CzechGlobe Centrum výzkumu globální změny Akademie věd České republiky, v.v.i. Mission statement ve vztahu k projektu CERIT. Michal V.

Transkript

1 CzechGlobe Centrum výzkumu globální změny Akademie věd České republiky, v.v.i. Mission statement ve vztahu k projektu CERIT Michal V. Marek

2 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Pojem Globální změna Motivace CzechGlobe Pojem Globální změna (GZ) je stále v centru pozornosti jak odborné tak i laické veřejnosti. GZ se stala nejen ekologickým, sociologickým a technickým problémem současnosti, ale má i výraznou politickou dimenzi s globálním dosahem. To je velký problém, neboť právě politická stránka problému GZ významně ztěžuje racionální rozhodování. GZ se tak stává předmětem mnohdy až nedůstojných půtek a iracionálních diskusí. Tento stav, díky obecně známým příčinám, tak typických pro naší společnosti, je v České republice zvláště vyhrocený. To ale na straně druhé objektivně zvyšuje tlak na z ustavení objektivní znalostní základny pro potřeby jak soukromých subjektů tak i pro státní správu, samosprávu a jejich orgány. Globální změna široké spektrum biofyzikálních a socioekonomických změn, které mění fungování Země jako systému v planetárním měřítku, např. proměny klimatu, produktivity krajiny a oceánů, chemie ovzduší, ekosystémů Velmi nešťastné je i to, že se pojem GZ velice často zužuje pouze na pojem Globální změnu klimatu (GZK), či ještě úžeji Globální oteplování. GZK chápeme jako součást globální změny, rozumíme dlouhodobé odchylky klimatických parametrů Země, např. teplot, srážek či rychlostí větru, od průměrů i trendů, které charakterizovaly naši planetu přibližně do počátku 20. století. GZK se již nyní odráží v přírodě (ústup ledovců, posuny ve výskytu druhů aj.), v politice (opatření k omezení GZK) i v hospodářství (pojišťovací události, dopady politických rozhodnutí). V souvislosti s fenoménem GZ je velmi významné právě to, že je úzce spojována se zvýšeným uvolňováním skleníkových plynů do atmosféry především v důsledku dynamicky rostoucího spalování fosilních paliv v dopravě a průmyslu, rozsáhlým odlesňováním a obecně změnami ve využití krajiny. Tento nárůst je nepochybně antropogenního původu a je zřejmé, že s rostoucí lidskou populací a ekonomickým růstem bude tento vzestup pokračovat. 2

3 Global change research centre Globální změna je VÝRAZNĚ PROPOJENA s GLOBÁLNÍM UHLÍKOVÝM CYKLEM Motivace CzechGlobe 3

4 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Motivace CzechGlobe Základním cílem projektu CzechGlobe je základní výzkum směřující k hlubšímu poznání Globální změny (GZ), vývoj postupů směřujících ke zmírnění dopadů či případné adaptaci na GZ.Filozofie a motivace projektu CzechGlobe vychází ze tří základních otázek: 1. V jakém rozsahu je biosféra planety Země absorbovat prokazatelné nárůsty v obsahu CO 2 a ostatních skleníkových plynů v atmosféře Země? 2. Jsou terrestrické ekosystémy skutečně nevíce zranitelnou složkou uhlíkového sinku planety Země? 3. Je vůbec vývoj lidské společnosti v kontextu působení a vývoje GZ udržitelný? 4

5 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Mezinárodní souvislosti a milníky vývoje oboru výzkumu GZ v kontextu výzkumných programů EU 1992 EPOCH EU 4. FW the first full participation on GCC research OTC 1995 ECOCRAFT EU 5. FW enhanced CO 2 - Lamella domus spheres 1996 EUROFLUX EU 5. FW first eddy covariance technique in East Europe 1997 CARBOMONT EU 5. FW carbon budget of mountain areas 1998 MERCI EU 5. FW European infrastructure: Carbon physiology of forest trees 2003 IP CARBOEUROPE EU 6. FW Carbon and GHG budget 2008 ESFRI EU 7. FW pan-european infrastructure ICOS a EUFAR 5

