Globální změna klimatu Skleníkový jev, příčiny a důsledky jeho růstu Jak jej omezit Jan Hollan, Hvězdárna a planetárium M. Koperníka v Brně srpen 2007
Logaritmus spektrálního vyzařování / 1 W.m 2.mikrometr 1 7 6 ements 5 4 3 vlákno žárovky Slunce 2 1 člověk 0,1 0,1 0,5 1 2 5 10 20 50 100 vlnová délka / 1 mikrometr
Spektrum záření z nočních tropů / W.m 2.mikrometr 1 placements 30 25 20 H 2 O okno O N 3 2 O CH 4 okno 0 o C CO 2 H 2 O 15 20 o C 10 40 o C 5 60 o C 0 5 10 15 20 25 30 vlnová délka / 1 mikrometr
Mezivládní panel pro změny klimatu Čtvrtá hodnotící zpráva přes 2500 vědeckých recenzentů, přes 800 autorů, kteří poskytli své příspěvky více než 450 hlavním autorům; dohromady jsou z více než 130 zemí: 6 let práce 4 svazky 1 zpráva
Změny ve fyzikálních a biologických systémech a povrchové teploty 1970-2004 28 115 28 586 28 671 SAm LAm Evr Afr Asie ANZ Pol* Pev MSla** Glo 355 455 53 5 119 5 2 106 8 6 0 120 24 764 1 85 765 94 % 92 % 98 % 100 % 94 % 89 % 100 % 100 % 96 % 100 % 100 % 91 % 100 % 94 % 90 % 100 % 99 % 94 % 90 % Pozorované datové řady Fyzické systémy (sníh, led a zmrzlá půda; hydrologie; pobřežní procesy) Biologické systémy (pevninské, mořské a sladkovodní) Evropa *** 1-30 31-100 101-800 801-1200 1201-7500 Teplotní změna / C 1970-2004 -1,0-0,2 0,2 1,0 2,0 3,5 Fyzické Počet významných pozorovaných změn Podíl významných změn jsoucích v souladu s oteplením Biologické Počet významných pozorovaných změn Podíl významných změn jsoucích v souladu s oteplením * Polární oblasti zahrnují též pozorované změny v mořských a sladkovodních biologických systémech. ** Mořská a sladká voda zahrnuje též změny pozorované lokálně a ve velkých oblastech oceánu, na malých ostrovech a kontinentech. Místa velkoplošných mořských změn nejsou v mapě ukázána. *** Kroužky v Evropě představují 1 až 7 500 datových řad.
Změna globální průměrné teploty vzhledem k letům 1980 1999 / C 0 1 2 3 4 5 C lepší dostupnost vody ve vlhkých tropech a vysokých šířkách 3.4.1, 3.4.3 VODA EKOSYSTÉMY POTRAVINY horší dostupnost vody, větší sucho ve středních šířkách a polosuchých oblastech nízkých šířek stamilióny obyvatel vystaveny zvýšenému nedostatku vody Až 30 % druhů vystaveno rostoucímu riziku vyhynutí hojnější bělení korálů většina korálů zbělá všeobecné hynutí korálů rostoucí rizika požárů a posuny oblastí výskytu druhů tendence ke snížení výnosů obilovin v nízkých šířkách pevninská biosféra se stává čistým zdrojem uhlíku, změněno ~ 15 % ~ 40 % ekosystémů složité, lokalizované dopady na malé vlastníky, samozásobitelské rolníky a rybáře tendence k růstu výnosů některých obilnin ve středních a vyšších šířkách významné + výskyty vyhynutí celosvětově ekosystémové změny vlivem slábnoucího severojižního promíchávání oceánů výnosy všech obilovin v nízkých šířkách klesají výnosy obilovin v některých oblastech klesají 3.ES, 3.4.1, 3.4.3 3.5.1, T3.3, 20.6.2, TS.B5 4.ES, 4.4.11 T4.1, F4.4, B4.4, 6.4.1, 6.6.5, B6.1 4.ES, T4.1, F4.2, F4.4 4.2.2, 4.4.1, 4.4.4, 4.4.5, 4.4.6, 4.4.10, B4.5 19.3.5 5.ES, 5.4.7 5.ES, 5.4.2, F5.2 5.ES, 5.4.2, F5.2 POBŘEŽÍ růst škod, které působí záplavy a bouře na 30 % světových pobřežních mokřadů mizí* o miliony více lidí by mohlo každoročně zažívat pobřežní záplavy 6.ES, 6.3.2, 6.4.1, 6.4.2 6.4.1 T6.6, F6.8, TS.B5 ZDRAVÍ rostoucí břímě podvýživy, průjmových onemocnění, kardio-respiračních a infekčních chorob zvýšená nemocnost a úmrtnost vlivem vln veder, záplav a období sucha posuny výskytu některých přenašešů chorob podstatná zátěž zdravotníckých služeb 0 1 2 3 4 Změna globální průměrné teploty vzhledem k letům 1980 1999 / C 5 C 8.ES, 8.4.1, 8.7, T8.2, T8.4 8.ES, 8.2.2, 8.2.3, 8.4.1, 8.4.2, 8.7, T8.3, F8.3 8.ES, 8.2.8, 8.7, B8.4 8.6.1 +Významné je zde chápáno jako více než 40 %. *Při růstu výše mořské hladiny 4,2 mm ročně od r. 2000 do 2080.
