GLOBÁLNÍ PROBLÉMY: PŘÍRODA

GLOBÁLNÍ PROBLÉMY: PŘÍRODA Alena Ševců Centrum pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace, TUL alena.sevcu@tul.cz, tel. 485 353 786

Skleníkový efekt Důležité skleníkové plyny: CO 2, metan, NOx, ozon, vodní pára Bez skleníkového efektu by na Zemi byla průměrná teplota o 33 C nižší

Oxid uhličitý Koncentrace CO 2 v historii Země se velmi měnila (určeno různými metodami)

Biologická spotřeba CO 2 (video)

Globální emise CO 2 z fosilních paliv a cementáren 1990-2009 Emise CO 2 globálně nerostly v roce 2009 (krize v 2008) Zdroj: Netherlands Environmental Assessment Agency 2010

Vývoj teploty na Zemi (4 zdroje dat) Super El Niňo Výbuch Pinatubo La Niňa Výbuch Agung na Bali Výbuch Krakatoa 2010: Super La Niňa a sluneční minimum mělo dojít k ochlazení, ale tento rok byly rekordně vysoké teploty

Teplotu na Zemi ovlivňuje jižní oscilace ENSO Neobvykle vysoké T v rovníkovém Pacifiku Srážky v USA a Peru, sucho v západním Pacifiku Primární produkce u JA je nízká --- špatný rybolov Neobvykle nízké T v rovníkovém Pacifiku Teplá voda je větry tlačena na západ, hladina oceánu je o cca 0,5 m výš a 8 C teplejší než na východě U JA dochází k upwellingu studené vody s živinami --- bohatý rybolov

Průměrné pětileté teplotní anomálie od 1880 do 2010 Baseline z průměru let 1951-1980 (video) Zdroj: NASA

Průměrná plocha ledu Arktického moře 1979-2010 17 Mil. km 2 16 15 14 1978 1990 2005 2010 Pokud úplně roztají ledovce v Grónsku a na Antarktidě, může hladina stoupnout o 5-7 m.

Hladina oceánů globálně roste Data z 23 míst, černá čára jsou tříleté průměry. Zdroj - Permanent Service for Mean Sea Level Satelit Topex/Poseidon a potom Jason. Globální průměr hladiny moří. Zdroj University of Colorado Pokud úplně roztají ledovce v Grónsku a na Antarktidě, může hladina stoupnout o 5-7 m. IPCC ale nedokáže odhadnout kdy a o kolik se hladina bude ještě zvedat

ARGO Sonda 2 m, v oceánech jich plave 3000 v hloubce kolem 1 km, 1x za deset dní se potopí do hloubky 2 km a při cestě na hladinu měří teplotu a salinitu, data se přenáší přes satelit, mezinárodní projekt Pohyb sondy:

ARGO Teplota, 250 m Salinita, 250 m Roemmich and Gilson 2009 5-leté průměry měření Argo ukazují změnu teploty a salinity od WOA01 (World Ocean Atlas series), pokud se vzaly průměry 2-2000 m, teplota byla o 0,036 C vyšší než průměr WOA. Ukazuje se, že v oceánu se teplejší voda objevuje ve větších hloubkách než jsou dřívější pozorování z WOA, voda je slanější směrem k hladině a sladší ve středních hloubkách

Klimatické změny - vývoj na Aljašce Nárůst oxidu uhličitého po poslední době ledové následovalo až za oteplením Nárůst oxidu uhličitého není příčina, ale následek oteplení (Scott, univ. Southern Carolina) Milankovičovy cykly (cyklus dob ledových)

Odskok 1 stalo se před 65 miliony lety Pád velkého meteoritu u Yucatánu (190 km kráter, 10 km průměr) - Obrovské vlny, až 900 m vysoké - Obrovské množství prachu zatemnilo slunce Důsledky ochlazení, vymření 2/3 druhů organizmů vč dinosaurů Pro lidstvo ovšem šťastná událost, začali se vyvíjet savci

