Počasí v Evropě
Zalednění Arktidy
Klimatické anomálie
Dnes je 16. 12. 2017, svátek má Albína citát pro dnešní den: Vezmi mu svobodu, a již není člověkem, ale polním živočichem.
  Hlavní menu
  Rubriky
  Knihy v nabídce
  Zajímavé stránky
  Ikona webu
Facebook Twitter Google +
Globální klimatická změna: aktuální teoretické a praktické pohledy
Rubrika: Konference a iniciativy (11.02.2010, 8070 přečtení)

Rada pro popularizaci vědy Akademie věd ČR uspořádala ve čtvrtek 11. února 2010 tiskovou konferenci na téma "Globální klimatická změna: aktuální teoretické a praktické pohledy". Tiskové konference se zúčastnili Václav Cílek z Geologického ústavu AV ČR, Jan Pretel z Českého hydrometeorologického ústavu a František Kaštánek z Ústavu chemických procesů AV ČR. Největší pozornost vzbudilo vystoupení geologa Václava Cílka, který řekl, že neplatí zjednodušující představy, podle nichž se zvyšující množství oxidu uhličitého v ovzduší musí projevovat stále teplejším počasím v zimním období. Letošní zimu, která je v některých částech světa chladná a na sníh bohatá, dal Cílek do souvislosti s cyklickými jevy v atmosféře provázanými s prouděním a změnami teploty vody v oceánech.

RNDr. Václav Cílek, CSc.: Konec globálního oteplování?

Václav Cílek z Geologického ústavu AV poukázal na současnou negativní fázi arktické oscilace, která trvá už od prosince. (K arktické oscilaci viz. také článek Počasí na severní polokouli ovlivňuje záporná fáze arktické oscilace):

Václav Cílek "Arktická oscilace (AO) je definována velice jednoduchým způsobem jako protichůdný rozdíl atmosférického tlaku mezi polární oblastí a středními šířkami. V pozitivní fázi AO je tlak nižší než normálně nad Arktidou a vyšší než normálně nad středními šířkami. V negativní fázi je tomu naopak. Trvání arktické oscilace se obvykle proměňuje během několika týdnů či měsíců a je obzvlášť patrné v zimních měsících. AO je obvykle považována za součást širšího mechanismu známého jako Severoatlantická oscilace (NAO). Dopad na konkrétní zimu v Čechách je zásadní. Například zima 2009/10 je charakterizována extrémně silnou negativní fází, při které došlo k prosincovému oteplení části Arktidy až o 7 °C, zatímco střední šířky se citelně ochladily. Prosincová hodnota -3,4 je nejnižší od roku 1950.

Pravděpodobné dopady pro ČR: silné sněžení v zimě 2009/10, přívalové deště léta 2009 a intenzivní přínos saharského prachu na jaře 2009 mají stejný původ v zesílené původně jz. cirkulaci, která se od jihu či jv. stáčí do střední Evropy. Všechny tyto situace se v příštích letech mohou nepravidelně, ale statisticky častěji opakovat. Určitě nebude platit zjednodušující model, že každoročně se zvyšující úroveň oxidu uhličitého znamená, že každá následující zima bude o něco teplejší."

Cílek dále vysvětlil mechanismus Severoatlantské oscilace (NAO), který je dnes považován za "širší a dlouhodobější základnu pro fungování AO. A protože ke globálně největším teplotním změnám došlo v arktické oblasti, tak je víc sledována Arktická oscilace, kde jednak dochází k plošnému úbytku ledu, jednak je zbývající část ledového pokryvu stále slabší, takže relativně rychle může dojít k jeho kolapsu."

"NAO byla velice silná během posledních třiceti let, ale nyní se pravděpodobně překlápí do negativní polohy. Znamená to totéž jako v předcházejícím případě - průniky chladného, suchého vzduchu ze Sibiře budou častější. Pokud se střetnou se zesíleným prouděním směrem od rovníkové části Atlantiku, tak dojde ke dvěma možným situacím: 1. Vliv sibiřské výše či arktického proudění bude tak silný, že vymrazí atlantskou vlhkost a dojde k intenzivnímui sněžení. 2. Pokud však bude silnější "Atlantik" než Sibiř, tak mohou zejména koncem zimy a počátkem jara přijít silné deště. Klíč k síle Atlantiku leží u dvou dlouhodobých oscilací - Atlantské dlouhodobé oscilace (AMO) a Pacifické dlouhodobé oscilace (PDO)."

Základní cyklus PDO od minimálních teplot k maximálním je sedmdesátiletý a dá se dělit na zhruba 30 až 40 let trvající chladné období a stejně dlouhé teplé období. Chladné pacifické dlouhodobé režimy byly v letech 1890 až 1924 a mezi lety 1947 a 1976. Mezi tím se vyskytovala teplejší období. Nyní zřejmě pacifická oscilace vstupuje stejně jako oscilace arktická do negativních hodnot. Výsledkem by podle něj měl být globální pokles, nebo alespoň zpomalení růstu teplot.

Chladná fáze je přínosem, protože "odsunuje" problém globálního oteplování dále do budoucna. Během několika příštích let se ukáže, zda Země směřuje ke globálnímu ochlazování. Pokud by to byla pravda, tak by se kolem roku 2035 potkal skleníkový jev s teplou fází atlantské dlouhodobé oscilace a došlo by k prudkému oteplení.

