Co umí strom aneb o zeleni s trochou fyziky. Jan Pokorný ENKI, o.p.s. Ústav systémové biologie a ekologie AVČR

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Co umí strom aneb o zeleni s trochou fyziky. Jan Pokorný ENKI, o.p.s. Ústav systémové biologie a ekologie AVČR"

Vlastimil Růžička
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Co umí strom aneb o zeleni s trochou fyziky Jan Pokorný ENKI, o.p.s. Ústav systémové biologie a ekologie AVČR

2 SLUNCE Stáří 5 mld. let Uvolňovaná energie 3,8 x J / sec.

3 TW 10 TW

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

6 VELKÁ NADNÁRODNÍ ORGANIZACE poptává: - klimatizační systém, - plně automatický, solární, pro venkovní použití, tichý pouze z plně recyklovatelného materiálu, - s kontinuální regulací, - minimální údržba, - výkon v desítkách kw, - požadovaná záruka minimálně 80 let.

recyklovatelného materiálu, - s kontinuální regulací, - minimální

8 ÚČINNOST PŘEMĚNY SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Přírodní systémy Technické systémy Fotosyntéza (ATP, NADPH) Fotosyntéza (tvorba cukrů) Fotosyntéza (tvorba biomasy) Produkce. Biomasy 10 % Fotovoltaika 15 % 2 % Fotothermal 40 % 1 % Fresnelovy č.. 12 % 0,5 %

(tvorba cukrů) Fotosyntéza (tvorba biomasy) Produkce.

9 Výpar vody & kondenzace

10 VELKÁ NADNÁRODNÍ ORGANIZACE poptává: - klimatizační systém, - plně automatický, solární, pro venkovní použití, tichý pouze z plně recyklovatelného materiálu, - s kontinuální regulací, - minimální údržba, - výkon v desítkách kw, - požadovaná záruka minimálně 80 let.

11 Nový klimatizační systém na světovém trhu! Firma NATURE Ltd. uvedla na trh nové, vysoce výkonné klimatizační zařízení TREE. Ve standardním provedení je zařízení poháněno sluncem, k údržbě je potřebná pouze voda. Uváděný chladící efekt je 23 kw denně. Luxusní model OAK obsahuje několik miliard regulačních ventilů a společnost zaručuje plný provoz po dobu 300 let! Zařízení je plně automatické.

Ve standardním provedení je zařízení poháněno sluncem, k údržbě je potřebná pouze voda.

12 LATENTNÍ TEPLO se spotřebovává při výparu a uvolňuje při kondenzaci ochlazení ohřev

17 IR picture. Temperarture of roof, pavement and trees

18 Změdělská půda na jaře: už v dubnu je patrný rozdíl (12.7 C) mezi teplejší ornou půdou (32,5 C) a díky transpiraci chladnější louce (19,8 C) Budova 45 C Ar 1 louka, Ar 2 orná půda

19 Most open cast basin Black Triangle, Northern Bohemia

20 MOST BASIN (N. Bohemia) TŘEBOŇ BASIN (S. Bohemia) MOUNTAINS TOWN LAKE (400ha) TOWN OPEN CAST MINES TOWN

21 MOST BASIN (N. Bohemia) TŘEBOŇ BASIN (S. Bohemia)

22 MOST BASIN (N. Bohemia) TŘEBOŇ BASIN (S. Bohemia)

CR = 79 000 km 2 Pokles evpotranspirace o 1 mm za den Uvolní se

23 CR = km 2 Pokles evpotranspirace o 1 mm za den Uvolní se zjevné teplo cca GWh (roční produkce všech elektráren v ČR)

24 Zjevné teplo z 20 km 2 odvodněného povrchu ~ Instalovaný výkon elektráren v ČR ( MW)

25 ÚČINNOST PŘEMĚNY SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Přírodní systémy Technické systémy Fotosyntéza (ATP, NADPH) Fotosyntéza (tvorba cukrů) Fotosyntéza (tvorba biomasy) Produkce. Biomasy 10 % Fotovoltaika 15 % 2 % Fotothermal 40 % 1 % Fresnelovy č.. 12 % 0,5 %

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

27 Land cover classification Chemnitz Not classified Bare grounds Non-forest vegetation Forest Water, shadows Ústí nad Labem Clouds

