1 / 34

Podnebne spremembe v bližnji preteklosti, sedanjosti in prihodnosti

Astronomsko društvo Vega. Podnebne spremembe v bližnji preteklosti, sedanjosti in prihodnosti. predstavitev za skupino Repatice in kometi Gregor Vertačnik Ljubljana, februar 2008. Kazalo. Glavna lastnost toplogrednih plinov Ravnovesna temperatura Zemljinega površja

moshe
Télécharger la présentation

Podnebne spremembe v bližnji preteklosti, sedanjosti in prihodnosti

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Astronomsko društvo Vega Podnebne spremembe v bližnji preteklosti, sedanjosti in prihodnosti predstavitev za skupino Repatice in kometi Gregor Vertačnik Ljubljana, februar 2008

  2. Kazalo • Glavna lastnost toplogrednih plinov • Ravnovesna temperatura Zemljinega površja • Podnebna sprememba od sredine 19. stoletja do danes • Spremembe v kriosferi • Spremembe v oceanih in morjih • Vzroki za spremembe • Podnebne projekcije za 21. stoletje

  3. Glavna lastnost toplogrednih plinov • plini, ki znatno absorbirajo del dolgovalovnega (zemeljskega) infrardečega sevanja • najpomembnejši: • vodna para • ozon (UV del sevanja) • ogljikov dioksid • metan • didušikov oksid • fotoni z ustrezno energijo povzročijo vibriranje atomov v molekuli (prehod v višje energijsko stanje) ter povečanje notranje energije in s tem temperature Prepustnost ozračja in absorbtivnost nekaterih njegovih sestavin. Vir: http://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_gas

  4. Ravnovesna temperatura Zemljinega površja • ozračje s toplogrednimi plini vzdržuje za ~30 °C povprečno višjo temperaturo kot bi jo imela Zemlja brez toplogrednih plinov • današnje ozračje je bolj kot ne neprepustno za dolgovalovno sevanje tal • temperaturi ozračja in tal sta močna povezani • povečevanje koncentracije toplogrednih plinov ima dva glavna učinka: • manjša prepustnost ozračja (bistveno pri nizki koncentraciji) • izvor glavnine dolgovalovnega sevanja ozračja je vse višje Shema energijske bilance Zemlje (tokovi) in vpliv toplogrednih plinov. Vir: http://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_effect

  5. Podnebna sprememba od sredine 19. stoletja do danes • opazno naraščanje koncentracije in izpustov toplogrednih plinov • hitro segrevanje v obdobju ~1920-1940 in po letu ~1980, ohladitev sredi 20. stoletja • v 20. stoletju se je povprečna svetovna temperatura zraka pri tleh dvignila za okoli 0,7 °C • glavni vzrok podnebne spremembe skoraj gotovo človeški izpusti toplogrednih plinov (vulkanski izbruhi in Sončeva dejavnost imata precej manjši vpliv) • severna polobla se segreva dvakrat tako hitro kot južna (večji delež kopnega na severu) • po letu 1980 se površje in spodnja troposfera segrevata izjemno hitro, verjetno najhitreje v zadnjih tisočletjih • spodnja stratosfera se je po letu 1980 znatno ohladila

  6. Človekovi izpusti ogljikovega dioksida (ogljika) glede na izvor. Vir: http://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_gas Prispevek različnih dejavnikov k podnebni spremembi v zadnjih 100 letih. Vir: http://en.wikipedia.org/wiki/Climate_change

  7. Povprečna svetovna temperatura po letu 1880 in temperaturni odklon v letu 2007 glede na obdobje 1951-1980 (NASA GISTEMP). Vir: http://data.giss.nasa.gov/gistemp/2007/ Povprečna svetovna temperatura po letu 1860 (HadCRUTv3). Vir: http://www.cru.uea.ac.uk/cru/info/warming/ Naraščanje koncentracije CO2 na Havajih v zadnjih 50 letih. Vir: http://en.wikipedia.org/wiki/Global_warming