6 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Propojení CzechGlobe na ESFRI projekty CzechGlobe - ZAKLÁDAJÍCÍ INSTITUCÍ ESFRI infrastruktury ICOS ESFRI infrastruktura ICOS: Evropská infrastruktura observace a výzkumu uhlíkového cyklu Integrated Carbon Observation System CzechGlobe řešitel - člen ESFRI infrastructury EUFAR ESFRI infrastruktura EUFAR: Evropská infrastruktura leteckých nosičů pro DPZ a zobrazování European Fleet of Airborne Research 6

7 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Propojení CzechGlobe na ESFRI projekty CzechGlobe projekt je konsorciem infrastruktury ESFRI ICOS považován za zásadní středoevropský prvek této infrastruktury s úkolem plnit úlohu training centre a koordinátora spolupráce infrastruktury ICOS ze zeměmi Vishegradskéčtyřky, Karpatskou iniciativou, Balkánskými zeměmi, Ukrajinou,Běloruskem a Ruskem. 7

8 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Propojení CzechGlobe na národní roadmap velkých infrastruktur CzechGlobe projekt se stal základem schválené národní infrastruktury CzechCOS síť eddykovariačních věží v jednotlivých typech ekosystémů České republiky 8

9 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Obsahová náplň CzechGlobe CzechGlobe je zaměřen na výzkum základních tématických segmentů působení GZ: Atmosféra Ekosystémy Socio-ekonomické systémy doprovázeno realizací inovační a vzdělávací platformy 9

10 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR CzechGlobe scheme CzeCOS 10

11 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR CzechGlobe prostorově rozmístěná infrastruktura 11

12 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Konstrukční fáze CzechGlobe Prvky INFRASTRUKTURY 1. národní bod výškového monitoringu GHG 2. síť ekosystémových stanic eddy věže 3. centrální fyziologická, isotopová a metabolomická laboratoř 4. letecká laboratoř DPZ a procesového zobrazování 5. zařízení pro dlouhodobé účinkové experimenty 6. Inovační platforma inkubátor aplikačních výstupů 7. Edukační a PR platforma 12

13 Národní bod výškového monitoringu GHG Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR 300 m vysoká monitorovací věž Košetice 13

14 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Letecká laboratoř DPZ a procesového zobrazování Nosič hyperspektrálních sensorů a LIDARU (Cesna Caravan) 14

15 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Pavilón isotopové, metabolomické a fyziologické laboratoře a fytotronový klaster Pavilon Brno 15

16 Dlouhodobé účinkové studie Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Kultivační sféry Fytotronový kluster OpenTop Chamber 16

17 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Síť ekosystémových stanic eddy kovariční věže Eddy-covariation věž Systém respiračních komor Mikroklimatologické stéžáry 17