K diskusím a sporům ohledně globálního oteplování se Cílek vyjádřil takto:

"Klimatologové tak dlouho hovořili o globálním oteplování, až se mezi lidmi dostavil strach. Stačilo pak několik klimatických chyb jako byla úprava dat na Mannově "hokejové křivce", Jonesovy maily a chybné varování před táním himálajských ledovců, aby se z bývalého strachu stala neobvykle silná vlna směřující proti většině klimatologů. A to ještě novináři nečtou články o oceánské cirkulaci, takže nevědí, že uvnitř klimatické komunity existuje silný hlas, že IPCC podcenil roli oceánu, aby mohl zvýraznit úlohu oxidu uhličitého.

Domnívám se, že dohady o globálním oteplování musí maskovat nějakou jinou rovinu. Možná se jedná o otázku, zda si můžeme užívat světa a zisků bez výčitek. Proto popírání skleníkového jevu vždy najde své posluchače. U globálního oteplování se nejedná jenom o teploty, ale také o hodnoty a to i u popíračů. Diskuze o globálním oteplování jsou nejsilnější v křesťanském civilizačním okruhu.

Srovnejte si úroveň emocí u dvou zhruba stejně velkých problémů - globálního oteplování a úbytku či degradace orné půdy. Ten první přináší bouřlivé diskuze, napadání a upravování výsledků, ten druhý spíš tichý smutek bez mediální odezvy. Přitom bychom řekli, že když bude co jíst, tak nás růst teplot o 2 °C nerozhází. Opak je pravdou.

Z důvodů délky sdělení jsem se vyhnul poměrně komplikovanému a nejednoznačnému rozboru příčin. Na straně člověka se jedná zejména o oteplující vliv skleníkových plynů a ochlazující vliv některých aerosolů. Ze strany Země musíme uvažovat o zpožděné reakci oceánu na změny v atmosféře a vulkanických erupcích. Nejzásadnějším hybatelem klimatu je Slunce, které jednak mění svoji polohu vhledem k Zemi a jednak samo podléhá svým vlastním vnitřním cyklům. Nejedná se přitom jenom o svítivost, ale možná ještě důležitější roli u zhruba třicetiletých klimatických oscilací hraje interakce magnetického pole Země se slunečním větrem.

Myslím, že klimatická předpověď je nemožná, protože stojíme v klimaticky nevyzkoušené oblasti dvou silných hráčů. Na jedné straně se ocitáme v jednom z nejteplejších období posledního tisíciletí, na druhé straně běží naplno i solární a oceánská klimatizace. Podle mého odhadu se podobně jako v minulých letech budeme dostávat do oscilací neobvykle teplých a nečekaně studených období asi jako když se silák Teplo a obr Zima přetahují o planetu. Během příštích několika let asi budeme vědět, zda směřujeme ke globálnímu ochlazování. Pokud by to byla pravda, tak by se kolem roku 2035 potkal skleníkový jev s teplou fází AMO a došlo k nečekanému růstu teplot.

Chladná fáze AMO-PDO je spíš dobrou zprávou, protože odsouvá globální oteplování do budoucnosti. Tento "odsun" však probíhá na úrovni obvyklé klimatické statistiky, která jasně ukazuje, že každé studené období je občas prostřídáno anomálně teplým rokem.

V trochu chladnějším světě, který nás možná čeká, budeme víc zápolit se srážkami z Atlantiku. Studenější roky posledních tří století měly několik nepravidelných rysů, mezi které patřily deště ohrožující úrodu obilí, horké a suché konce léta a velice chladné zimy způsobující zamrzání řek. Nejméně ze všeho tak můžeme potřebovat zimní energetické krize, kdy na Sibiři mrazem praská potrubí či neúrodu obilí, které buď v zimě vymrzlo nebo díky rozbahněné půdě nedozrálo či nešlo sklidit. Tyto krátkodobé změny nás mohou natolik zaměstnat, že nepomyslíme na klimatický svět našich dětí, které pravděpodobně zachytí plnou oteplovací fázi."

Šipka Celý příspěvek Václava Cílka (ve formátu pdf) si můžete přečíst zde.


RNDr. Jan Pretel, CSc.: Globální klimatická změna

Jan Pretel Klimatolog Jan Pretel z ČHMÚ začal slovy, že klima se vždy měnilo, mění a měnit bude. Problémem dnešní doby je rychlost změn, projevy změn a jejich dopady.

K výraznému nárůstu teploty na Zemi dochází od 80. let minulého století, uvedl Pretel. Kromě růstu koncentrace skleníkových plynů je třeba si všímat také vlivu vodní páry, která se na přirozeném skleníkovém efektu podílí ze 65 až 85 procent. V minulosti byl vliv vodní páry zřejmě podceňován, za jednu třetinu oteplení po roce 1990 totiž pravděpodobně může stoupající obsah vodní páry ve stratosféře. Po roce 2000 se obsah vodní páry ve stratosféře začal snižovat, což zpomaluje nárůst teploty.

Základními příčinami současných, často vyhrocených diskusí o klimatu je používaná terminologie, různé definice pojmu "klimatická změna" podle Mezivládního panelu pro klimatickou změnu (IPCC) a Rámcové úmluvy OSN o změně klimatu (UNFCCC). Spory způsobují i různé interpretace vědeckých výsledků a politické přístupy k volbě opatření ke snižování rizik klimatické změny.

