Změna Ovzduší: Komplexní Pohled

Klima neboli podnebí se přirozeně měnilo, mění a měnit bude. Základní důvody těchto změn jsou většinou známy. Ovlivňují je astronomické i další přírodní faktory, například změny dráhy, po které Země obíhá kolem Slunce, nebo výkyvy sluneční aktivity.

Výraz globální oteplování, resp. globální změna klimatu je v současnosti používán pro poslední oteplování planety Země, které započalo na začátku 20. století. Většina současného globálního oteplování je způsobena zvýšenými koncentracemi skleníkových plynů.

Mezi nejdůležitější skleníkové plyny patří vodní pára, oxid uhličitý (CO2), methan (CH4) a oxidy dusíku, které jsou z praktických důvodů vyjadřovány jako oxid dusný (N2O). Tyto plyny se vyskytují v atmosféře přirozeně, ale jejich koncentrace může vzrůstat i následkem lidské činnosti.

Skleníkovým efektem nazýváme proces absorpce a emise záření v atmosféře, jehož důsledkem je udržování tepelné energie. Termín „skleníkový efekt“ použil poprvé v roce 1824 francouzský matematik Fourier, ale jedná se jen o přirovnání, nikoli o podstatu věci.

Sluneční záření, tj. hlavní zdroj energie záření, přicházejícího z vesmíru do naší atmosféry, má podle Planckova vyzařovacího zákona nejvyšší energii v oboru vlnových délek kolem 0,5 μm; toto záření je viditelné a dobře proniká skrze atmosféru až na zemský povrch, kterému část své energie předává a zahřívá jej.

Čtěte také: Luboše Motla o klimatické změně

Atmosférické plyny s viditelným zářením interagují jen slabě, projevuje se to například rozptylem světla a modrou barvou oblohy, ovšem takřka nedochází k přímému ohřevu atmosféry. Světlo tak prochází atmosférou až k zemi, zbavené jen menší části své energie.

Po dopadu na zemský povrch se část energie odrazí zpět (albedo), část vnikne do zemského povrchu a ohřívá jej. V zemském povrchu potom část takto nabyté tepelné energie prostupuje směrem dolů do chladnějších vrstev, a část energie je vyzářena nahoru do atmosféry.

Ovšem podle Planckova zákona odpovídá maximum vyzářené energie teplotě zdroje. A tak zatímco povrch Slunce má teplotu asi 5500 K a proto je maximum vyzářené energie kolem vlnové délky 0,5 μm, teplota zemského povrchu je kolem 300 K, tj. podstatně chladnější než Slunce, a maximum vyzářené energie je proto posunuto daleko do dlouhovlnné, infračervené části spektra.

A právě na toto dlouhovlnné záření reagují molekuly některých atmosférických plynů - vodní páry, oxidu uhličitého CO2, metanu CH4, oxidu dusného N2O, oxidu uhelnatého CO, fluoridu sírového SF6, fluoridu dusitého NF3, chlor-fluorovaných uhlovodíků neboli freonů, označovaných CFC, ozónu O3, a dalších. Tyto plyny nazýváme souhrnně jako skleníkové - do značné míry absorbují dlouhovlnné infračervené záření, a touto absorpcí přijímají jeho energii.

Zvýšení jejich energie se pak projeví jako zvýšení teploty atmosféry, v níž jsou skleníkové plyny zastoupeny. Čím větší je koncentrace skleníkových plynů mezi ostatními atmosférickými plyny, tím více se projevuje skleníkový efekt, tedy oteplení, způsobené absorpcí dlouhovlnného záření a jeho následným vyzářením.

Čtěte také: Klimatická změna: podrobný pohled

Jinakými slovy řečeno, molekuly skleníkových plynů, které zvýšily svoji energii (tj. teplotu) vlivem absorpce dlouhovlnného vyzařovaní zemského povrchu, tento přebytek následně vyzařují kolem sebe a zahřívají tak prostor, ve kterém se nacházejí. Vyzařují jak nahoru, do stran, tak i směrem zpátky dolů k zemského povrchu.