18 Users of CzechGlobe Outputs Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Supported by sigmend agreements Public sector (CZ) Government of the CR (national infrastructure CzeCOS) Ministry of Environment Ministry of Agriculture Central Land Office Forests of the Czech Republic, state enterprise Central Institute for Supervising and Testing in Agriculture Czech Hydrometeorological Institute Czech Geological Survey Prague Forestry management institute of the CR, v.v.i. Krkonose National Park The Czech Information Agency of the Environment Universities and research institutions (CZ) Charles University Prague Czech Technical University Prague Mendel University in Brno University of South Bohemia, ty Technical University of Ostrava Institute of Forest Ecosystem Research, Ltd. Institute of Atmospheric Physics AS CR, v.v.i. Research Institute of Crop Production, v.v.i. Research Institute for Melioration and Soil Protection The Forestry and Game Management Research Institute, v.v.i. International research community Integrated Carbon Observation System 7. RP ESFRI ICG, Jülich Research Centre Ltd (D) University of Zurich Remote Sensing Laboratories (CH) Inst. of Agro-Environment. and Forest Biology CNR (IT) NASA USA METEO France Washington University in St. Louis (USA) University of Nebrasca Lincoln (USA) University of Natural Res. and App. Life Sci., Vienna (A) INRA France Szent-Istvan University Godollo (H) Poznan University of Life Sciences (PL) Meteorological Synthesizing Centre-East, Moscow, (RU) University of Nis, Serbia University of Rijeka, Croatia University of Sarajevo, Bosna Herzegovina Private sector Pure genesis Ltd. (USA) Quibit System Ltd. (USA) PSI Photon Systems Instruments Ltd. (CZ) MJM Agricultural products and logistic Ltd. (CZ) Agricultural Control Station Domaninek Ltd. (CZ) 18

19 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Dozorčí rada Centra Ředitel Centra Sekretariát ředitele Dozorčí rada projektu CzechGlobe Vědecká rada Kolegium ředitele Vědecký tajemník Knihovna a vědecké informace PR a vědecký marketing EU RP informační a konferenční centrum Výkonný ředitel Divise klimatických analýz a modelování Oddělení projektového managementu Divise ekosystémových analýz Divise impaktových studií a fyziologických analýz Divise inovačních a adaptačních technik PSI spin-off firma Administrativa Odděeění technické podpory IT Páavní oddělení a interni audit 19

20 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Výzkumná divise 1: Analýzy klimatu a modelování Oddělení analýzy variability klimatu a jeho změn Oddělení klimatického modelování Oddělení dopadů klimatických změn na agrosystémy 20

21 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Výzkumná divize 2 Analysa ekosystémů Oddělení toků energie a látek Letecká laboratoř DPZ a procesového zobrazování Oddělení výzkumu biodiversity Oddělení biogeochemických a hydrologických cyklů Oddělení krajinné depozice uhlíku 21

22 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Výzkumná divise 3 Účinkové studie a fyziologické analýzy Laboratoř rostlinné fyziologie Oddělení účinkových experimentů Laboratoř metabolomiky a isotopových analýs 22

23 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Výzkumá divise 4 Innovačních a adaptačních technik Oddělení humánní dimenze GZ Laboratoř fyziologie a biotechnologie řas Laboratoř rychle-rostoucích energetických dřevin 23

24 Analýza klimatu a modelování Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Oddělení analýzy variability klimatu a jeho změn STATIONARY EXTREME VALUE MODELS Projected changes in 20-yr return values of TMAX estimated for 30-yr time slices using stationary POT model in relative to the control period /- denotes gridboxes in which the change is significant large warming, mainly in continental EU around 50 N 24

25 Analýza klimatu a modelování Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Oddělení klimatického modelování 25

26 Analýza klimatu a modelování Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Oddělní modelování dopadů klimatické změny na agrosystémy Managed ecosystems - agriculture 26

27 Analýza ekosystémů Oddělení toků energie a látek ekosystémy Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Eddy covariance technique CO 2 H 2 O 50 NEP [kg C ha-1] Carbon fluxes into a forest 27

28 Analýza ekosystémů Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Oddělení toků energie a látek ekosystémy Location of atmospheric station and ecosystem stations Načetín Košetice Třeboň Rájec Bílý Kříž Žabčice Lanžhot Štítná 28

29 Analýza ekosystémů Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Oddělení toků energie a látek ekosystémy Wetland Agrosystem Mountain Grassland Mountain Spruce Forest Operated sites Mountain Beech Forest 29

30 Analýza ekosystémů Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Letecká laboratoř DPZ a procesového zobrazování Hyperspectral (VNIR, SWIR) Thermal LiDAR 30

31 Analýza ekosystémů Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Letecká laboratoř DPZ a procesového zobrazování Digital Numbers Radiance Reflectance 31

