KLIMATICK ZMENY A MON DSLEDKY V MESTCH CLIMATE

KLIMATICKÉ ZMENY A MOŽNÉ DÔSLEDKY V MESTÁCH CLIMATE CHANGES AND POSSIBLE IMPACTS IN CITIES Milan LAPIN Fakulta matematiky, fyziky a informatiky Univerzita Komenského Bratislava Na riešení uvedenej problematiky sa významne podieľa aj SHMÚ v Bratislave lapin@fmph. uniba. sk , www. dmc. fmph. uniba. sk Žilina, 27. XI. 2008

Na úvod Banská Bystrica 24. V. 2007 ráno o 8. 00 h. Foto: M. Lapin

Na úvod Brusel 16. II. 2007 o 19. 00 h. Foto: M. Lapin

Foto: M. Lapin Na úvod juh Slovenska 7. V. 2007 o 16. 00 h.

VARIABILITA ODCHÝLOK ROČNÝCH PRIEMEROV TEPLOTY VZDUCHU NA SEVERNEJ POLOGULI V OBDOBÍ 1850 -2008 OD PRIEMEROV 1961 -1990 (HADLEY, CRU ÚDAJE) Hadley, CRU, spracúva každý mesiac odchýlky teploty vzduchu z asi 3000 staníc na Zemi od priemeru z obdobia 1961 -1990 (na severnej pologuli je z toho asi 2000 staníc. Je vidieť, že popri dlhodobých zmenách je tam aj krátkodobé kolísanie ovplyvnené javmi El. Niňo a La. Niňa, 11 -ročným cyklom slnečnej aktivity a sopečnými erupciami.

TÉMA PREDNÁŠKY JE TROCHU ROZSIAHLEJŠIA q Globálne otepľovanie, klimatická zmena, očakávané regionálne a lokálne dôsledky klimatických zmien, odhad zraniteľnosti socio-ekonomických sektorov, adaptačné a zmierňujúce opatrenia na Slovensku q To zahŕňa aj monitoring a výskum zmien a variability klímy, prípravu klimatických scenárov, návrh modelov na odhad možných dôsledkov zmien klímy, analýzu scenárov socioekonomického vývoja, redukciu emisie skleníkových plynov a i. q Budúce zmeny klímy sa skladajú zo zmien prirodzeného pôvodu a z klimatickej zmeny spôsobenej emisiou skleníkových plynov q Doteraz sme sa v SR zaoberali predovšetkým možnými dôsledkami klimatickej zmeny na ekosystémy, poľnohospodárstvo, lesné a vodné hospodárstvo, problematika vzťahu globálneho otepľovania a klímy miest bola riešená iba ako okrajová (nebol o to záujem)

Schéma ročných hodnôt energetickej bilancie povrchu Zeme ako celku Albedo Solar Radiation Greenhouse gases in the Atmosphere, H 2 O Atmospheric window for l = 8. 5 -12. 5 mm Infra Red A TMO S HERE By IPCC 2006 EARTH’S SURFACE

TROCHU TEÓRIE NA ÚVOD q. Energetická bilancia zemského povrchu je: B = H + LE + Q, kde B je radiačná bilancia, H – tok tepla do atmosféry, LE – tok energie na výpar a Q – tok tepla do pôdy q Celková radiačná bilancia má analytické vyjadrenie: B = (S + D)(1 - A) - (Ez -(1 - AL)Ea), kde S je priame a D difúzne žiarenie smerom k zemskému povrchu, A je albedo krátkovlnného a AL albedo dlhovlnného žiarenia, Ez je vyžarovanie zemského povrchu a Ea je spätné dlhovlnné vyžarovanie atmosféry, radiačnú bilanciu môžeme určiť aj vo výške 10 km q Porovnajme bilanciu energie a radiácie v globálnom, regionálnom a lokálnom rozmere, v prirodzenom a ovplyvnenom priestore

Všimnúť si treba hlavne to, že Slnko vyžaruje krátkovlnné a Zem dlhovlnné žiarenie, ktoré sa odlišne absorbuje skleníkovými plynmi v atmosfére, tmavé plochy reprezentujú pohltené žiarenie TOKY RADIÁCIE V ATMOSFÉRE mm ZEM SLNKO VIDITEĽNÉ INFRAČERVENÉ Úplná absorpcia a rozptyl H 2 O CO 2 Ozón Metán Oxid dusný Rozptyl mm Wikipedia