  8. leto 2007 je bilo med najtoplejšimi po letu 1860, rekord sta verjetno preprečila močna La Ninja ob koncu leta in minimum Sončeve dejavnosti • leto 2008 prav tako verjetno ne bo rekordno zaradi La Ninje in Sončevega minimuma • naslednji El Ninjo bo verjetno v letu 2009 ali 2010 in takrat bo prišlo do novega skoka v povprečni svetovni temperaturi • količina padavin se je v obdobju 1900-2005 spremenila: • več padavin na vzhodu S in J Amerike, S Evrope, S in osrednje Azije • manj padavin v Sahelu, Sredozemlju, J Afriki in delih J Azije • sprememba v padavinah časovno in prostorsko bolj raznolika kot temperaturna sprememba, a konsistenta s spremembo v splošni cirkulaciji • verjetno se je v splošnem povečala pogostost obilnih padavinskih dogodkov

  9. Temperaturni odklon površine morij in oceanov sredi januarja 2008, v fazi močne La Ninje. Vir: http://www.osdpd.noaa.gov/PSB/EPS/SST/climo.html Temperaturni odklon površine morij in oceanov sredi januarja 1998, v fazi močnega El Ninja. Vir: http://www.osdpd.noaa.gov/PSB/EPS/SST/climo_archive/climo_1998.html

  10. pogostost suš se je po 70. letih 20. stol. povečala, še posebej v tropskem in subtropskem pasu • po letu 1970 se je povečala vsebnost vodne pare nad oceani v povprečju za okoli 4 %  dodatno segrevanje • opazne spremembe v splošnem kroženju ozračja (ENSO, AMO; perioda nekaj desetletij) • zahodni zračni tok na srednjih širinah se je v obdobju od 60. od 90. let 20. stoletja okrepil, glavna vetrovna stržena sta se pomaknila proti poloma • od 70. let 20. stol. se je povečala pogostost močnih tropskih ciklonov

  11. Spremembe v kriosferi • zmanjševanje zasneženih površin, še posebej spomladi in poleti in na severni polobli (posledica višjih temperatur) • zmanjševanje obsega arktičnega morskega ledu, še posebej poleti (~7 % na desetletje), obseg antarktičnega morskega ledu ne kaže sprememb • tanjšanje arktičnega morskega ledu, v povprečju skoraj 1 m v obdobju 1987-1997 • masa grenlandskega ledenega pokrova se zmanjšuje vse hitreje (~240 km3 v letu 2006), za antarktični pokrov pa ni dovolj točnih podatkov • postopno odtaljevanje permafrosta na Aljaski, na ruski Arktiki in na tibetanski planoti (nekaj cm letno) • največji sezonski obseg zamrznjenih tal na severni polobli se je zmanjšal za okoli 7 % v obdobju 1901-2002

  12. Odklon v površini morskega arktičnega ledu. Vir: http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/ Odklon v površini morskega antarktičnega ledu. Vir: http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/ Obseg morskega arktičnega ledu v letih 2007 ter primerjava z letom 2005 in dolgoletnim povprečjem. Vir: NSIDC, http://nsidc.org/news/press/2007_seaiceminimum/20070810_index.html Obseg morskega arktičnega ledu po letnih časih od leta 1900 dalje. http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/

  13. zmrzovanje/taljenje rek in jezer je v splošnem vse kasneje/prej • izguba ledu v ledenikih in večjih območjih stalnega ledu (brez Antarktike in Grenlandije) je povzročila dvig oceanov in morij za okoli ~0,8 mm v obdobju 1991-2004 • postopno odtaljevanje permafrosta na Aljaski, na ruski Arktiki in na tibetanski planoti (nekaj cm letno) • največji sezonski obseg zamrznjenih tal na severni polobli se je zmanjšal za okoli 7 % v obdobju 1901-2002 • številni alpski ledeniki se hitro krčijo – triglavski Zeleni sneg in ledenik pod Skuto sta tik pred koncem

