současný stav s rokem 1750), stoupla radiační účinnost následkem zvýšené koncentrace skleníkových plynů o 1 3 W.m -2. Podle modelů klimatické změny stoupá radiační účinnost během deseti let o 0,2 W.m -2 neboli o 1 W.m -2 za 50 let. Koncepce skleníkového efektu pracuje spředpokladem homogenně promíchaných skleníkových plynů (Hansen 2000, CRFEC 2005).

97 Energetické toky v porostech a radiační účinnost Tvorba biomasy (fotosyntéza): W. m -2 Evapotranspirace: stovky W. m -2 Dekompozice: až desítky W. m -2 Ohřev porostů: několik W. m -2 Tok tepla do půdy: až desítky W. m -2 Radiační účinnost: stoupne o 0,2 W.m -2 za 10 let Solární konstanta: průběhu roku: 1351 W m W m -2 (dlouhodobé výkyvy W.m)

98 Desertifikace Země ztrácí ročně km 2 produkčních ploch následkem nedostatku vody Desertifikace: km 2 /rok Podle údajů FAO % plochy kontinentů trpí nedostatkem vody (6.45 x 107 km 2 ). v Německu mizí pod betonem, asfaltem a nepropustnou dlažbou denně 1km 2.

99 Úbytek vody v krátkém oběhu Ztráty vody výparem x Odtok vody do nádrží z povodí Dlouhodobě ubývá voda v krajině, krajina vysychá

100 Návrat vody do krajiny (do krátkého oběhu) Sníží se rozdíly teplot mezi dnem a nocí i mezi místy Zvýší se produkce rostlin a ekosystémů Zvýší se akumulace oxidu uhličitého v půdě (sníží se koncentrace skleníkových plynů) Dostatek vody v krajině i dostatek pro obyvatele

101 Staré a nové paradigma Voda v krajině nemá vliv na klima Zkoumá se vliv klimatické změny na oběh vody Rozsah urbanizace a lidské činnosti má minimální vliv na oběh vody Vliv člověka na oběh vody je nepatrný Nepříznivé klimatické trendy se budou stupňovat, zmírnění lze očekávat za staletí Dominuje zájem o velký oběh vody Příčinou růstu extrémů klimatu je globální oteplení Odvodnění vede k přehřívání Zkoumá se vliv změn vodního cyklu na klima Urbanizace a odvodnění má zásadní vliv na oběh vody Člověk zásadně mění oběh vody Obnova oběhu vody positivně ovlivní klima Dominuje zájem o krátký oběh vody Příčinou narůstání extrémů jsou změny oběhu vody

102 Staré a nové paradigma Globální oteplení je hlavní problém Vegetace není z hlediska oteplení ideální, protože má nízké albedo (odrazivost) a vodní pára zvyšuje skleníkový efekt Hovoří o skleníkovém obalu Země Vzestup hladiny oceánů je působen táním ledovců Dešťová voda je problém a je třeba ji rychle odvést Růst extrémů počasí je hlavní problém Voda a vegetace zmírňují nežádoucí tepelné rozdíly, oblačnost zmírňuje intenzitu slunečního záření Hovoří o ochranném obalu Země Vzestup hladiny oceánů je působen nejenom táním ledovců ale i odvodněním kontinentů Dešťovou vodu je třeba zadržet v rostlinách a půdě

103 Staré a nové paradigma Voda se používá jednou a vede na ČOV Voda se dodává jednou soustavou jako pitná Vzájemná izolovanost, resortismus ve vztahu k vodě Sektorový přístup v hospodaření s vodními zdroji Voda se recykluje, opakovaně využívá Voda se dodává do sídel odděleně jako pitná a užitková Holistické vnímání vody v rámci celkového oběhu vody v krajině Integrovaný management povodí a ekosystémový přístup

104

105

106

107

108

109 Desertifikace a obnova krajiny - Austrálie

110 Desertifikace a obnova krajiny - Austrálie

111 Desertifikace a obnova krajiny - Austrálie

112 Desertifikace a obnova krajiny - Austrálie

113 V Košiciach vznikla nová iniciatíva v boji proti klimatickej zmene Tlačová správa, Košice

114 KOŠICKÝ OBČIANSKY PROTOKOL PRE VODU, VEGETÁCIU A KLIMATICKÚ ZMENU (Kosice Civic Protocol on Water, Vegetation and Climate Change).

