MB130P68 Globální změny a trvalá udržitelnost. ZS 2012/2013. Lubomír Nátr, Lubomír Nátr

Transkript

1 MB130P68 Globální změny a trvalá udržitelnost. ZS 2012/2013 Globální změny klimatu a trvale udržitelný rozvoj 6. Globální změny klimatu Lubomír Nátr

2

3 Mezivládní panel pro změnu klimatu Anglický ekvivalent: Intergovernmental Panel on Climate Change Mezivládní orgán zabývající se problematikou globálního oteplování způsobeného navyšováním skleníkového efektu. Založily jej dvě instituce OSN: 1. Světová meteorologická organizace (World Meteorological Organization, WMO) a 2. Program Spojených národů pro životní prostředí (UnitedNationsEnvironmentalProgramme, UNEP) vroce První setkání Panelu se konalo vlistopadu 1988 a byly na něm ustanoveny tři pracovní skupiny. První skupina se zabývá vědeckými poznatky o klimatických změnách, druhá skupina jejich dopady a třetí skupina politickými reakcemi.

4 předseda Rádžendra Pačaurí Ladislav Metelka - doktorát z meteorologie a klimatologie získal na Matematicko-fyzikální fakultě UK v Praze. Přibližně třicet let se klimatologii věnuje v pobočce Českého hydrometeorologického ústavu v Hradci Králové, v současnosti tady vede oddělení meteorologie a klimatologie. Zabývá se zejména změnami klimatu, empirickým nelineárním modelováním procesů v klimatickém systému a využitím systémů umělé inteligence v meteorologii a klimatologii. Od léta 2009 je kontaktní osobou ČR pro Mezivládní panel pro klimatické změny (IPCC).

5 Mezivládní panel pro změnu klimatu První souhrnnou zprávu kproblematice změny klimatu zveřejnil Panel koncem května vr a zpráva se následně stala klíčovým dokumentem pro Summit Země vriu vr a podnětem pro vznik Rámcové úmluvy OSN o změně klimatu, kterou podepsalo více než 160 států včetně ČR. Konkrétním krátkodobým cílem Úmluvy byl požadavek, aby všechny státy snížily do roku 2000 emise skleníkových plynů na úroveň roku Dlouhodobým cílem Úmluvy vyjádřeným včlánku 2 je: stabilizovat koncentraci skleníkových plynů vatmosféře na "úrovni, jež by umožnila předejít nebezpečným důsledkům interakce lidstva a klimatického systému".

6 Mezivládní panel pro změnu klimatu Vr byl v japonském Kjótu podepsán protokol, vněmž se signatáři zavazují snížit emise skleníkových plynů do roku o 5,2 % ve srovnání srokem Po roce 2012 má dojít kdalšímu snižování. Procenta snížení nejsou pro všechny státy táž. Např. EU se jako celek zavázala ke snížení 8 % stejně jako ČR, která Kjótský protokol ratifikovala v listopadu

7 Čtyři díly zprávy IPCC Během roku 2007 publikoval Mezivládní panel pro změnu klimatu (IPCC), který tvoří vědců zcelého světa, celkem čtyři zprávy Změna klimatu 2007: Fyzikální základy-shrnutí pro veřejné činitele. Originálnícelou část zprávy (nejen shrnutí) vangličtiněna stránkách IPCC. Text byl publikován k5. únoru 2007, první český překlad byl kdispozici již vbřeznu Změna klimatu 2007: Dopady změny klimatu, adaptace a zranitelnost. Příspěvek Pracovní skupiny II ke Čtvrté hodnotící zprávě Mezivládního Panelu změny klimatu (IPCC). Shrnutí pro politické představitele (český překlad dle verze ze 13. dubna 2007).

8 Čtyři díly zprávy IPCC Změna klimatu 2007: Zmírňování změny klimatu: Příspěvek Pracovní skupiny III ke Čtvrté hodnotící zprávě Mezivládního panelu změny klimatu (IPCC). (český překlad dle verze z23. května 2007). Změna klimatu 2007: Souhrnná zpráva (syntetické shrnutí všech tří předešlých dílů), český překlad založen na verzi zlistopadu 2007.Syntetická zpráva v angličtině. Změna klimatu 2007: GlosářSouhrnné zprávy, vhodný pro přesnější pochopení textů. Koncept českého překladu Jiří Došek, hypertextová úprava a sazba Jan Hollan(v hypertextové podobě

9 Klimatická změna stručný a doslovný výtah z dokumentů Mezivládního panelu pro změnu klimatu: Globální atmosférické koncentrace oxidu uhličitého, metanu a oxidu dusného se vdůsledku lidské činnosti od roku 1750 značně zvýšily a nyní výrazně překračují předindustriálníhodnoty zjištěné zjader vrtů do ledových příkrovů zachycujících historii mnoha tisíc let. Globální zvýšení koncentrace oxidu uhličitého je převážně důsledkem využívání fosilních paliv a změn ve využívání krajiny, zatímco umetanu a oxidu dusného jde hlavně o vliv zemědělství. Lze svelmi vysokou jistotou říct, že globálně průměrovaný výsledný efekt lidské činnosti způsobil vporovnání srokem 1750 oteplení, sradiačním působením rovným +1,6 [+0,6 až +2.4] W m -2.