K problému terminologie:
Globální oteplování - původní termín vychází ze zjištění, že na planetě se globálně zvyšuje teplota.
Klimatická změna - globální zvyšování teploty planety vyvolává změny v klimatickém systému, které se neprojevují všude na planetě stejně.
Rozdílnost definicí - IPCC: přirozené a antropogenní vlivy, UNFCCC: antropogenní vlivy.

K problému interpretace výsledků a jejich politizace:
Obvyklá je "černo-bílá" interpretace. Většinou jsou nepříznivé dopady rychleji se měnícího klimatu zjevné, lidé je více vnímají, často podstatě nerozumí a někteří se důsledků (i pod tlakem medií) silně obávají, jde tedy o téma vhodné pro politiky ke zviditelnění.

K problému volby opatření:
Zde často zaznívají fundamentalistické názory, jako že problém bude vyřešen snížením emisí skleníkových plynů, nebo že klimatická změna je marginální problém - primární je zisk, případně že klimatická změna neprobíhá (klima se vždy měnilo...) s poukazem na ohrožení svobody člověka a s argumentem, že případné drobné problémy vyřeší trh - ekologie je pouze třešnička na dortu...

Problém klimatické změny nelze řešit bez přijetí adaptačních opatření, které jsou nejvhodnější (a pravděpodobně i nejlevnější) reakcí na setrvačnost klimatického systému. Adaptační opatření by se měla soustředit mj. na retenční schopnost krajiny, revitalizaci systémů, efektivnost řízení vodních děl, zajišťování průchodu povodní a kvalitu vody, dále na změnu druhů plodin v zemědělství, agrotechnické postupy, půdní vláhu, stabilitu půd a erozi, optimální závlahy, škůdce, virové a houbovité choroby, v lesnickém sektoru by se měla věnovat pozornost predikcím lokálních specifik, dlouhodobému plánování, adaptačnímu potenciálu, druhové, genové a věkové diverzifikaci, apod. Důležitá je i diferenciace úlohy státu a regionů při navrhování adaptačních opatření.

Závěr:
Klimatická změna je realitou současné doby a vliv člověka i antropogenních emisí je prokazatelný. Snižování emisí a adaptační opatření mají řadu společných elementů. Klimatická politika by měla být založena na realistických cílech a jejich dosažitelnosti, na ekonomických souvislostech, zajištění energetické bezpečnosti a podpoře vědy, výzkumu a vývoje nových technologií. Je obtížné "lámat" přírodu, je třeba jí vycházet vstříc a pomáhat jí důsledky klimatické změny překonávat. "Boj se změnou klimatu" totiž nelze vyhrát.

Šipka Celý příspěvek Jana Pretela (ve formátu pdf) si můžete přečíst zde.


Prof. Ing. František Kaštánek, DrSc.: Oxid uhličitý a co s ním

Chemický inženýr a technolog z Ústav chemických procesů AV ČR se podíval na celý problém z jiného úhlu a v závěru své úvahy se zaměřil na oxid ohličitý jako na potenciální surovinový zdroj:


Osud oxidu uhličitého v atmosféře

Oxid uhličitý přítomný v atmosféře spolu s jinými plyny (vodní parou, methanem, oxidy dusíky, apod.) absorbuje infračervené záření a částečně tak zabraňuje teplu odcházet do vesmíru. Tento tzv. skleníkový efekt je pozitivní tím, že umožňuje život na Zemi, pokud by se však v atmosféře nahromadilo množství těchto plynů nad určitou přirozenou hodnotu, může teoreticky skleníkový mechanismus způsobit, že se Země začne přehřívat. Problém skleníkových plynů a jejich vliv na teplotu Země není vůbec nový a byl předmětem zájmu mnoha vynikajících badatelů již v 19. století.

Přítomnost oxidu uhličitého v atmosféře Země je přirozeným jevem, jeho koncentrace zde je výsledkem působení složitého komplexu nepřetržitě probíhajících přírodních procesů (např. fotosyntéza, respirace, fyzikální absorpce a desorpce mezi atmosférou, oceány a půdou, rozklad organických látek, ohně, dotace vulkanickou pozemskou a podmořskou aktivitou). Tyto procesy se proměňují jak v dlouhém časovém horizontu, tak reagují s různou prodlevou zpoždění i na relativně časově krátké, zejména teplotní anomálie. Vstupním členem do látkové bilance systému atmosféra-oceány-vegetace-půda je bezesporu i část oxidu uhličitého, který je antropogenního původu: uhlík, který se ukládal v geologicky dlouhé době v podobě uhlí a ropy, je teď v nesmírně časově krátkém období exploatován a emitován do atmosféry.