ekv. CO 2 / Gt.a -1 freony a SF 6 N 2 O ostatní 1) N 2 O zemědělství CH 4 ostatní 2) CH 4 odpady CH 4 zemědělství CH 4 energie CO 2 tlení a rašelina 3) CO 2 odlesňování 4) 5) CO 2 ostatní 6) CO 2 fosilní paliva 7) úhrn skl. plynů
Index 1970 = 1 3,0 2,8 2,6 2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 hrubý dom. produkt (v paritě kupní síly) primární energie emise CO 2 HDP na obyvatele (v paritě kupní síly) populace uhlíková náročnost (CO 2 /prim. energie) energet. náročnost (prim. energie/hdp) měrné emise (CO 2 /HDP pks )
: 35 30 t CO 2 ekvivalentu na obyvatele Annex I: Populace 19,7 % Non-Annex I: Populace 80,3 % 25 20 15 10 5 0 0 USA a Kanada: 19,4 % % 5,2 JANZ: 9,7 % I: EIT Annex II: Evropa Annex 11,4 % % 3,8 S tř. vých. ostatní non-annex I: 2,0 % Latin. Amerika: 10,3 % Non-Annex I Vých. Asie: 17,3 % Afrika: 7,8 % Jižní Asie: 13,1 % průměr Annex I: 16,1 t CO 2 ek./ob. průměr non-annex I: 4,2 t CO2 ekv./obyv. 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 Kumulativní populace / 1 milion
: kg CO 2 ekvivalentu / USD HDP pks (2000) 3,0 2,5 2,0 ostatní non-annex I: 2,0 % 1,5 1,0 0,5 0 % 7,8 Afrika: % 9,7. Annex I non-annex I podíl na globál. HDP 56,6 % 43,4 % skl. plyny/hdp kg CO2 ekv./usd 0,683 1,055 I: EIT Annex % 3,8 Stř. vých. Amerika: 10,3 % Lat Non-Annex I Vých. Asie: Jižní Asie: 17,3 % USA a Kanada: 19,4 % 13,1 % JANZ: Evropa Annex II: 5,2 % 11,4 % 0 10 000 20 000 30 000 40 000 50 000 60 000 Kumulativní HDP pks (2000) / 1 miliarda USD
180 160 140 120 100 80 60 40 20 ekv. CO 2 / Gt.a -1 freony N 2 O CH 4 CO 2 0 2000 A1FI A2 A1B A1T B1 B2 95 75 medián 25 5 A2 A1FI B2 A1B A1T B1 95 75 medián 25 5 SRES 2030 post SRES SRES 2100 post SRES
Gt ekvivalentu CO 35 2 Gt ekvivalentu CO 35 2 30 25 20 15 10 5 0 30 25 20 15 10 5 0 dolní okraj rozmezí horní okraj rozmezí dolní okraj rozmezí horní okraj rozmezí <0 <20 <50 <100 USD/t CO 2 ekv. <20 <50 <100 USD / t CO 2 ekv.
7 Gt CO 2 ekvivalentu / rok 6 5 4 3 2 1 0 <20 <50 <100 energetika <20 <50 <100 <20 <50 <100 <20 <50 <100 <20 <50 <100 <20 <50 <100 doprava budovy průmysl zemědělství lesnictví odpady <20 <50 <100 Non-OECD/EIT EIT OECD svět celkem USD / t CO 2 ekv.