32 Analýza ekosystémů Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Oddělení výzkumu biodiverzity biocorridors way to buffer negative effects of GCC effect ofgcc on pestsand their predators Fluxes y = e x R 2 = Expected No. individuals (m -2 ) Aphids Ladybirds Year Distance (km) 32

33 Analýza ekosystémů Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Oddělení biogeochemických a hydrologických cyklů Analýza chemického složení odtokových vod v systému povodí GEOMON 33

34 Analýza ekosystémů Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Oddělení krajinné depozice uhlíku Toky uhlíku mezi komponenty krajinného celku Změny zásob uhlíku v krajině způsobené změnami ve využití krajiny Zásoby uhlíku v krajině v modelovém území Novohradska 34

35 Impaktové studie a fyziologické analýzy Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Oddělení rostlinné fyziologie Environmental metabolomics 35

36 Impaktové studie a fyziologické analýzy Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Oddělení impaktových studiíí Environmental drivers of GCC and their interactions drought stress elevated, CO 2,ozone, temperature N, P - deposition UV radiation, light intensity and quality Impact experiments experimental roofs glass domes modulated UV- source units open top chambers pot or field experiments growth chambers 36

37 Impaktové studie a fyziologické analýzy Laboratoř metabolomiky a isotopových analýz Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Plant response to GCC physiology morphology phenology Phenotype Genomics DNAs Transcriptomics RNAs Proteomics proteins Metabolomics metabolites signalling pathways Environment water, nutrients, light intensity and quality, temperature, CO 2. 37

38 Impaktové studie a fyziologické analýzy Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Laboratoř metabolomiky a isotopových analýz Non-target metabolic profiling Design experiment, physiological measurements, harvest, metabolite extraction Acquire mass spectral data Structure data according hypotheses, statistical analysis interpretation of data identification of key metabolites Formulation of new hypotheses - design new experimentsnon target metaboliic screening Experiments focused on one or more target metabolites - target analyses of key metabolites isotope discrimination IR/MS Development of methods for metabolite fingerprinting - hyperspectral imaging, FT-IR, Raman spectroscopy etc. 38

39 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Inovační a adaptační techniky Oddělení humánní dimenze působení Globání změny 39

40 Inovační a adaptační techniky Laboratoř fyziologie a biotechnologie řas Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Algal photobioreactors installed in the Advanced Coal & Energy Research Facility in St.Louis USA 40

41 Inovační a adaptační techniky Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Laboratoř rychle rostoucích dřevin - bioenertika Short rotation copies 41

42 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Kategorie výstupů projektu CzechGlobe Translační výstupy Transfery metodik: Carbon Forestry, Carbon Landscaping Aplikace nevých technologií: alage application in the precious components production, Managed Carbon Sequestration, Process Imaging Aplikace Climate Changes Scenarios, Socio-economic Consequences of GC, Carbon Emission Strategy and Policy, Landscape Carbon Deposition Capacity, Carbon forestry Inovace-nové technologie Carbon sequestration technologies: Clean Energy System, biofuels generation 3 Energy biomass production: Energy Forests, Agroforestry Vzdělávání a trénink Current and new prepared PhD programmes 42

43 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Financování CzechGlobe Akademie věd Institucionální financování vědy v ústavech EU strukturální fondy program VaVPI MŠMT Národní roadmapa velkých infrastruktur CzechCOS Centrum výzkumu Globální změny AV ČR v.v.i. 43

44 Vazba CzechGlobe na CERIT Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Zájmy CzechGlobe: 1. počítačové zpracování obrazových dat, 2. realizace modelových simulací, 3. spolupráce na tvorbě oboru systémová biologie ; 4. Profesionální ošetření a archivace dat velkého rozsahu značný potenciál a výhoda napojení CzechGlobe na CERIT 44

45 Centrum výzkumu globální změny, v.v.i. AV ČR Děkuji za pozornost 45