Takto směrovaný tok energie se nazývá zpětné záření atmosféry, a právě to je zodpovědné za ohřívání vzduchových mas u zemského povrchu, kterému se říká skleníkový efekt. Musíme ale doplnit, že skleníkový efekt je přirozenou součástí atmosféry, a bez něj by celá atmosféra Země byla asi o 30 °C studenější. Zatímco nyní je průměrná globální teplota vzduchu na úrovni hladiny moře 15 °C, bez skleníkových plynů by byla asi -18 °C a možná by tak nemohl ani vzniknout život.

Globální oteplování je pouze důsledkem zesilování již existujícího skleníkového efektu; za posledních 150 let tak došlo ke globálnímu oteplení přízemních vrstev atmosféry o 0,8 °C. Trend oteplování není lineární, v 19. století byl nárůst takřka neznatelný, v letech 1905 až 1945 byl růst velmi výrazný, pak následovala až do začátku 80. let 20. století stagnace, a potom nastal zrychlující se nárůst teploty.

V desetiletí 2000-2010 bylo vidět zpomalení růstu nebo dokonce stagnace; podle vyjádření klimatologů jsou však krátké epochy stagnace jinak celkového růstu obvyklé a nemusejí znamenat, že trend růstu teploty skončil. Lze tedy očekávat, že po stagnaci, trvající 10 let nebo i několik desítek let, bude pokračovat trend růstu.

Systém atmosféry, biosféry a oceánů, plus extraterestrických vlivů, je natolik složitý a v současné době neúplně poznaný, že je obtížné modelovat scénáře dalšího vývoje klimatu.

Čtěte také: Větrná energie a klima v ČR

Každý ze skleníkových plynů se v procesu skleníkového efektu projevuje různě intenzivně. Kvantifikaci tohoto efektu lze měřit pomocí spektrální analýzy - změří se, kolik infračerveného záření daný plyn pohltí, tzn. kolik energie tohoto záření si vezme pro sebe a kolik propustí dál. Tímto způsobem bylo zjištěno, že zcela největší absorpci IR záření vykazuje vodní pára. Podstatně méně absorbuje některé vlnové délky IR záření metan nebo oxid uhličitý, a ještě méně pak další skleníkové plyny. Skleníkový efekt je tak asi ze 60 % tvořen vodní párou. Účinnost metanu je 21x vyšší než účinnost oxidu uhličitého, účinnost oxidu dusného je dokonce 310x vyšší než účinnost oxidu uhličitého.

Proč se tolik mluví o kysličníku uhličitém?

Proč se tedy tolik mluví o kysličníku uhličitém a o potřebě redukce jeho množství v atmosféře, pokud by pokračovalo globální oteplování? Koncentrace CO2 v atmosféře je oproti ostatním skleníkovým plynům (s výjimkou vodní páry) zdaleka nejvyšší. Už od poloviny 19. století množství molekul CO2 v atmosféře stále roste. Zatímco na začátku 19. století byla koncentrace CO2 v atmosféře 280 ppm, v roce 2010 tato koncentrace dosáhla již 380 ppm. Výraz „ppm“ znamená „parts per million“, tj. počet daných částic v miliónu všech částic.

Není úplně známo, čím vším je tento nárůst způsoben, nicméně beze všech pochybností se na něm podílí činnost člověka, zejména jeho spalování fosilních paliv. CO2 se však do atmosféry dostává i jinými, přirozenými cestami - z oceánů, vulkanickou činností, z minerálních vod, přirozenými požáry, apod. Do atmosféry se ročně dostává kolem 100 miliard tun uhlíku, z toho asi 10 % produkuje člověk.

Téměř všechen uhlík se v tzv. uhlíkovém cyklu dostane z atmosféry zase zpátky na povrch Země a do oceánů; využívají jej například rostliny při fotosyntéze. Otázkou zůstává, nakolik se uhlíkový cyklus a potažmo tepelný režim atmosféry pozmění, když bude antropogenní produkce CO2 snížena, což je požadavek vyskytující se v různých mezinárodních ujednáních, jejichž účelem má být utlumení globálního oteplování.

V roce 1997 byl vytvořen Kjótský protokol; země, které jej ratifikovaly, se zavázaly snížit emise skleníkových plynů v průměru o 5,2 % vůči roku 1990, u některých plynů vůči roku 1995. Česká republika se přitom zavázala snížit emise skleníkových plynů o 8 %. Mnozí čeští i světoví klimatologové ale zpochybňují, že by takovéto snížení emisí napomohlo k pozastavení oteplování atmosféry, a naopak poukazují na to, že technologická opatření k tomuto účelu budou neúměrně a zbytečně drahá, bez viditelného efektu.