10 Jak je vsoučasnosti zřejmé zpozorovaného nárůstu globálních teplot vzduchu a oceánu, rozsáhlého tání sněhu a ledu a zvýšení globálního průměru výšky mořské hladiny, klimatický systém se nepochybně otepluje. V měřítku kontinentů, regionů a oceánských pánví byla pozorována řada dlouhodobých klimatických změn. Ty zahrnují změny arktických teplot a ledu, obecně rozšířené změny srážkových úhrnů, slanosti oceánů, pole větru a různých aspektů extrémního počasí včetně such, silných srážek, horkých vln a intenzity tropických cyklón. Většina pozorovaného zvýšení globálních průměrných teplot od poloviny 20. století je velmi pravděpodobně důsledkem pozorovaného nárůstu koncentrací antropogenních skleníkových plynů. Pro rozpětí emisních scénářů SRES předpovídán růst teploty zhruba 0,2 C za deset let. Ikdyby byly koncentrace skleníkových plynů a aerosolů udržovány v příštích dvou dekádách konstantní na úrovni roku 2000, bylo by možné očekávat oteplení ozhruba 0,1 C za 10 let.

11 Pokračování emisí skleníkových plynů vsoučasné či vyšší míře by způsobilo další oteplování a vprůběhu 21. století by vyvolalo řadu změn vglobálním klimatickém systému, které by byly velmi pravděpodobně větší než změny pozorované během 20. století (dle různých scénářů 1,4 až 5,8 C vroce 2100). Antropogenní oteplování a zvyšování hladiny oceánů budou vlivem časových měřítek klimatických procesů a zpětných vazeb pokračovat po staletí, dokonce ipokud by došlo ke stabilizaci koncentrací skleníkových plynů. Existuje široká škála možností přizpůsobení, ovšem ke snížení zranitelnosti vůči změně klimatu je zapotřebí rozsáhlejší adaptace, než jaká v současnosti probíhá.

12

13 Narodil jsem se v první polovině šedesátých let minulého století (1964) ve Frýdku Místku v rodině báňského inženýra. Vyrůstal jsem v Havířově a v Šenově, kde jsem taky musel chodit do školy a na gympl. V roce 1987 jsem zamával brněnské universitě a s prvním titulem se vydal do odborného světa. Protože jsem se nemohl dočkat, tak jsem už v roce 1986 nastoupil na ostravskou pobočku ČHMÚ. Postupně jsem se potkal s klimatologií, meteorologií, hydrologií a okrajově i s čistotou ovzduší. Ve stejném roce jsem začal externě vyučovat na Ostravské universitě, kde se snažím s malým úvazkem zůstat v kontaktu se studentským životem dodnes. V roce 1991 jsem začal stoupat po kariérním žebříčku. Byl jsem vedoucím oddělení meteorologie a klimatologie. Většina mých podřízených byla starší než já a byla to klidná a krásná doba. V roce 1996 jsem se začal zabývat klimatologickou databází v ČHMÚ a postupně jsem ne zcela oprávněně získal pověst stvořitele aplikace CLIDATA. Tato aplikace se dnes používá v ČHMÚ a vyvezli jsme ji do několika dalších zemí (Ghana, Makedonie, Litva, Lotyšsko, Estonsko, Barbados, Niger, Etiopie, Dominikánská republika, Bosna a Hercegovina, Srbsko, Namibie, Černá Hora a další) a ve spolupráci s AGRHYMET v Nigeru je aplikace šířena do dalších zemí Afriky. V roce 2003 jsem se pracovně přesunul do Prahy, kde jsem se usadil na židli nejvyššího českého meteorologa. Vydržel jsem to do konce roku V roce 2012 jsem se vrátil do Ostravy ke klimatologii. Po dlouhém úsilí a na druhý pokus se mi podařilo v červnu 2007 obhájit disertaci. Od 16. srpna 2010 má moje dcera dceru. Okolí mi začalo říkat dědečku.

14 Metelka, Tolasz, 2009

23 Závěr Klimatologie má dnes už hodně dobře prověřených poznatků o chování globálního klimatického systému a vlivech, které na něj působí. Základní lze shrnout do následujících bodů: klima se vždy měnilo a mění se i v dnešní době, v současnosti je jedním ze základních projevů těchto změn globální oteplování, emise skleníkových plynů mají na tom nezanedbatelný podíl, klimatické změny a jejich důsledky mohou mít v některých oblastech velký vliv na ekonomiku i přírodní poměry, příští vývoj klimatického systému silně závisí na dalších emisích skleníkových plynů. Klimatologie však poskytuje i informaci o statistické pravděpodobnosti, spolehlivosti či věrohodnosti svých výsledků. Je to důležité zejména pro výzkum dopadů klimatických změn na život lidí nebo pro ekonomické analýzy. Metelka, Tolasz, 2009

24

25

26

27

28

29 Projevy změn globálního klimatu (1) Zvyšuje se průměrná teplota povrchu planety. (2) Dochází ke zvyšování hladiny oceánů, protože tají ledovce a zvyšující se teplota zvětšuje objem vody. (3) Tají i vysokohorské ledovce a hranice lesa se posouvá do vyšších nadmořských výšek. (4) Zvyšuje se frekvence mimořádných klimatických událostí. (5) Hromadí se doklady o reakcích živých organismů na prodlužování vegetačního období. (6) Změny klimatu mohou být v jednotlivých geografických oblastech velmi rozdílné.