  14. Maksimalna sezonska višina snega na Kredarici – občuten padajoč trend po homogenizaciji meritev. Vir podatkov: ARSO

  15. Obseg Triglavskega ledenika leta 1957. Vir: http://www.zrc-sazu.si/giam/triglavski_ledenik.htm Obseg Triglavskega ledenika v letih 1952, 1995 in 1999 z vrisanimi merilnimi točkami (iz knjige Visokogorska jezera v vzhodnem delu Julijskih Alp, 2002). Obseg Triglavskega ledenika po rekordno vročem poletju 2003. Vir: http://www.zrc-sazu.si/giam/triglavski_ledenik.htm

  16. Spremembe v morju in oceanih • v obdobju 1961-2003 se je zgornjih 700 m v povprečju segrelo za 0,10 °C • slanost morij v subpolarnih širinah se je v povprečju zmanjšala, povečala pa se je slanost plitvih tropskih in subtropskih morij • masa anorganskega ogljika v oceanih se je povečala za več kot 100 Gt od začetka industrijske dobe (1750), oceani so sprejeli okoli 40 % izpustov CO2 v tem obdobju • pH oceanov se je v povprečju znižal za 0,1 od leta 1750 • povprečni dvig oceanov je v 20. stoletju znašal okoli 1,7 mm/leto, obdobju 1993-2003 pa okoli 3,1 mm/leto; dvig je časovno in prostorsko močno spremenljiv • glavna vzroka za dvig oceanov sta taljenje ledu in raztezanje vode

  17. Dvig povprečne gladine morij in oceanov, izmerjen v okviru projekta TOPEX/Poseidon. Avtorske pravice: Univerza v Koloradu, vir: http://www.nasa.gov/centers/jpl/news/ gracef-20060602.html Povprečni dvig gladine morij in oceanov po letu 1880 (levo) in od zadnje ledene dobe (desno). Vir: http://en.wikipedia.org/wiki/Sea_level_rise

  18. Vzroki za spremembe • velika verjetnost je, da je človek s svojo dejavnostjo glavni krivec za podnebne spremembe v zadnjih desetletjih • sprememba v koncentraciji toplogrednih plinov in aerosolov v ozračju: • posledica industrijske dobe (po letu 1750) • izvor umetnih izpustov CO2 večinoma fosilna goriva, manj zmanjševanje biomase (umetni izvor je dokazan z izotopsko analizo) • v času industrijske dobe se je močno povečala tudi koncentracija metana in N2O • sprememba rabe tal • Sončeva dejavnost

  19. Kjotski protokol • Protokol za omejitev izpustov šestih toplogrednih plinov (ki so vzrok za podnebno spremembo) • Podpisan 11. septembra 1997, v veljavo stopil 16. februarja 2005 z rusko ratifikacijo • Do novembra 2007 je protokol ratificiralo 174 držav, ki prispevajo več kot 60 % izpustov toplogrednih plinov • Nekatere države in EU so se zavezale k zmanjšanju izpustov (podpisnice 1. aneksa), 137 držav v razvoju pa razen spremljanja in poročanja o izpustih nima drugih obveznosti • ZDA je protokol l. 1998 podpisala (Al Gore), a ga ni ratificirala • EU se je obvezal, da bo do leta 2012 zmanjšal izpuste vsaj za 8 % glede na leto 1990, a različno po posameznih državah (manj razvite lahko celo povečajo izpuste) • Protokol velja do leta 2012

  20. Letni izpust ogljikovega dioksida na prebivalca in na leto po državah (stanje v letu 2004). Največji izpust je bil v Katarju (69 t/preb./leto), Luksemburg je imel 25 t/preb./leto, ZDA 20 t/preb./leto, Avstrija 8,5 t/preb./leto, Slovenija 8,1 t/preb./leto , Italija 7,7 t/preb./leto, Madžarska 5,7 t/preb./leto, Hrvaška 5,2 t/preb./leto, Čad 0,01 t/preb./leto. Vir: http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_carbon_dioxide_emissions_per_capita

  21. Zemljevid držav, ki so podpisale (rumeno) in ratificirale protokol (zeleno), držav, se še niso izrekle (sivo) in držav, ki ne nameravajo podpisati protokola (rdeče). Vir: http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Kyoto_Protocol_signatories