Historický vývoj využívání půdy člověkem DeFries et al 2004

Bouře a hurikány Stupnice rozděluje hurikány do pěti různých kategorií, založených na síle větru, atmosférickém tlaku a prudkosti bouře. Historické příklady hurikánů kategorie 5 zahrnují Labor Day Hurricane z 1935, Mexico Hurricane z 1959, Hurricane Camille 1969, Hurricane Gilbert v 1988, Hurricane Andrew 1992, Hurricane Dean a Hurricane Felix 2007

Bouře a hurikány Katrina, srpen 2005 Rychlost větru dosahovala na moři až 280 km/h, na pevnině kolem 250 km/h. U New Orleansu se protrhly ochranné hráze a město zcela zaplavila voda z oceánu a blízkého jezera, někde až 7,6 m vody. Počet obětí 1 840. Jde zatím o největší katastrofu způsobenou hurikánem Ekonomická ztráta byla vyčíslena na 90 miliard dolarů Body ukazují 6h intervaly, červeně je největší rychlost

Půda Půda je stanovištěm a zdrojem života druhů, které představují čtvrtinu celosvětové biologické rozmanitosti. Plocha půdy o rozloze 1 m 2 obsahuje až 10 000 různých organismů. Její dobrý stav je pro zachování biologické rozmanitosti klíčový.

Vliv zemědělství Voda CO 2 Eroze Hnojení, kontaminace Organická hmota Půdní organizmy Biodiverzita

Dnešní plochy využívané pro zemědělství pole pastviny Foley 2005

Lidská spotřeba primární produkce na Zemi, rok 2000 Human appropriation on net primary production (HANPP) Haberl et al. 2007

Množství vláhy v půdě v létě Simulace pomocí modelu ECHAM5 1961-1990 Prognóza 2070-2080 Calanca et al., 2006

Odhad nadbytku dusíku v Evropě, 2005 - Rozdíl mezi aplikací hnojiv, atmosférickou depozicí, fixací a příjmem plodinami - Nadbytek N zvyšuje mineralizaci organického uhlíku (snižuje se dostupné množství C) - = degradace půdy

Změny v koncentraci organického uhlíku v Anglii 1978-1983 1994-2003 Bellamy et al. 2005

Lesy a pralesy Světová plocha lesů 4 mld ha, z čehož je 36 % pralesů. 283 Gt uhlíku ve své biomase, v lesních ekosystémech celkem 638 Gt, což je víc než v celé atmosféře. 1,6 miliardy lidí je na lesech přímo či nepřímo závislých (jídlo, topivo, léky, oblečení, ) Přibližně 8000 druhů stromů je ohroženo vyhynutím (9 %). Těžba 13 milionů ha/rok, čistá ztráta (mezi 2000-5) 7,3 mil. ha /rok.

Pralesy Zhruba 60 % druhů vyšších rostlin roste v deštném pralese Amazonie 1300 druhů rostlin je využíváno v léčitelství (i v Evropě) Těžbou pralesa se ztrácí 100 druhů denně (odhadem) Těžba pralesa v Bolívii (zdroj NASA) Těžba pralesa v Brazílii 1975 1992 2000

Pralesy 1992 Brazílie, Mato Grosso V brazilské Amazonii se kácí rychlostí 20 000 km 2 /rok 2006 (zdroj NASA)

Certifikované farmy dostávají finance za výsadbu nových stromů díky světovému obchodu s emisemi CO 2 Pralesy projekt coffee carbon Ve snaze zvýšit produkci kávy se spousta farmářů odchýlila od tradičního pěstování ve stínu stromů masivní kácení pralesa hnojiva, pesticidy a herbicidy Pilotní projekt v Mexiku a Nikaragui, inicializovala Rainforest Alliance Cíl: zastavit kácení pralesa, zmenšit emise CO 2 Návrat tradičního hospodaření výhody: vlhké mikroklima, omez. eroze

Eroze (zdroj NASA) Korejský poloostrov, vlevo březen 2002, vpravo duben 2002 - Díky bouřím bylo obrovské množství prachu přeneseno z pouštních oblastí Číny a Mongolska, tento prach byl detekován až na druhé straně Pacifiku v Coloradu.