30

31

32

33 Response (CO 2ELEVATED /CO 2STANDARD ) 1,30 1,25 1,20 1,15 1,10 1,05 1,00 Soybean Wheat Rice Maize CO 2 concentration (ppm, elevated) Tubiello F. N., Europ. J. Agronomy (2006)

34 Relativní zvýšení (%) výnosu obilek a sklizňového indexu 17 odrůd rýže pěstované při koncentraci 664 ppm CO2 ve srovnání s 373 ppm CO Výnos obilek na rostlinu Sklizňový index Průměrné zvýšení o 70 % Průměrné zvýšení o 23 % Průměrné zvýšení o 67 % Průměrný pokles o 4 % Relativní zvýšení (664CO2/373CO2, %) ITA 186 IR74 Salump. IR30 IR28 MGL-2 IR46 Azucena OS4 IRAT 104 IR72 IR36 Kin. Pat. IR64 YRL-39 N22 IAC 165 Relativní zvýšení (664CO2/373CO2, %) IR30 Salump. IR36 IR74 ITA 186 OS4 Azucena IR28 Kin. Pat. IR72 IRAT 104 YRL-39 MGL-2 IR46 IR64 N22 IAC 165 Kultivar - změna pořadí 0-25 Kultivar - změna pořadí

35 Interakce polné plodiny C3 s plevely typu C3 nebo C4

36 Yield (y, t ha -1 ) A (A-y) y a + CO 2 y=a-(a-a).e -k.x 0 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 Fertilizers (x, t ha -1 )

37 g (ekvivalent CO 2 ) kg -1 (produkt) Emise (ekvivalentů) CO 2 MJ kg-1 (produkt) Spotřeba energie Karotka Rajčata Brambory Hrášek P r o d u k t Rýže Vepřové Karotka Rajčata Brambory Hrášek P r o d u k t Rýže Vepřové Emise skleníkových plynů vyjádřené vekvivalentech CO 2 (vlevo, g) nebo spotřeba energie (vpravo, MJ) spojené sprodukcí jednotky (kg) příslušného produktu. Emise a spotřeba byla počítána za celou vegetační dobu dané plodiny nebo chovu vepřů včetně prací spojených se zpracováním a transportem produktu. Grafy sestaveny podle údajů Carlsson-Kanyamaové(1998).

38

39 Tedy: Zvýšení koncentrace CO 2 výhoda pro C3 Zvýšení teploty -- výhoda pro C4 Co převáží v budoucnu?

40

41 The causality analysis of climate change and large-scale human crisis David D. Zhanga, Harry F. Leea,b, Cong Wangd, Baosheng Lie, Qing Peia,b, Jane Zhangf, and Yulun Anc PNAS October18, 2011 vol. 108 no. 42 Rizika lidstva vyplývající ze změn klimatu

42 Heijman et al. (2003), silně pozměněno. Klima Energetika CO 2 SKLENÍKOVÝ EFEKT Mořská pobřeží Průmysl CH 4 EUTRO- FIZACE Jezera N 2 O+NO x Plodiny Zemědělství Freony ACIDI- FIKACE Přirozené ekosystémy Doprava SO 2 OZÓN v TROPOSFÉŘE Spodní voda Lidské zdraví Možná zmírnění? Zdroje Polutanty Účinky Místo působení

43 Pro každý komplexní problém existuje řešení, které se vyznačuje těmito vlastnostmi. Je Jasné (obecně srozumitelné), Jednoduché (nekomplikované, přímočaré) a Chybné (špatné) For every complex problem there is an answer that is clear, simple and wrong Mencken H. L., (Ostergard et al., 2009)

44 Zmírnění antropogenních změn klimatu 1.Snížení energetické náročnosti všeho 2.Alternativní zdroje energie Ano, 3.IPCC: použitelná řešení 4.Dlouhodobé ukládání části ale emitovaného CO 2 5.Geoinženýrskářešení Jevonsůvparadox!

45 William Stanley Jevons (1. září srpna 1882) The Jevons paradox was first identified by William Stanley Jevons in his 1865 book The Coal Question. Jevons argued that improvements in fuel efficiency tend to increase, rather than decrease, fuel use : "It is a confusion of ideas to suppose that the economical use of fuel is equivalent to diminished consumption. The very contrary is the truth." Jevons, William Stanley (1866). "VII". The Coal Question (2nd ed.). London: Macmillan and Co..