Bez względu na powód zmian jest cieplej

Transkrypt

1 C 350 C 20 C C ~ -150 C ~ -180 C ~ -250 C ~ -210 C Bez względu na powód zmian jest cieplej Jean Baptiste Joseph Fourier (ur. 21 marca 1768 w Auxerre - zm. 16 maja 1830 r. w Paryżu) francuski matematyk. Odkrywca analizy fourierowskiej, ale też efektu cieplarnianego Atmosfera ziemska odpowiada za średnio 43 K wyższą temperaturę na Ziemi niż na Księżycu, gdzie nie ma naszej atmosfery Temperatura planet 1

2 Efekt cieplarniany Gazy cieplarniane część energii odbijają, część zatrzymują, większość przechodzi. ~240 W m 2 dociera do Ziemi, ogrzewa ją a ostatecznie część z tej energii jest odpromieniowana. Znów, tę energię promieniowania długofalowego częściowo pochłaniają gazy cieplarniane From Climate Change 2001: The Scientifi c Basis. Intergovernmental Panel on Climate Change, Hannah, 2011 Dopływ energii słonecznej i bilans promieniowania Ziemi ~342 W/m 2 z promieniowania słonecznego dociera do Ziemi ~107 W/m 2 jest odbite w Kosmos (bezpośrednio) 235 W/m 2 jest wyemitowane z Ziemi w formie promieniowania długofalowego Working Group I Contribution to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. Hannah,

3 Gazy cieplarniane gazy wchodzące w skład atmosfery i odpowiadające za efekt cieplarniany. Para wodna (H 2 O) Metan (CH 4 ) Tlenek azotu (N 2 O) Dwutlenek węgla (CO 2 ) Freony (CFC - chloroflourowęglowodory) Svante August Arrhenius (* ) CO 2 wyemitowany do atmosfery wskutek działalności człowieka spowoduje ocieplenie IPCC

4 Stężenie CO 2 przed rewolucją przemysłową (1765r.): 280 ppm (0.028%) Zapis zmian zawartości CO2 w atmosferze, Mauna Loa, Hawaje Czerwona linia cykl roczny CO2, głównie wskutek aktywności fotosyntetycznej From Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Hannah, 2011 Law Dome, Wsch. Antaktyda Mauna Loa, Hawaje 4

5 Zmiany zawartości podstawowych gazów cieplarnianych (brak danych dla ozonu O 3 ) wg. Cowie 2007 CO 2 CH 4 CFC-11 CFC-12 N 2 O Koniec XVIII w. 280 ppm 0.7 ppm ppb ppm 1.75 ppm 252 ppt 480 ppt 315 ppb czas życia w atmosferze (lata) Czas życia w atmosferze: stosunek zawartości w atmosferze do szybkości zaniku; czas obecności w atmosferze Wzrost CO 2 spalanie paliw kopalnych, wylesianie, zmiany sposobu użytkowania ziemi Wzrost CH 4 zwiększanie powierzchni pól ryżowych (mokradła), rozwój przemysłu paliwowego, spalanie biomasy, hodowla zwierząt bydła (fermentacja jelitowa) Wzrost N 2 O aktywność rolnictwa, wykorzystanie nawozów sztucznych i w efekcie wzmożona aktywność mikroorganizmów CO 2 CH 4 CFC-11 CFC-12 N 2 O Koniec XVIII w. 280 ppm 0.7 ppm ppb ppm 1.75 ppm 252 ppt 480 ppt 315 ppb czas życia w atmosferze (lata) Globalny potencjał ocieplający (GWP, global warming potential) podstawowych gazów cieplarnianych czas życia w atmosferze GWP w ciągu (lata) 20 lat 100 lat 500 lat CO CH N 2 O

6 2010 by John Cook, Wymuszanie radiacyjne (również wymuszanie promieniowania) (ang. radiative forcing) zmiana bilansu promieniowania w atmosferze związana z zaburzeniem w systemie klimatycznym. Zaburzenie może być spowodowane zarówno przez czynniki naturalne jak i antropogeniczne. IPCC 2007 & Wikipedia 6

7 Wymuszenie radiacyjne netto a globalna anomalia temperatury 2010 by John Cook, 7

8 Co nas czeka wg modeli IPCC? Temperatura powierzchni Ziemi względem IPCC 2007 Temperatura powierzchni Ziemi w okresie względem lat Scenariusze, modele i niepewność oszacowania IPCC

9 Wykres zależności zmiany objętości wody od temperatury (zależność nieliniowa i niemonotoniczna) Wzrost poziomu morza (m) wskutek rozszerzalności termicznej H 2 O względem IPCC

10 Półkula północna Półkula południowa Fig.1 Location map of the 91 tide gauges (stars) used in the global sea level reconstruction. The background map shows the sea level trends over from DRAKKAR-based reconstruction of sea level (uniform trend of 1.8<ce:hsp sp="0.25"/> mm... M. Becker, B. Meyssignac, C. Letetrel, W. Llovel, A. Cazenave, T. Delcroix Sea level variations at tropical Pacific islands since 1950 Global and Planetary Change Volumes 80? Prognozowane zmiany powierzchni lodu morskiego względem (mln km 2 ) Styczeń-luty-marzec Lipiec-sierpień-wrzesień IPCC

11 Współczesne topnienie lodowców Grenlandii Czerwony kolor: obszary topnienia lodowców. Możliwy skutek zaburzenie bądź zanik cyrkulacji termohalinowej i w efekcie zmiany wiązania CO2 przez oceany. Hannah, 2011 Jest Może być Zanik cyrkulacji termohalinowej Broeckera. Cyrkulacja termohalinowa jest napędzana przez zstępowanie gęstej (zimnej i słonej) wody Topnienie lodowców = brak kontaktu wody z lodem + zwiększony napływ wody słodkiej do oceanów. W efekcie możliwy zanik cyrkulacji mieszającej wody powierzchniowe i głębinowe. Efekt dalszy zwiększenie zakwaszenia wód powierzchniowych (spadek ph) Hannah,

12 Zmiany fizykochemiczne w oceanach CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 IPCC 2007 Jeden ze skutków zmian klimatu: zwiększenie prawdopodobieństwa wystąpienia zjawisk ekstremalnych -5.5 C C C +5.5 C IPCC,

13 Anomalie temperaturowe nie ma reguł zimniej Lipiec 2009 Lipiec 2010 goręcej Styczeń 2010 Styczeń 2011 National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Zmiany zjawisk ekstremalnych względem Jednostka odchylenie standardowe ze względu na normalizację modeli wzgl. odch. standardowego IPCC

14 Lipiec 2012, USA Lipiec 2012, USA 14

15 26-30 lipca 2006 Wikipedia Peru pelikanów; bezpośrednia przyczyna: brak pokarmu 15

16 Fale gorąca zabijają bardziej efektywnie niż inne katastrofy naturalne 16