Ztráta půdy suchem a zasolováním Aralské jezero 2000 2004 2009 (zdroj NASA) Důsledek obřího projektu na zavlažování plantáží bavlny, během posledních 30 let bylo 90 % přítoků odkloněno. Na vyschlých místech je slaná poušť, v jezeře vyhynuly ryby, 60 000 rybářů přišlo o práci. Více Vesmír 2011/2 a 3.

Záplavy Důsledek tsunami (zemětřesení), přívalového deště, tání, dlouhodobého sucha, špatného hospodaření v krajině, klimatické změny Nejhorší záplavy v historii lidstva v Číně 1931 - Mezi 1928 a 1930 dlouhodobá sucha v centrální oblasti - 1930 velké sněhové bouře, potom tání a dešťové bouře - Největší deště v létě 1931 7 cyklón - Zemřelo přímo nebo na následky 1,35-3,7 milionů lidí Tři soutěsky

Ozonová díra Ozónová vrstva leží ve spodní části stratosféry a zachycuje UV paprsky ze Slunce Freony vedly k výraznému snížení koncentrace ozonu 1996 Montrealský protokol, zastavena výroba freonů v 191 zemích Zdroj: NASA Úbytek ozonu se zastavuje a očekává se jeho návrat do původních koncentrací v druhé pol. 21. stol. Antarktida se otepluje nebo ochlazuje? Studie dlouhodobých dat ukázala, že se Antarktida mírně otepluje (ovlivňují ji větry z Pacifiku), ale obnovení ozonové vrstvy může vést k zmírnění těchto větrů a mírnému ochlazení. (D. Schindell, LM Polvani a Son z Columbia Univ., E Steig Washington univ.) Červeně jsou místa oteplování 1957-2007, NASA, univ. Washington

Invazní druhy Narušují přírodní ekosystémy, destabilizují potravní řetězce a snižují užitkovou hodnotu společenstev. V Evropě např. berneška velká, slávička mnohotvárná, siven americký, šťavel kozí noha nebo nutrie říční. Do USA 1988 v balastní sladké vodě lodí z Černého nebo Kaspického moře. Dokáže kompetičně vytěsnit ostatní mlže, změní cykly živin a potravní sítě, umí růst v potrubí, které ničí.

Invazní druhy Mechanismy považované za hlavní příčiny invazí nepůvodních rostlin, vysoká hladina zdrojů a únik před nepřáteli, působí v součinnosti Zvýšené množství zdrojů jim umožňuje vytlačit ze společenstev pomalu rostoucí rostliny, ale také rychle rostoucí původní druhy, protože ty jsou ve svém přirozeném prostředí regulovány působením svých přirozených nepřátel. Tokozelka nadmutá původně měla pomoci v čištění vody, ale šíří se nekontrolovatelně, na její odstraňování 3,4 mil eur

Ochrana přírody Chráněné oblasti dnes zaujímají 13,9 % světové souše a 5,9 % teritoriálních vod moří V ČR je to 13,8 % CHKO, 1,51 % NP a 1,13 % maloplošná zvláště chráněná území = 16,44 % ale je zde velká fragmentace krajiny, málo stabilních vzácných biotopů, jen asi 17 % rozlohy ČR je tvořeno přírodními nebo přírodě blízkými stanovišti

Ochrana přírody co od ní chceme? A) Zdravý život v čistém prostředí B) Návrat do divočiny.moucha tse-tse je nutné zlo.moucha tse-tse je škůdce C) Návrat divočiny.moucha tse-tse je pomocník Podle V. Novotného