Vliv změny klimatu na extrémní projevy počasí

Souvislost mezi klimatickou změnou a rostoucím výskytem extrémních projevů počasí je podle klimatologů jednoznačná. Shodují se, že hlavním hnacím motorem těchto jevů je zvyšující se teplota atmosféry, která má přímý dopad na intenzitu srážek, výskyt vln veder i další extrémy.

"Souvislost mezi výskytem extrémního počasí a aktuální změnou klimatu je jednoznačná," uvedl klimatolog Radim Tolasz. Upozornil, že s vyšší teplotou se zvyšuje i množství vodní páry, která je nejen klíčovou složkou koloběhu vody, ale zároveň významným skleníkovým plynem. Její větší přítomnost v atmosféře tedy nejen podporuje vznik extrémních jevů, ale dále přispívá k oteplování.

Klimatolog Miroslav Trnka z Ústavu výzkumu globální změny Akademie věd ČR vysvětluje, že nejjasnější vazba s klimatickou změnou je u vln veder a tropických dnů. "Čím více se klima otepluje, tím častěji překračujeme určité prahové hodnoty - třeba 30 stupňů Celsia. Na jižní Moravě jsme dříve mívali kolem deseti tropických dnů ročně, dnes je to 2,5násobek," uvedl.

U srážek je situace složitější. Trnka upozorňuje, že i když se celkový roční úhrn výrazně nemění, přibývá přívalových dešťů. "Místo rovnoměrného rozložení během roku čelíme častějším a intenzivnějším epizodám, což zvyšuje riziko povodní - i to je projev klimatické změny," vysvětlil.

Růst teploty a s tím spojený nárůst maximálního množství vodní páry, kterou atmosféra pojímá, má podle Trnky i další důsledky. "Více vodní páry v atmosféře nese riziko vzniku silnějších bouřek, vydatnějších srážek a někdy i krupobití nebo tornád.

Fakt, že intenzivnější projevy počasí a klimatická změna spolu souvisí uvádí také ekologická organizace Hnutí Duha v tiskové zprávě. "Klimatická změna probíhá a nelze přehlížet její dopady na naše životy - od sucha a požárů až po prudké deště a povodně. Tyto jevy dnes výrazně ovlivňují krajinu, zemědělství, bezpečnost a zdraví lidí. Proto je nezbytné přistupovat k situaci pragmaticky a zaměřit se na konkrétní kroky," uvedla tisková mluvčí Hnutí Duha Eva Pernicová.

Znečištění ovzduší

Zdroje znečištění ovzduší jsou faktory na určitém místě, které způsobují uvolňování znečišťujících látek do atmosféry. Zdroje:primární spočívají v prostém uvolňování přímo z určitého zdroje (např. emise, spalování). Naopak, produkty sekundárních zdrojů znečištění jsou vytvářeny reakcemi primárních polutantů mezi sebou nebo s jinými látkami. Příkladem sekundárního zdroje znečištění může být smog, ke kterému dochází při zvýšených koncentracích troposférického ozónu, který vzniká např. z automobilů.

Antropogenní zdroje jsou způsobovány člověkem. vojenské zdroje, např. vojenské cvičení, testování zbraní, výbuchy bomb apod.. Jedná se antropogenní zdroje, které je možné vybavit zařízeními pro zachycování emisi (např. prachové filtry, katalyzátory, odsiřovací či neditrifikační zařízení).

Podle vyhlášky ministerstva životního prostředí (dále jen MŽP), kterou se stanoví požadavky na kvalitu paliv z hlediska ochrany ovzduší, je palivem tuhý, kapalný nebo plynný hořlavý materiál určený ke spalování ve zdrojích znečišťování za účelem získání jeho energetického obsahu, který splňuje další požadavky stanovené touto vyhláškou.

Při spalování v kotelnách se používají základní druhy paliv - tuhá, kapalná a plynná. Mezi tuhá paliva patří i dřevo v různých formách (kusové, nekusové ve formě briket, štěpků, pilin aj.), rašelina a biomasa. Základní paliva jsou tedy jednak paliva fosilní (uhlí, ropa, zemní plyn), jednak paliva obnovitelná - např. biomasa.