Oxid uhličitý a teplota Země

Ve vícefázovém systému kapalina-plyn (oceány-atmosféra), resp. tuhá látka-plyn (povrchové vrstvy země-atmosféra) je pro oxid uhličitý pozitivní korelace: se zvýšenou teplotou kondenzované fáze obsahující oxid uhličitý přechází v souladu s příslušnými fyzikálně-chemickými zákony tento plyn do plynné fáze, tj. za zvýšené teploty ve fyzikálně definovaných soustavách by měla koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře stoupat. Změna teplot na Zemi může být vyvolána jak solárními jevy (např. periodickým vychylováním osy rotace, změnou geometrie oběžné dráhy Země kolem Slunce, změnami sluneční aktivity), tak již zmíněným skleníkovým efektem. Publikovaná data uvádějí, že koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře i teploty v poslední době stoupají. Jistě je na místě otázka, jaká je přesnost takových měření, zda to je trend trvalý, a zda četnost měření na geograficky různých místech, v různém prostředí (oceány, pevnina, atmosféra) v různých hloubkách a výškách je dostatečná.


Zásadní otázky o vlivu oxidu uhličitého na klima

Přijmeme-li fakt, že průměrná teplota v posledních zhruba 150 letech má vzrůstající trend (měření z Havaje, ale i např.u nás v Klementinu), a že obsah CO2 v atmosféře za posledních 50 let vzrostl asi o 0,0002%, pak jsou zřejmě na místě otázky:
  • zvyšují se průměrné teploty v důsledku skleníkového efektu, nebo spíše v důsledku změn solárního původu, případně jsou takové změny aditivní a jaký je jejich poměr?
  • závislost obsahu oxidu uhličitého na teplotě je pozitivní, který podíl teplotních projevů je dominantní pro vzrůst obsahu uhličitého v atmosféře?
  • jestliže se lidstvo bude snažit redukovat emise oxidu uhličitého za obrovských finančních výdajů, ovlivňujících jistě bohatství i technický rozvoj společnosti, přinese to snížení obsahu CO2, respektive uvedení teplot "do normálu"? Přineslo by to měřitelný efekt na budoucí klima, jehož přátelský dopad na kvalitu lidského života si bezesporu přejeme?
  • lze i s určitou dávkou nejistoty vůbec odpovědět, zda případné snížení teplot, kterého bude dosaženo takovými zásahy, přinese takový efekt, aby se vyrovnaly ekonomické ztráty s tím spojené?
  • je to vůbec CO2, který má mít ten rozhodující vliv na růst teplot - co neovlivnitelná vodní pára?
  • jsou disponibilní i obdobná data pro kyslík?
Nejsou to jednoduché otázky, hledají na ně vědecké odpovědi i klimatologové, kteří jsou však zřejmě často v situaci, kdy výsledky bádání jsou upozaďovány společenskými a politickými tlaky. Jen vědecká poznání mohou na tyto otázky dát odpověď. Aby vědci mohli seriózně predikovat změny a vysvětlit stav současného a budoucího klima, musí být shromážděno více znalostí o všech parametrech ovlivňujících cyklus uhlíku na Zemi


V čem je problém

Jádro současných sporů tkví v názorech na míru vlivu poměru antropogenních a přírodních (solárních) jevů, jak na výchylky a trendy v teplotě povrchu Země a oceánů, tak na obsah skleníkových plynů v atmosféře. Akcentuje se přitom zejména vstupní část oxidu uhličitého, která je vyvolaná lidskou činností, protože například na rozdíl od vodní páry, je možno jí teoreticky regulovat.


Problém s látkovou bilancí

Základním chemicko-inženýrským přístupem při řešení jevů spojených s výměnou hmoty a energie v soustavách, za niž lze považovat s jistou dávkou simplifikace i Zemi, jsou látkové a energetické bilance, v tomto případě oxidu uhličitého. Zjednodušeně zde uvažujeme o oboustranné výměně toků oxidu uhličitého mezi atmosférou a zemským povrchem (včetně vegetace) a oboustranné výměně oxidu uhličitého mezi atmosférou a oceány. Dalšími přídavnými vstupními členy do bilance jsou: vstup CO2 z antropogenní činnosti, z vulkánů, z respirace a metabolismu, z ohňů. Všechny členy bilance je možno pouze odhadovat, zřejmě nejvěrohodněji to lze provést pro přídavné vstupní členy. Můžeme například přijmout, že antropogenní činnost může přispívat kolem 30 GT oxidu uhličitého. Některé práce uvádějí, že 40-50% emisí způsobených lidskou činností je absorbováno vegetací a oceány. V literatuře panuje obecná shoda v tom, že antropogenní emise jsou řádově určitě mnohem menší než přírodní toky, ve srovnání s nimi spíše v objemu kolem 10%. Přijmeme-li jednoduchou představu, že tyto přírodní toky jsou v podstatě vyrovnané (jak tomu bylo v minulých statisících a milionech let, kdy se klima na Zemi formovalo, aby tak bylo po značně dlouhou dobu v podstatě ustálené), pak příspěvek antropogenní činnosti může být významný. V malých časových úsecích (stovky až tisíce let) to však vůbec nemusí platit. Protože přírodní toky mezi atmosférou a oceány a zemí jsou tak mohutné, již malý přirozený posun v bilanci těchto jednotlivých přírodních toků ("momentální" vyšší desorpce CO2 z oceánů než jeho absorpce), může výrazně převýšit množství emitované lidskou činností.