  22. Podnebni scenariji za 21. stoletje • predvidevanja podnebnih modelov glede na verjetne scenarije vhodnih spremenljivk (predvsem koncentracije toplogrednih plinov) • štiri glavne skupine IPCC-scenarijev prihodnosti človeške družbe (A1, A2, B1, B2), v poročilu IPCC AR4 pa jih je šest (A1B, A1FI, A1T, A2, B1, B2)

  23. A1 – hiter in uspešen gospodarski razvoj, kjer se razlike med bogatimi in revnimi zmanjšujejo: • velika predanost tržnim rešitvam • veliki prihranki in predanost zasebnemu izobraževanju • velika stopnja vlaganj in odkritij v izobraževanju, tehnologiji in ustanovah na narodni in mednarodni stopnji • mednarodni pretok ljudi, idej in tehnologij • A1FI – poudarek na uporabi fosilnih goriv • A1B – “ravnotežje” med vsemi gorivi • A1T – poudarek na uporabi nefosilnih goriv • A2 – manjši pretok blaga in denarja in počasnejši tehnološki razvoj kot pri scenariju A1: • razlike med zdaj razvitimi državami in državami v razvoju ostanejo podobne • zanašanje na lastne vire, regionalno orientiran ekonomski razvoj

  24. B1 – velika stopnja ekološke in socialne zavesti s trajnostnim razvojem po celem svetu: • zavedanje strašnih posledic prekomernega sekanja gozda, izčrpavanja prsti, pretiranega ribolova in onesnaženja • povečan posluh vlade, podjetij, medijev in javnosti za okoljske in socialne vidike razvoja • pomembna vloga tehnoloških sprememb • B2 – več poudarka na okolju in sociali kot pri scenariju A2: • okoljsko zavedni državljani, poudarek na lokalnem združevanju in skupnostih • manjša moč mednarodnih ustanov, večja moč odločanja na lokalni in regionalni ravni • pomembni blaginja, enakost in zaščita okolja • počasnejši in manj enakomeren tehnološki razvoj kot pri A1 in B1

  25. Svetovno prebivalstvo po različnih scenarijih. Vir: http://www.grida.no/climate/ipcc/emission/099.htm

  26. Koncentracija toplogrednih plinov (v ekvivalentu ogljikovega dioksida) pri različnih scenarijih. Vir: www.knmi.nl/onderzk/CKO/Challenge/scenario.html

  27. Podnebne projekcije za 21. stoletje • dvig temperature v 21. stoletju, v glavnem kot posledica višje koncentracije toplogrednih plinov, v prvih desetletjih ni bistvene razlike med scenariji • najverjetneje bo dvig povprečne svetovne temperature v 21. stoletju 2-4 °C • kopno (še posebej visoko na severu) se bo v povprečju ogrelo dvakrat bolj kot cel svet, najmanj se bodo ogreli oceani na južni polobli in severni Atlantik • oceani in morja se bodo postopno ogrevali v globino • ravnovesna povprečna svetovna temperatura se verjetno zviša za 2-4,5 °C pri podvojitvi koncentracije CO2 • močnejši, daljši in pogostejši vročinski valovi • večinoma manjši dnevni temperaturni hod • večja količina padavin na tropskih območjih z obilnimi padavinami in na visokih širinah; v splošnem manj padavin v subtropskih predelih • večja intenziteta padavin • pogostejše suše v notranjosti celin

  28. zmanjševanje količine snega in ledu zaradi prevladujočega vpliva poletnega taljenja nad zimskimi padavinami, zmanjševanje obsega morskega ledu na Antarktiki in še posebej na Arktiki • globlje sezonsko taljenje permafrosta • zmanjšala se bo sposobnost kopnega in oceanov za vsrkavanje ogljikovega dioksida -> pozitivna povratna zanka! • dvig morske gladine do konca stoletja bo verjetno okoli pol metra (70-75 % dviga bo povzročilo temperaturno raztezanje oceanov, Arktika in Antarktika sta veliki neznanki) • večji dvig povprečne površinske temperature Tihega oceana na vzhodu in osrednjem delu kot na zahodu (bližje El Ninju) • dvig povprečnega zračnega pritiska pri tleh v subtropskih in zmernih geografskih širinah, padec v visokih širinah -> pomik poti ciklonov za nekaj stopinj proti severu, manj viharjev v zmernih geografskih širinah • porast števila močnih tropskih ciklonov in intenzitete padavin v teh ciklonih • verjetna znatna oslabitev atlantske oceanske cirkulacije, verjetnost za popolno ustavitev je zelo majhna