Moderní energetické zdroje musí respektovat stále se zpřísňující požadavky na energetické zdroje z hlediska vlivu na životní prostředí, tzn. na zatížení ovzduší emisemi, které tyto zdroje produkují. V poslední době se objevil i další faktor, který tyto zdroje musí respektovat, a to je trend omezování produkce CO2. Tento trend je důsledkem mezinárodních závazků (v tomto případě se jedná o tzv. Kjótský protokol).

Emise znečišťujících látek z energetických zdrojů jsou významným faktorem, který ovlivňuje jak koncepci energetických zdrojů, tak jejich provozování. Příspěvek přináší základní informace o mechanismu vzniku základních znečišťujících látek při spalování fosilních paliv, dřeva a biomasy, dále informuje o hlavních zásadách nové české legislativy v ochraně ovzduší se zaměřením na spalovací zdroje.

Globální klimatická změna a její důsledky

Globální klimatická změna - tímto termínem se rozumí změny vyvolané vnějšími faktory, ať už jde o vlivy přirozené nebo antropogenní. Globální změny v současnosti úzce souvisí se skleníkovým jevem v atmosféře, který je způsoben zvyšováním obsahu skleníkových plynů, například narušením přirozeného koloběhu uhlíku v atmosféře. To se děje převážně v důsledku lidské činnosti, např. při spalování fosilních paliv.

Je jisté, že nejméně příští 2-3 desetiletí emise CO2 i dalších plynů globálně porostou. Předpokládané oteplení, i když se nezdá příliš dramatické (o desetiny až jednotky °C), může mít velmi vážné následky pro celou pozemskou biosféru a pro mnohé lidské činnosti.

Nejde totiž jen o oteplení, ale o celkovou změnu klimatu, změnu celého klimatického režimu, který představuje velmi jemně vyvážený systém se dvěma velkými subsystémy, atmosférou a oceány, a mnoha dalšími menšími subsystémy (např. oblaka, vodní srážky, biosféra).

Změna klimatu může mimo jiné ovlivnit směr a rychlost mořských proudů nebo monzunů, což by mělo pro lidstvo katastrofální následky. Téměř určitě bude provázena častějším výskytem extrémních situací: horkých období, ale i mrazů, silných větrů a dešťů či období such.

Zvláště významný bude vliv na srážky, které v některých oblastech mohou významně poklesnout, jinde naopak vzrůst. Předpovídané důsledky by mohly být ničivé - způsobila by je náhlá změna mořských proudů a monzunových větrů.

Jedním z průvodních jevů může být vzestup hladiny oceánů. V této otázce jsou zatím předpovědi nejisté, avšak nelze vyloučit zvýšení hladiny oceánů až o několik desítek centimetrů a ve vzdálenější budoucnosti i metrů. Oteplení totiž nevyhnutelně přinese vyšší objem vody v oceánech v důsledku zvýšení jejich teploty a termální rozpínavosti.

Ke zvýšení hladiny přispěje i množství vody z roztátých ledovců, zejména pokud by došlo k tání obrovských ledovcových mas v Grónsku a v Antarktidě. Zdá se, že ledovce v Antarktidě i v Arktidě se skutečně zmenšují.

Stoupáním hladiny moří a oceánů jsou přirozeně nejvíce ohroženy přímořské státy, zejména ty s hustě obydlenými pobřežními nížinami. Nepříznivé následky stoupnutí mořské hladiny se mohou velmi negativně projevit ve vazbě na častější výskyt extrémních meteorologických situací, mezi něž patří bouřlivé větry způsobující silné vlnobití, tajfuny vyvolávající mohutné příbojové vlny a jiné jevy.

Z hospodářských činností pravděpodobně utrpí zemědělství, které je velmi citlivě adaptováno na současné klimatické podmínky, a každé, i malé změny budou znamenat nutnost nové adaptace, která vůbec nebude jednoduchá. Častější výskyt živelních pohrom ovlivní veškerou hospodářskou činnost, zvláště dopravu a výstavbu. Může také vzrůst nebezpečí tropických chorob i v mírném pásmu (např. malárie).