Zřejmě významnou roli v absorpci a desorpci CO2 tedy hrají moře a oceány. Z chemicko-inženýrského hlediska je nutná znalost tloušťky vrstvy, kterou lze buď pokládat za nasycenou, nebo volnou pro absorpci. Tloušťka takové vrstvy, kde se uskutečňuje přestup hmoty, se však mění s intenzitou míchání povrchu moří. Výměna nasycené vrstvy za prostou oxidu uhličitého (z hlubin oceánu) však může trvat až stovky let. Je zde mnoho nejistot, neznáme vertikální koncentrace CO2 v oceánech a ani mechanizmus absorpce, tzn. ve kterých místech je absorpce CO2 intenzivní, a kde není. Jsou známy i názory, že mořská voda sice rychle absorbuje oxid uhličitý, ale že většina pohlceného CO2 bude vzhledem k pomalým vertikálním cirkulacím v oceánech rychle vypařena, a že se CO2 do objemu kapaliny ani nedostane.

Klimatologie musí pracovat se značným rozsahem experimentálních dat, která by měla být získávána na značně dispergovaných místech Země, a to v dlouhém časovém horizontu. Nelze zapomenout, že efekty oteplování jsou relativně malé (desetiny K) a není jednoduché je objektivně postihnout (kde a jak bylo vzorkováno, jakou chybou je zatíženo měření teploty z družic, je diference teploty závislá na lokalitě a sezóně měření?). Různé atmosférické nepravidelnosti silně ovlivňují křivku statistického rozložení teplot a koncentrací CO2 v době velkých výkyvů průměrných sezónních teplot, což je, zdá se, typické pro současné dekády.

Taková data jsou velmi potřebná a zdá se, že jich není stále dostatek. Významná je i bilance CO2 ve vegetačním cyklu. Část CO2 se spotřebuje na růst a údržbu vegetace. Kmenová vegetace je v podstatě konstantní, nepatrně přirůstá. Vytěžováním se nevratně snižuje kmenový základ, tj. snižuje se spotřeba CO2. Část se spaluje, což přispívá k uvolnění CO2 do atmosféry, část konzervuje CO2, jestliže se neničí (stavební dřeva, textilie), tzn. spotřebovává se. Další uvolnění připadá na tlení. Nedochází-li k velkým lesním požárům a kácení lesů, může být zřejmě výměna hmoty víceméně konstantní, je-li bilancovaná i přes kratší časová období.


Vliv solárních aktivit

Významnou roli ve změnách teplot zřejmě hrají solární aktivity. Je nutno připomenout tzv. Milankovičovy cykly. V současné době bychom se měli nacházet v teplé interglaciální periodě. Cyklování je způsobeno slabými, ale víceméně periodickými nepravidelnostmi ve tvaru oběžné dráhy Země a odklonem osy rotace od ekliptiky. Tyto faktory ovlivňují tzv. insolace Země (např. pokud jde o odklon osy rotace, jsme přibližně uprostřed tohoto cyklu a blížíme se k minimální hodnotě, které se má dosáhnout přibližně v letech 10 000). To by spíše favorizovalo snižování sluneční insolace, ale na pokles odklonu osy jsou ještě superponovány menší krátkodobé variace, které mohou trvat několik dekád nebo i století.

Různé názory existují i na vliv sluneční aktivity. Podle jedné z teorií se při zvýšené sluneční aktivitě znásobuje ionizace atmosféry. Důsledkem je zvýšení počtu kondenzačních jader spojené se zvýšenou tvorbou nízkých mraků. Vodní pára tak může ambivalentně působit jak tvorbu nízkých mraků a ochlazování povrchu, tak se projevovat skleníkovým efektem. Je-li Slunce klidné, je intenzita kosmického záření malá a dovoluje Zemi, aby se ohřála. Současný vzestup globální teploty může tedy být částečně způsoben i současnou nízkou solární aktivitou. Z pozorování závislosti intenzity slunečního záření na čase v dlouhém časovém horizontu se ukazuje, že když byla sluneční aktivita malá, byly teplotní variace v jednotlivých letech velké, což může být i jev známý ze současnosti. Zajímavé výsledky přinášejí vzorky vrtných jader z arktického ledu, kde je možné rozlišit teplé a studené periody tisíce let nazpět, a kde jsou uzavřeny bublinky recentních plynů. Ukazuje se silná korelace mezi teplotou a obsahem oxidu uhličitého.


Není tedy globální oteplování spíše důsledkem těchto solárních fenoménů?

Názory na další zvyšování teploty jsou kontroverzní. Většina údajů o budoucím zvýšení teploty se zvyšujícím se obsahem oxidu uhličitého vychází z teoretických modelů, které ukazují na zvýšení teploty o 1 až 4 stupně v průběhu jednoho století. Některé údaje uvádějí, že například tzv. středověká teplá perioda, která začala asi před 1500 lety a trvala 400 let, však vykazovala též vysoký teplotní nárůst cca 1°C/100 let.

Jestliže nejnižší (optimistické) prognózy Mezivládního panelu začínají od hodnot vzrůstu teplot 1,1°C/100 let, byli bychom v budoucnu v pozici velmi teplé periody. Je ale obtížné určit, jak dlouho by taková teplá etapa trvala. Například z údajů měřených v Klementinu od roku 1774 vyplývá, že průměrné teploty se tehdy příliš nelišily od současných, až do poloviny 19. století měly průměrné teploty dokonce sestupnou tendenci a teprve od té doby stoupají (asi o 2K za 150 let). Zda to však vyvolává pouze skleníkový efekt, není vědecky jednoznačně potvrzeno.