  29. Neskladnost napovedi (IPCC TAR) in meritev povprečnega dviga morske gladine. Vir: http://www.realclimate.org/index.php/archives/2007/03/the-ipcc-sea-level-numbers/

  30. Napovedi temperaturnih sprememb po različnih scenarijih. Vir: http://www.ipcc.ch/SPM2feb07.pdf

  31. napovedi za Evropo: • največja otoplitev na severu pozimi in v Sredozemlju poleti • v osrednjem in južnem delu poleti večji dvig maksimalnih temperatur kot dvig povprečne temperature • zelo verjetno povečanje višine padavin na v večjem delu severne Evrope in zmanjšanje v večjem delu Sredozemlja • večje ekstremne dnevne višine padavin v severni Evropi • verjetno večja možnost suše v osrednji Evropi in Sredozemlju • zelo verjetno skrajšanje trajanja snežne odeje in verjetno zmanjšanje debeline snežne odeje v večjem delu Evrope • dve veliki grožnji Evropi, ki sta povezani s podnebno spremembo: • stalitev grenlandskega ledenega pokroa  dvig morja za 7 m, stalitev zahodnega antarktičnega pokrova  dvig morja za 6-15 m • prekinitev termohaline atlantske cirkulacije  hitra ohladitev

  32. Izračunana sprememba v povprečni letni temperaturi (levo) in letni višini padavin (desno) v obdobju 2071-2100 glede na obdobje 1961-1990 v Evropi po scenariju A2. Vir: http://peseta.jrc.es/docs/ClimateModel.html

  33. Predvidna temperaturna sprememba v 30 letih po zastoju termohaline cirkulacije. Vir: Michael Vellinga, Hadley Centre, http://www.cru.uea.ac.uk/cru/info/thc/

  34. Viri in literatura • http://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_gas • http://en.wikipedia.org/wiki/Greenhouse_effect • http://www.gsfc.nasa.gov/gsfc/service/gallery/fact_sheets/earthsci/green.htm • http://en.wikipedia.org/wiki/Global_warming • http://en.wikipedia.org/wiki/Climate_change • http://en.wikipedia.org/wiki/Climate • http://en.wikipedia.org/wiki/Greenland_ice_sheet • http://en.wikipedia.org/wiki/Kyoto_Protocol • http://www.grida.no/climate/ipcc/emission/ • http://en.wikipedia.org/wiki/Special_Report_on_Emissions_Scenarios • http://peseta.jrc.es/docs/ClimateModel.html • http://en.wikipedia.org/wiki/Ice_age • http://en.wikipedia.org/wiki/Global_warming • http://www.ipcc.ch/ • http://www.realclimate.org/ • http://www.ncdc.noaa.gov/oa/climate/research/monitoring.html • http://www.giss.nasa.gov/ • http://www.cru.uea.ac.uk/ • http://www.metoffice.gov.uk/research/hadleycentre/ • http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/ • http://edgcm.columbia.edu/ • Willson, R.C., in A.V. Mordvinov, 2003: Secular total solar irradiance trend during solar cycles 21-23. Geophys. Res. Lett., 30, št. 5, 1199, doi:10.1029/2002GL016038. • http://data.giss.nasa.gov/gistemp/2007/ • http://www.osdpd.noaa.gov/PSB/EPS/SST/climo.html • http://nsidc.org/news/press/2007_seaiceminimum/20070810_index.html • http://en.wikipedia.org/wiki/Sea_level_rise • http://www.nasa.gov/vision/earth/lookingatearth/abrupt_change.html

More Related