Temat: Emisja CO2 i modele zmian klimatycznych
Cykl węglowy
Oszacowano, że około ¾ całkowitej ilości węgla występującego w zewnętrznych obszarach Ziemi zmagazynowane jest w złożach nieorganicznych, a ¼ zawarta jest w związkach organicznych. Na rysunku widać, że ilość dwutlenku węgla emitowanego do atmosfery przez człowieka jest znacznie mniejsza, niż jego ilość emitowana przez rośliny czy oceany. Należy jednak pamiętać, że przyroda radzi sobie z CO2 wyemitowanym przez siebie pochłaniając go z powrotem, nawet z małą nadwyżką, natomiast znaczna część CO2 wyprodukowanego przez człowieka pozostaje w atmosferze. Gdyby oceany nie absorbowały CO2 emitowanego przez człowieka, to wzrost jego ilości w atmosferze byłby 2 razy szybszy. Naukowcy obawiają się jednak, że wraz ze stopniowym podwyższaniem temp. oceanów i zwiększaniem ilości rozpuszczonego w wodzie CO2 absorbcja będzie coraz mniejsza a także, że roztapiające się lodowce uwolnią pokłady CO2 i metanu.
Źródła emisji CO2
Energetyka - 30% emisji (+8% wydobycie)
Rozwój gospodarczy państw i konsumpcyjny styl życia mieszkańców zwiększa zapotrzebowanie na energię, co prowadzi do większego zużycia paliw kopalnych.
Przemysł - 20%
Bogate społeczeństwo przyzwyczaiło się do tanich, łatwo dostępnych dóbr. Fabryki szukają miejsc, gdzie mogą wytwarzać swoje produkty po najniższych kosztach nie wydając pieniędzy na dbałość o zdrowie pracownika czy ochronę środowiska.
Transport - 20%
Aktualnie po drogach świata jeździ 1 miliard samochodów a do 2050 roku liczba aut
podwoi się do 2 miliardów. Jeśli przejedziemy przeciętnym samochodem 30 km to
sporych rozmiarów drzewo będzie usuwać wyemitowany dwutlenek węgla przez cały
rok. Lot samolotem 5000 km w dwie strony na wakacje to ponad 1 tona CO2. na
każdego pasażera.
Budowa i eksploatacja budynków mieszkalnych, biurowych i handlowych - 10%
Wylesianie i spalanie biomasy - 10%
Co 3 lata na świecie znikają lasy tropikalne o powierzchni Polski.
Udział emisji CO2 w 2002 roku
Najwięcej gazów cieplarnianych emitują Stany Zjednoczone, ale będące na drugim miejscu Chiny szybko zwiększają emisję. Większość - 60% emisji powstaje w krajach uprzemysłowionych, na kraje rozwijające się przypada 40% emisji.
Na Ziemi jest 6,6 miliarda ludzi, przy globalnej emisji 28 miliardów ton CO2, na jednego człowieka przypada średnio emisja 4,3 tony CO2 rocznie. Dla porównania, średniej wielkości drzewo absorbuje rocznie około 4-5 kg CO2.
Potrzeba aż 1000 drzew, aby uporać się z emisją generowaną przez 1 osobę.
Efekt cieplarniany
gazy cieplarniane:
CO2 49%
CH4 18%
CFC-11 oraz CFC-12 14%
N2O 6%
inne 13%
Około 28% promieniowania docierającego do naszej planety jest natychmiast odbijana od atmosfery, pozostała część nagrzewa powierzchnię Ziemi.
Ziemia absorbuje energię światła widzialnego, po czym wypromieniowuje pochłoniętą energię pod postacią promieni podczerwonych, czyli energii cieplnej.
Promieniowanie podczerwone nie może jednak wydostać się ze szklarni tak łatwo jak promieniowanie świetlne, ponieważ zatrzymywane jest przez szkło. Szkło pochłania promieniowanie podczerwone i nagrzewa się.
Pod gorącym szkłem nagrzewa się powietrze i ziemia.
Gdyby nie efekt cieplarniany na Ziemi panowałaby temp. równa -18˚C.