Závěry k vlivům CO2 na klimatické změny, které vyplývají z této stručné analýzy

Publikovaná pozorování obvykle vycházejí z měření na Havaji, ukazují, že klima na Zemi v současnosti zřejmě přechází v teplou periodou. Můžeme pak i připustit, že jsme na horizontě změn v ekosystému a budeme si na to asi muset zvyknout. Současně je nepochybné, že existuje teplotní závislost mezi rovnovážnými koncentracemi CO2 v kondenzované fázi (oceány) a plynné fázi.

Z pohledu chemického inženýra se mi však nezdá vědecky jednoznačně prokázané, že vzestup teplot je jednoznačně způsoben lidskou činností, ale že "man-made" příspěvek může snad spíše jen spolupůsobit jako aditivní člen k teplotním změnám, vyvolaným např. solárními vlivy.

Jak významný je tento příspěvek, respektive jaký je poměr mezi antropogenním a solárním vlivem, by měli vědci zabývající se těmito problémy urychleně rozhodnout. Střetávají se různé názory jak obhájců nutnosti potlačení emisí oxidu uhličitého, tak skeptiků. Jsou též publikovány názory, že i kdybychom teď naráz zastavili všechny skleníkové emise, návrat atmosféry "starých časů" před průmyslovou revolucí by trval zřejmě staletí.

Než se prosadí jiné zdroje energie a paliv se budou fosilní paliva dále exploatovat, aby se udrželo a rozvíjelo bohatství a bohužel i konzumní životní styl společnosti. Je problematické očekávat, že producenti emisí CO2 budou emise v nejbližších letech dobrovolně snižovat.

Na druhou stranu, drastičtější legislativní rozhodnutí by v době hospodářské krize mohla být z ekonomického hlediska spíše kontraproduktivní.

Snahy modernizovat zařízení emitující CO2 nemají snížovat emise, ale spíše zefektivnit využívání surovin. Jestliže se bude do takových technologií investovat, tak bude zájem o rychlý návrat peněz, což může vést i k větší exploataci surovin, nárůstu objemů emisí... Vědci a ekonomové by měli proto urychleně zdůvodnit, zda zákroky k potlačování emisí jsou zejména dnes racionální. Asi však bude racionálnější investovat do vědy a urychlit tak přechod na nové technologie.


Úvaha

Vypouštění gigatun spalných plynů obsahujících vedle CO2 i jiné škodlivé látky, zejména tuhé aerosoly přímo ohrožující zdraví populace rozhodně nepodporuje kvalitu života. Zákroky k potlačení emisí a snaha transformovat technologické postupy na "čisté" technologie jsou proto zdůvodnitelné zejména z etického hlediska, měly by být podporovány, měly by využívat nové objevy, ale neměly by být prováděny na úkor zpomalení technologického růstu. Měly by zvažovat i důsledky případných hlubších klimatických změn a otázky, jak jim čelit v oblastech, kde by se mohly snad v budoucnu negativně projevit.

Zřejmě nejjednodušší "technologie", která je zdarma, je např. šetření fosilními palivy tak, že omezíme naše nároky na individuální dopravu. Určitě je možné zastavit provoz řady elektráren a tepláren, ale bude nutné přejít ve větší míře na nové typy získávání energií, např. jaderné. Do budoucna by mělo být naší snahou orientovat se na takové zdroje energií, které jsou udržitelné i bez státních dotací. Opět zde hraje rozhodující roli věda.


Odstraňování oxidu uhličitého

Je schůdné oxid uhličitý z emisí racionálně odstraňovat?

V současné době jsou již spolehlivě vypracované technologické postupy, vedoucí k separaci oxidu uhličitého ze směsí s jinými plyny. Jde již o běžně využitelné technologie, založené na fyzikální absorpci, chemisorpci, membránových technologiích a adsorpčních technologiích. Není problém získat např. z bioplynu (obsahuje cca 55% methanu, 45% oxidu uhličitého) biomethan kvality a čistoty, která umožňuje jeho dotace do rozvodné sítě zemního plynu. Takový zdroj lze využívat lokálně např. jako motorové palivo. Separační jednotky (na principu absorbce) dodávané "na klíč" do kapacity max. 1.103 kg/h CO2 (tj. pro větší bioplynové stanice) lze pořídit za zhruba 1 200 000 euro.

Ekonomickým problémem však budou investice do separačních jednotek u producentů oxidu uhličitého, kde jsou emise CO2 až v řádu 106 kg/h, to je například u uhelných elektráren.

Moderní technologie na bázi membrán, resp. tlakových adsorpcí i tento problém mohou technicky řešit, ale zatím se komerčně nedodávají a jejich cena není známá.

Co však s odděleným oxidem uhličitým produkovaným v takovém množství? Část lze využít v chladírenském průmyslu, část jako inertní plyn v potravinářství, ale obecně pro něj není zatím využití. Snahy uzavřít plyn do podzemních zásobáren narazí na technické i ekonomické problémy, nemluvě o tom, že podzemní zásobníky by raději obchodníci s plynem využívali pro zemní plyn, jako nesmírně ziskový a strategický projekt.