115 založiť platformu pre implementáciu a prezentovať túto iniciatívu na Kodanskom summite OSN pre klimatickú zmenu.

116 príslušné vrcholné svetové inštitúcie doteraz ignorujú funkciu vody a vegetácie v klimatickom systéme planéty Zem, čím sa naďalej umožňuje meniť klímu na planéte Zem a vytvárať neznesiteľné podmienky pre človeka natoľko, že to môže viesť k hromadeniu katastróf, ktoré súčasná civilizácia nedokáže zvládnuť.

117 Signatári Protokolu zdôrazňujú, že hlavným opatrením prevencie pred klimatickou zmenou je zastavenie vysušovania krajiny, obnova vody a vegetácie v krajine poškodených území.

118 Preto sa signatári rozhodli, bez ohľadu na to ako dopadne Kodanský summit, mobilizovať medzinárodné hnutie zastaviť vysušovanie krajiny a obnoviť vegetáciu a tým predísť globálnej klimatickej kríze, kríze vody, nedostatku potravín i úbytku biodiverzity.

119 Na svojom prvom pracovnom stretnutí signatári prijali rozhodnutie mobilizovať občiansku verejnosť pre implementáciu Košického občianskeho protokolu v partnerstve s podnikateľmi, vedcami, učiteľmi, úradníkmi verejnej správy a občianskymi aktivistami v štátoch Európskej únie, aby sa rýchlejšie a efektívnejšie zmiernili dopady klimatickej zmeny, ako navrhujú pripravované dokumenty pre Kodanský summit. Košický občiansky protokol navrhuje zmierniť dopady klimatickej zmeny obnovou malých vodných cyklov a vegetácie v zdevastovaných a vysušených regiónoch sveta, pretože rastie počet vedecký podložených argumentov svedčiacich o klimatických zmenách vplyvom rozsiahleho poškodzovania vegetácie a prirodzeného obehu vody.

120 Signatári sa rozhodli organizovať každých 6 mesiacov fórum EURÓPSKE HLAVNÉ MESTO VODY. Európske hlavné mesto vody na prvých 6 mesiacov (do 31. mája 2010) sa stalo mesto Košice, kde vznikla táto iniciatíva. Od 1. júna 2010 sa stane Európske hlavné mesto vody mesto Třeboň v Čechách a od 1. decembra 2010 partnerské mesto v Nemecku. Signatári predpokladajú, že táto iniciatíva zmobilizuje medzinárodné hnutie, aby nástupníckym Protokolom Kjótskeho protokolu po roku 2012 sa stal KOŠICKÝ OBČIANSKY PROTOKOL PRE VODU, VEGETÁCIU A KLIMATICKÚ ZMENU.

121 Signatármi Protokolu sa stali, Prof. Willy Ripl (Rakúsko), Prof. Jan Čermák a Doc. Jan Pokorný (Česká Republika), Dr. Marco Schmidt, Dr. Martin Buchholtz a Dr. Rafael Ziegler (Nemecko), Pjotr Topinski (Poľsko), Prof. Michal Hnatič, Ing. Juraj Kohutiar, Dr. Katarína Vajdová, Ing. Viktor Nižňanský, Ing. Jozef Šolc, Ing. Martin Kováč, Dr. Peter Kasalovský a Ing. Michal Kravčík, (Slovensko).

122 Príloha: KOŠICKÝ OBČIANSKY PROTOKOL PRE VODU, VEGETÁCIU A KLIMATICKÚ ZMENU

123 VODA & ROSTLINY Dokonalý klimatizační systém Země Čemu se musíme učit z ekosystému? RECYKLACI