Modele zmian klimatycznych
Modele klimatu opierają się na podstawowych prawach fizyki, z uwzględnieniem mechanizmów chemicznych i biologicznych. Widać, że ilość zjawisk, które trzeba uwzględnić jest bardzo duża.
promieniowanie i konwekcja (pionowy przepływ energii i gazów) w atmosferze
zachowanie atmosfery, w tym formowanie chmur
wymiana gazów atmosferycznych z oceanami i glebą
reakcje chemiczne
zmiany w biosferze, z uwzględnieniem wpływu zmian środowiska na ich zachowani
Skutki ocieplenia:
Wegetacja
Przemieszczenia obszarów rolnych
Wyginięcie niektórych odmian roślin
Upustynnienie niektórych obszarów
Brak odpowiedniej żywności
Wzrost temp. średnio o 3,3-4°C (lato-zima) na Średnich szerokościach geograficznych wymagać będzie przesunięcia pasa lasów na północ o 320-500 km. Niektóre drzewa, takie jak buk, mogą migrować jedynie ok. 20 km w ciągu 100 lat. Świerk, odmiana najszybciej migrująca, może przemieszczać się jedynie o ok. 200 km w ciągu 100 lat.
Oceany
Topnienie polarnych czap lodowych
Wzrost poziomu oceanów
Zalewanie niżej położonych obszarów przybrzeżnych
Zmniejszenie gruntów ornych
Pogorszenie sytuacji żywnościowej
Odtlenienia wód mórz i oceanów (woda ciepła jest lekka, a zimna gęsta - wzrost temperatury powierzchniowej warstwy wody prowadzi do jej separacji z warstwą głębinową)
Masowe wymieranie fauny morskiej
Sprzężenie zwrotne
Zanik pokrywy lodowej wraz ze wzrostem temp. spowoduje, że ziemia będzie się bardziej nagrzewać, gdyż w przeciwieństwie do białego śniegu pochłania ona promienie świetlne. Większa temp. na powierzchni Ziemi będzie powodowała dalsze topnienie lodowców.
Powstawanie pary wodnej potęguje efekt cieplarniany, a dalszy wzrost temp. zwiększa ilość pary wodnej. To sprzężenie zwrotne jest jednak zrównoważone faktem, że z pary powstaną chmury, hamujące przedostawanie się promieni słonecznych na powierzchnię Ziemi.
Wzrost temp. oceanów ogranicza mieszanie się wody z powierzchni (cieplejszej-o mniejszej gęstości) z wodą niżej ( zimniejszą, gęstszą), co ogranicza dostęp planktonu do CO2, poza tym cieplejsza woda ma mniejszą rozpuszczalność, niż woda zimna. Plankton nie może wbudowywać w swój organizm węgla, co powoduje mniejsze jego wchłanianie przez ocean. Dodatkowym skutkiem jest wymieranie fauny morskiej na skutek utracenia jednego z ogniw pokarmowych- planktonu.
Uwalnianie CO2 uwięzionego w lodowcach- dalsze ocieplanie się klimatu.
Wzrost temperatury
DZISIAJ
zmniejszona dostępność wody
susze w wielu regionach
wzrost ryzyka dla dzikich zwierząt
wzrost strat spowodowanych powodziami i burzami
wzrost ryzyk dla zdrowia związanych z niedożywieniem, biegunkami, upałami i chorobami zakaźnymi
W PRZYSZŁOŚCI
o 1°C: ryzyko wyginięcia 20-30% znanych gatunków
o 2°C: miliony, dotychczas bezpiecznych, ludzi zagrożonych powodziami
o 3°C: pustynnienie terenów zwrotnikowych, topnienie lodowców Andów
o 4°C: wymarcie ponad 40% znanych gatunków, straty w wysokości 5% produktu światowego brutto, Arktyka wolna od lodu
Prognozy dla Polski w ciągu 100 lat
Latem częste temperatury sięgające 35°C, nierzadko 40°C.
Zimowe temperatury, przekraczające 0°C skutkiem brakiem pokrywy śnieżnej.
zimą silne opady deszczu, latem brak opadów i wielotygodniowe susze.
Deszcze latem, kiedy już się pojawią, będą intensywne, grożące powodziami.
Wzrost intensywności wichur.
Podsumowanie
Globalne ocieplenie to nie hipoteza - jest rzeczywiście obserwowane.
Emisja CO2 jest związana praktycznie z każdą dziedziną naszego życia.
Emisja gazów cieplarnianych gwałtownie wzrasta.
Następstwa to nie tylko wzrost temp., ale też susze, pustynnienie, powodzie, huragany, zatapianie wybrzeży, głód, choroby.
Działać należy jak najszybciej.