Řasy jako producent olejů pro bionaftu

Řasy jsou fotosyntetizující mikroorganizmy, které převádějí sluneční energii, vodu a oxid uhličitý na řasovou biomasu. Jsou bohatým zdrojem proteinů (až 65%), sacharidů (až 57%) a lipidů (obvykle mezi 4 až 22%, ale jsou řasy, které v laboratoři dosahují až 80%). Jejich schopnost využívat solární energii je až padesátkrát větší než u hospodářských rostlin. Obsah oleje je u většiny olejotvorných řas se pohybuje mezi 20% až 50%. Za vhodných podmínek (stálé teplo kolem 20-30°C, vysoký sluneční svit) jsou schopné dávat množství oleje v jednotkách kg/m2/rok (i když jsou publikována až řádově vyšší optimistická čísla, což se však týká jen pokusů vedených za přísných podmínek v laboratořích). Tato skutečnost umožňuje uvažovat o mikrořasách jako o zdroji biopaliv vyšší generace (bionafty).

Ukazuje se, že vyrábět bionaftu na bázi řas je teoreticky možné bez větších technických problémů. Jsou-li k dispozici vhodné kmeny řas, rozhodující bude volba typu reaktoru, separace řas z řasové suspenze a získávání olejů z nich.

V podstatě jedinou alternativou vhodného fotobioreaktoru je dnes otevřený typ mělkého rybníku nebo plošin, protože investiční náklady jsou významnou položkou celkové bilance ceny. V České republice, která je ve světové špičce výzkumu v řasách (třeboňské pracoviště Mikrobiologického ústavu Akademie věd ČR), jsou největší zkušenosti s pěstováním rychle rostoucí řasy Chlorella, i když probíhá výzkum i s jinými typy řas (např. poskytujících škrob pro výrobu biolihu). Hlavní současnou fyziologickou nevýhodou řas poskytujících oleje, je pomalost jejich růstu, což výrazně limituje jejich pěstování v otevřených typech fotobioreaktorů (možnost kontaminace jinými rychleji rostoucími mikroorganizmy). Úvhy o využívaní mikrořas jako zdroje biopaliv nejsou bezpředmětné, protože množství bionafty srovnatelné s množstvím již dnes vyráběným z řepky, by tímto způsobem bylo možné vyrobit na menších plochách, a to i v našich podmínkách, kdy kultivační doba je omezená.

Rozhodující problém je ekonomický. Narazili na to již v 70tých letech v USA, kde byl program produkce bionafty z řas státem enormně dotován. Program, i přes řadu dílčích úspěchů, byl nakonec zastaven. V současné době jsou sice příznivější ceny ropy, než byly v tehdejších letech, nicméně ekonomie je pořád hlavní brzdou aplikace výroby bionafty tímto způsobem. Řada výpočtů ukazuje, že právě náklady na získání biomasy s přijatelným obsahem olejů jsou stále limitující. Jestliže cena surové fosilní nafty je současně kolem 100 USD/barrel, tak by racionálně odhadnuté náklady na výrobu řasové biomasy s 55% oleje (!) měly být menší než 0,34 USD/kg. Náklady na výrobu rychle rostoucích řas se však dnes předpokládají kolem 3 USD/kg, u pomalu rostoucích řas produkujících olej to může být mnohem vyšší. V případě, že chceme uvažovat o výrobě bionafty z řas, odhadujeme, že musíme snížit náklady na jejich výrobu asi až o dva řády, což je velmi pesimistický výhled. Tento úkol asi bude v nejbližší době jen těžko splnitelný. Bez aplikace genetického inženýrství bude zcela nesplnitelný. Stojí však za povšimnutí, že řasy konzumují oxid uhličitý, kterým může být i oxid uhličitý ze spalných plynů. Je tohle způsob separace oxidu uhličitého ze spalných plynů?


Záchyt oxidu uhličitého z průmyslových emisí řasami

Předpokládá se, že řasy obsahují cca 55% uhlíku. Teoreticky tedy může 1 kg řas fixovat uhlík z 1,017 kg oxidu uhličitého nebo 1,026 Nm3. Fixace CO2 z průmyslových spaloven, kde emise CO2 se pohybují například kolem 2.107 kg CO2 /den, by při průměrné produkci i rychle rostoucích řas, která je kolem 20 g/m2/den, spotřebovala enormní a nerealistické velikosti kultivační plochy. Pokusy, které se v tomto smyslu ve světě dělají, jsou tedy průmyslově jen omezeně reálné, a maximálně se tak může fixovat v desetinách až jednotkách % produkovaného oxidu uhličitého z emisí.


Výroba žádaných produktů pro potravinářský, kosmetický a farmaceutický průmysl

Ukazují se však možnosti slušného komerčního zhodnocení specialit, jako jsou speciální nenasycené mastné kyseliny (arachidonová, eicosapentaenová EPA), docasahexoenová (DHA), které vyrábí zatím omezený počet společností (např. Lonza), nebo karotenoidů (astaxanthin) jako antioxidantů a žádaných biopigmentů, apod. Cenově by byly konkurence schopné i při nákladech kolem 3 USD/kg biomasy. Odpadní oxid uhličitý tak může být v tomto případě pokládán i za cennou a lacinou surovinu.


Závěr

Otázka, co s přebytečným oxidem uhličitým, je otevřená a její řešení není záležitostí blízké budoucnosti.