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

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

30 Bare grounds Non-forest vegetation Forest Land cover temperature categories Lowest temperature Low teperature Middle temperature High temperature Highest temperature Bare grounds Non-forest vegetation Forest

31 Satellite photos of Central Kenya showing vegetation cover Area: 37, 137 km 2 Forested: Forested: 214 km km 2

32 Change in forest cover TOTAL AREA: 284 km 2 Decline in forest area: 67 km 2

33 Change in the distribution of solar energy: temperature channel of LANDSAT L.E : 912 GWh d - 1 L.E : 627 GWh d -1

34 Cost implications of clearing forest / wetlands Sensible heat energy due to loss of the forest patch of 67 km -2 is: 285 GWh d -1. Such an amount of energy in form of electricity would cost KShs. 1,14 Trillion / day (Equivalent to 11,4 Billion Euros). Conversion of such sensible heat energy to Latent heat of evapotranspiration that is then transferred to cooler parts resulting in: > Cooling (air-conditioning) effect at the wetlands. > Condensation and release of the energy in cold places.

36 ÚČINNOST PŘEMĚNY SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Přírodní systémy Technické systémy Fotosyntéza (ATP, NADPH) Fotosyntéza (tvorba cukrů) Fotosyntéza (tvorba biomasy) Produkce. Biomasy 10 % Fotovoltaika 15 % 2 % Fotothermal 40 % 1 % Fresnelovy č.. 12 % 0,5 %

37 Meteorological station in the Wet meadows

38 Meteorological station at the concrete surface

39 100 Air humidity and temperature on a Sunny day ( ) Wet meadows Concrete surface 40 Relative Humidity [%] Temperature [ C] Relative humidity [%] Temperature [ C] :00:00 07:00:00 15:00:00 23:00:00 Air humidity 2m Air humidity 30cm Temperature 2m Temperature 30cm :00:00 07:00:00 15:00:00 23:00:00 Air humidity 0m Air humidity 2m Temperature 0m Temperature 2m Time of saturation vapour pressure longer on meadows than concrete Temp and humidity almost similar on concrete. Increase in temp lowers humidity. In meadows, humidity at 2m is lower than in stand. Temps almost equal but in afternoon temp at 2m is higher- advection.

40 Incoming and reflected solar radiation on a sunny day ( ) Wet meadows GR incoming GR reflected Albedo Concrete surface Radiation [W m -2 ] Albedo [%] Radiation [Wm -2 ] Albedo [%] :00:00 07:00:00 15:00:00 23:00: :00:00 07:00:00 15:00:00 23:00:00 GR incoming GR reflected Albedo On a concrete surface, more energy is reflected than in Wet meadows. Albedo is higher in the night, morning and evening than afternoon. Peak of net radiation in wet meadows is slightly lower than at concrete - absorption by the more vapour at wet meadows.

41 Daily solar energy fluxes on a sunny day ( ) kwh m Wet meadows Rn G LE H [kw h m -2 ] Concrete surface Rn G LE H :00:00 07:00:00 15:00:00 23:00:00 23:00:00 07:00:00 15:00:00 23:00:00

42 Daily solar energy fluxes on a cloudy day ( ) [kwh m -2 d -1 ] Wet meadows Rn G L.E H kwhm Concrete surface Rn G LE H :00:00 07:00:00 15:00:00 23:00:00 23:00:00 07:00:00 15:00:00 23:00:00

43 Distribution of solar energy as Rn, G, L.E and H on a sunny day ( ) 5 Wet meadow 5 Concrete surface 4 4 kwh m -2 d kwh m -2 d Rn G L.E H -1 Rn G L.E H

44 Solar energy fluxes on a sunny day Latent heat (LE) [Wh m -2 d -1 ] Concrete Wet surface meadows ( 6 litres water) Sensible heat (H) [Wh m -2 d -1 ] Primary production [Wh m -2 d -1 ] Estimates of biomass dry weight in the wet meadows is 10 g /m -2, this use approx. 4 W m -2 of solar energy/ day. While L.E on Wet meadows is several hundreds W m -2

45 Man made landscape Třeboň Biospehere Reserve

Podobné dokumenty

Voda a energie v klimatizačnom zariadení planéty Zem

Voda a energie v klimatizačnom zariadení planéty Zem Water and energy in airconditioning of planet Earth Jan Pokorný, ENKI,.p.s. Česká republika Česká zemědělská univerzita Praha Voda pre ozdravenie klímy