Gt CO 2 za rok Kategorie I 90 350-400 ppm CO 2 75 445-490 ppm CO 2 ekv. n = 6 scénářů s maximem v letech 60 2000-2015 45 30 15 0-15 -30 2000 2020 2040 2060 2080 2100 90 75 60 45 30 15 0-15 TAR rozsah 450 ppm CO 2-30 2000 2020 2040 2060 2080 2100 90 75 60 45 30 15 Gt CO 2 za rok 440-480 ppm CO 2 535-590 ppm CO 2 ekv. n = 21 scénářů s maximem v letech 2010-2030 Gt CO 2 za rok Kategorie III Kategorie V TAR rozsah 650 ppm CO 2 0 570-660 ppm CO 2-15 710-855 ppm CO 2 ekv. n = 9 scénářů s maximem v letech 2050-2080 -30 2000 2020 2040 2060 2080 2100 Gt CO 2 za rok Kategorie II 90 400-440 ppm CO 2 75 490-535 ppm CO 2 ekv. n = 18 scénářů s maximem v letech 60 2000-2020 45 30 15 0-15 -30 2000 2020 2040 2060 2080 2100 Gt CO 2 za rok 90 75 60 45 30 15 0 480-570 ppm CO 2-15 590-710 ppm CO 2 ekv. n = 118 scénářů s maximem -30 v letech 2020-2060 2000 2020 2040 2060 2080 2100 Gt CO 90 2 za rok 75 60 45 30 15 Kategorie IV Kategorie VI TAR rozsah 550 ppm CO 2 TAR rozsah 750 ppm CO 2 0 660-790 ppm CO 2 855-1130 ppm CO 2 ekv. -15 n = 5 scénářů s maximem v letech 2060-2090 -30 2000 2020 2040 2060 2080 2100
10 Vzrůst rovnovážné globální střední teploty nad úroveň před nástupem průmyslu / 1 C 8 6 V VI 4 2 I II III IV 0 300 400 500 600 700 800 900 1000 koncentrace skleníkových plynů po stabilizaci (ekvivalent CO 2 / 1 ppm)
energetické úspory a nárůst účinnosti záměna fosilních paliv 2000-2030 2000-2100 snížení emisí pro cíl 650 ppm další snížení pro cíl 490-540 ppm obnovitelné jaderné záchyt a ukládání uhlíku přírůstek uhlíku v lesích Non-CO 2 IMAGE MESSAGE AIM IPAC N/A 0 20 40 60 80 100 120 Kumulativní snížení emisí / Gt ekvivalentu CO 2 0 120 500 1000 1500 2000 Kumulativní snížení emisí / Gt ekvivalentu. CO 2
Sluneční záření 235 Skleníkový jev: tepelný tok / W/m 2, 1 šipka = 40 Dlouhovlnné záření zpět do vesmíru 235 před r 1900, ale jen 232 nyní: více než 1% změna! 324 dřív, 327 nyní 168 Tok z povrchu Země (většinou pohlcen ovzduším) Dlouhovlnné záření z ovzduší fluxes
Zářivý přenos ovzduším kdysi, dnes a v budoucnu / 1 W.m 2 Slunce ments 240 18 C 240 r. 1900 325 236 r. 1999 více skleníkových plynů ve výšce 6,0 km 333 240 r. 2200? k novému ustálení 18 C ve výšce 6,2 km 345 175 500 15 C 504 15,5 C 520 18 C
Polsko tuny na obyvatele 5 4 3 2 1 Austrálie Kanada Saúdská Arábie a část neutr. zóny Kazachstán Československo (1991) Severní Korea Česká republika Nizozemí Británie Japonsko Ukrajina Jižní Korea Venezuela Itálie a San Marino Jižní Afrika Španělsko Francie Rumunsko Irán Mexiko Argentina Thajsko Turecko Indonésie Brazílie Indie zbytek dálného východu požáry v Kuvajtu (1991) (totéž, i s velkými zeměmi) Německo Rusko USA Čína (kontinentální) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 celkem / 10 tun
ents Tepelná propustnost různých zasklení / (1 W m měkké vrstvy (uvnitř argon)(krypton) tvrdé vrstvy 1,5 0,7 0,9 K) skla s čirými tenkými vrstvami 6 2,8 1,8 1,3 obyčejná skla, v dutinách vzduch