I když se pozemské ekosystémy nedokáží rychle klimatické změně přizpůsobit a mnohé z nich mohou být jejím vývojem značně pozměněny (pravděpodobně nejvíc a bezprostředně jsou ohroženy korálové útesy, které trpí zvýšenou teplotou mořské vody; snad 50 % z nich je v globálním měřítku vážně narušeno), organismy se vždy s dřívějšími klimatickými změnami, které jsou průvodním zjevem vývoje naší planety, vyrovnaly.

Některé vymřely, jiné se přizpůsobily nebo daly vzniknout dalším životaschopným formám. Zásadním problémem globální klimatické změny je schopnost přizpůsobení lidské společnosti, jejích ekonomických a politických systémů.

Manipulace s počasím a další faktory

Mnoho vědců v dnešní době poukazuje na to, že příčinou klimatické změny může být také dlouhodobá globální manipulace s počasím. Různé studie uvádějí, že extrémní tání ledové plochy v Grónsku může souviset i s pokrytím oblohy mraky. A jejich druh, množství či hustotu už desítky let různým způsobem ovlivňujeme.

Více než padesát let již probíhá na různých místech zeměkoule ovlivňování množství srážek či zmírňování dopadů bouřek a hurikánů. Je k tomu často využívána metoda osévání mraků (anglicky cloud seeding), kdy se rozprašují a vystřelují různé chemikálie převážně do vysokých mraků typu cirrus pomocí letadel, raket a propan-butanových hořáků. Vzniká tak více mraků a více oblačnosti.

Chemikálie v mracích působí jako kondenzační jádra, na kterých se vytváří malé krystalky. Ty pak za příznivých klimatických podmínek z mraků spadnou jako dešťové nebo sněhové srážky. Pokusy s oséváním mraků se provádějí od začátku 20. století, v polovině minulého století pak dosáhly globálních rozměrů.

Podle Světové meteorologické organizace metoda osévání mraků je dnes běžnou záležitostí ve více než třetině zemí světa. Přitom odborníci čím dál častěji upozorňují na důležitou roli mraků při globálním oteplování. V roce 2004 vědci z NASA zjistili, že vysoké mraky typu cirrus brání odchodu tepelného záření z povrchu Země. A potvrdili, že letecká doprava k vytváření mraků cirrus navíc přispívá.

Další příčinou globálního oteplování by mohly být i víceúčelové radiokomplexy, které vysílají nízkofrekvenční vlny do ionosféry. Jedná se o obrovskou energii v tisících kW. Tyto instalace mohou ionizací či ohřevem atmosféry výrazně ovlivnit proudění vzduchu a způsobit pomocí ionosférických zrcadel řízené změny v počasí na celém světě. Mezi nejznámější radiokomplexy patří americký HAARP, ruská SURA či evropský AISCAT. Podobným zařízením disponují i Čína a další země.

Česká Republika a kvalita ovzduší

Česká republika je vnitrozemským státem, též nazývaném jako „srdce Evropy“. Leží v mírných zeměpisných šířkách severní polokoule a vyznačuje se poměrně zřetelným sřídáním 4 ročních období. Nachází se tedy v oblasti přechodného klimatu mezi oceánským, s deštivým létem a teplejší zimou, a kontinentálním, kde zpravidla převládají suchá, horká léta a chladné, silné zimy.

Takže lze říci, že východní část České republiky (čechy) je chladnější, zatímco západní část je na tom o něco lépe a její podnebí bývá teplejší zejména přes léto (morava). Průměrné teploty v letním období se pohybují okolo 20 °C, v zimě okolo -2 °C.

Z pohledu kvality ovzduší patří Česká republika k nejhorším státům Evropské unie. V členských státech Evropské unie je sledován indikátor pro kvalitu ovzduší, vyjádřený jako roční průměrná koncentrace PM10, které je v daném roce v průměru exponována populace ve městech jednotlivých členských států Evropské unie.

tags: #změna #ovzduší #wikipedie

Oblíbené příspěvky:

• Kreslené obrázky přírody
• Obecná ochrana přírody
• Aktuální znění zákona o ovzduší
• Globální oteplování a česká ekonomika
• Více o přírodě a jejím vlivu