Šipka Příspěvek Františka Kaštánka (ve formátu pdf) si můžete přečíst zde.


Z tiskové konference Rady pro popularizaci vědy Akademie věd ČR, 11.02.2010


Zdroje:
- Akademie věd ČR (11.02.2010, Globální klimatická změna: aktuální teoretické a praktické pohledy)
- České noviny (11.02.2010, Letošní zima možná souvisí s oceánskými změnami)






Související články:
Jaké jsou výsledky klimatické konference v Paříži? 19.01.2016
Dohoda v Cancúnu 13.12.2010
Mladí Zelení pořádají 4.12. mítink, žádají dohodu o omezení emisí 04.12.2010
V Mexiku začal summit OSN o klimatických změnách 30.11.2010
Ekologický institut Veronica: 350 a dost! Umělci pro klima 12.10.2010
CDE: Změna klimatu ohrožuje zdraví a životy statisíců Evropanů 11.03.2010
Klimatické změny jsou i bezpečnostní problém 09.02.2010
MŽP: Závěry z neformálního zasedání ministrů životního prostředí EU 19.01.2010
EU požaduje uzavřít globální závaznou dohodu ke klimatu v roce 2010 22.12.2009
Konference OSN v Kodani skončila neúspěchem, ekologové se zlobí 19.12.2009
Kodaň selhala. Čím později to politici napraví, tím hůře 19.12.2009
Konference o klimatu začala, nevládní organizace udělovaly anticeny 08.12.2009
Rozvojové a humanitární organizace vyzývají ke snižování emisí 04.11.2009
Ekologické organizace: Česká republika potápí klimatickou dohodu 23.10.2009
MŽP: Evropští ministři se na klimatických závěrech pro Kodaň shodli 23.10.2009
Rozvinuté země by měly investovat do nižší závislosti na uhlíku 07.10.2009
MŽP: Začala další série jednání OSN k nové klimatické dohodě 10.08.2009
Skupina G8 se shodla na nutnosti omezit emise, G5 dohodu odmítá 10.07.2009
Dusík (MŽP): Obamova administrativa se zapojí do jednání o klimatu 03.02.2009
MŽP: V pondělí začíná v Poznani klimatický summit OSN 28.11.2008
V Kodani musí dojít k dohodě o ochraně klimatu, jinak může být pozdě 31.10.2008
Bursík: Vítám výzvu světových firem k závaznému snižování emisí 24.06.2008
Konference OSN na Bali - úspěch nebo ostuda? 18.12.2007
Jednání o klimatu na Bali jsou stále zablokovaná 14.12.2007
Vyjednávání o klimatu na Bali směřují do finále 13.12.2007
V pondělí začíná na Bali zásadní konference ke klimatu 29.11.2007
Volby v Austrálii rozhodly - Austrálie ratifikuje Kjótský protokol 24.11.2007
Evropští ministři se radili, jak dál v ochraně klimatu 01.11.2007
Státy skupiny G8 se dohodli na snížení emisí 07.06.2007
Ministři EU diskutovali o klimatických změnách 04.06.2007




  Významné dny
  Slunce aktuálně
Slunce aktuálně

Počet dnů bez skvrn:
2016: 32 (9 %)  
2017: 94 (27 %)

Podrobnosti
  Země aktuálně
Globální teplotní odchylka
0,90 °C (1-12/2015)
0,94 °C (1-12/2016)
0,87 °C (1-9/2017)  

Koncentrace CO2
403,39 ppm (8/2016)
405,15 ppm (8/2017)

Lidská populace
7,437 miliardy (11/2017)

Index cen potravin FAO
176,4 bodů (10/2017)

ENSO
La Niña
(SOI: +0,9)

(10/2017)
  Nejčtenější články
» 22.06.2017 - 2758x
Období leden až květen 2017 s odchylkou 0,92 stupně, v Africe byl květen nejteplejší v historii (číst článek)


» 05.09.2017 - 1973x
Hurikán Harvey byl zřejmě nejničivějším hurikánem novodobé historie (číst článek)


» 09.09.2017 - 1565x
Hurikán Irma pustošil Karibik i Floridu, škody by mohly přesáhnout 100 miliard dolarů (číst článek)


» 22.10.2017 - 1405x
Teplotní odchylka za tři čtvrtiny roku 2017 je druhá nejvyšší od roku 1880, jako celek bude rok 2017 asi až třetí v pořadí (číst článek)


» 19.09.2017 - 1326x
Hurikán Maria devastoval ostrovy v Karibiku (číst článek)


» 20.09.2017 - 1322x
V Arktidě poklesla 13. září rozloha mořského ledu na letošní minimum (číst článek)


Gnosis - internetový magazín pro ty, kdo hledají poznání
Hlavní rubriky: Klimatické změny | Ničení Země | Další hrozby | Pomoc přírodě | Spiritualita, apokryfy | Záhady, zajímavosti | Ostatní
Pro články čtenářů je vyhrazena sekce Hledání Světla. Máte-li zájem o publikování svého článku, pište na e-mail info@gnosis.cz.
Přebírání článků je možné po předchozí domluvě a pod podmínkou uvedení zdroje (tím se rozumí uvedení jména autora a příslušného odkazu).
RSS | Atom | Vytvořeno v phpRS.
Provozovatel: Libor Kukliš, 2004 - 2017