EŠTE TROCHU TEÓRIE q Planetárne albedo je pre celú Zem dlhodobo stabilné (30%), na jednotlivých miestach sa môže značne odlišovať, pričom má u nás aj výrazný ročný a menej výrazný denný chod q Krajina v okolí miest má albedo počas vegetačného obdobia okolo 22% (vlhký trávnik) až okolo 31% (suchý trávnik), listnatý les má albedo od 16 do 27%, ihličnatý od 6 do 19%, holá pôda (ornica) od 7 do 20% a snehová pokrývka od 18 do 85% q V mestách sa nachádzajú rôzne plochy s veľmi rozdielnou farbou, teda aj albedo sa môže značne líšiť od okolia, navyše sú tam materiály s rôznou tepelnou vodivosťou (betón, kameň, asfalt, trávniky. . . ) a nízky výpar z pôdy a rastlín

SIEŤ KLIMATOLOGICKÝCH STANÍC NA SLOVENSKU 35 staníc v 1961 -2000 3 v období 1881 -2000

SIEŤ ZRÁŽKOMERNÝCH STANÍC NA SLOVENSKU 607 staníc v období 1951 -2000, 557 s vyššou kvalitou 203 v období 1901 -2000, 100 s vyššou kvalitou

Observatórium Lomnický štít, 2635 m n. m. Foto: M. Lapin, 2004

Observatórium Hurbanovo, 115 m n. m. Foto: M. Lapin, 1989

Observatórium Bratislava Trnavská, 131 m n. m. Pozorovanie tu skončilo v roku 1981 Foto: Š. Petrovič, 1942

VÝSKUM KLÍMY MIEST V SR q Mestská klíma sa na Slovensku skúmala v Bratislave (1981 -1985) a v Košiciach (1986 -1990), použili sa riadne klimatické pozorovania na staniciach Bratislava-letisko, Bratislava-Koliba, Bratislava. Trnavská (Bratislava-Mlynská dolina), Petržalka, Malý Javorník, Košice-letisko, Košice-Podhradová, Košice. Park gen. Petrova, Košice-Heringeš a asi 5 účelových staníc v Bratislave a 4 v Košiciach q Okrem toho sa realizovali tzv. meracie jazdy (meranie teploty vzduchu a relatívnej vlhkosti vzduchu pomocou elektrických snímačov upevnených na streche auta) a expedičné merania vetra a iných prvkov na vybraných stanovištiach (výsledky sú publikované vo výskumných správach, v časopise Meteorologické zprávy (Praha 1987) a v Zborníkoch prác SHMÚ)

TREND TEPLOTY VZDUCHU V HURBANOVE V POLROKOCH 1881/2 - 2007/8

ODCHÝLKY TEPLOTY VZDUCHU V HURBANOVE OD NORMÁLU 1951 -1980 V MESIACOCH ROKOV 1987 - 2008

Relatívna početnosť rozdielov denných miním teploty vzduchu ≥ +5 a ≤ -5 °C medzi stanicami Bratislava Trnavská, Letisko, Malacky a Kuchyňa v promile Zima ≥ +5 [°C] ≤ -5 [°C] Jar ≥ +5 [°C] Jar ≤ -5 [°C] Leto Jeseň Rok Priem. rozdiel ≥ +5 [°C] ≤ -5 [°C] 17 0 21 0 14 0 8 0 15 0 1, 0 BA Trnav - Malacky 136 0 272 0 371 0 259 0 260 0 3, 3 BA Trnav - Kuchyňa 147 0 275 0 245 0 201 0 218 0 2, 9 BA Let - Malacky 37 3 43 8 71 1 55 7 51 5 1, 6 BA Let - Kuchyňa 45 8 64 20 29 8 30 16 42 13 1, 2 BA Trnav - BA Let Tieto údaje sú v promile – desatiny percenta

Rozdiely priemerov teploty vzduchu medzi 10 stanicami v nižších polohách v Bratislave a blízkom okolí a na referenčnej stanici Bratislava letisko v období 1981 -1984 v °C

VÝSKUM KLÍMY MIEST V SR q Zhodnotenie výskumu zvláštností mestskej klímy v Bratislave a Košiciach potvrdilo, že urbanizovaná časť mesta má odlišnú mikroklímu ako neurbanizovaná; rozdiely sú tým väčšie, čím je urbanizovaná časť bližšie k centru mesta a čím je neurbanizovaná lokalita vzdialenejšia od urbanizovaných častí q Najlepšie sú dokumentované rozdiely v mesačných, ročných a sezónnych priemeroch teploty vzduchu; je zaujímavé, že rozdiely sú väčšie v lete ako v zime, čo potvrdzuje teoretické predpoklady o väčšom vplyve zmenenej energetickej bilancie zemského povrchu ako tepla z vykurovania interiérov v chladnej časti roka; najväčšie rozdiely teploty vzduchu sa pozorovali v neskorých večerných hodinách a najmenšie popoludní; zmenené teplotné pomery ovplyvnili aj iné klimatické prvky, najmä relatívnu vlhkosť vzduchu v noci a ráno; výskum vplyvu klimaticke zmeny sa pripravuje

2008 ? 2007 ? V rokoch 2007 a 2008 je odhad Celosvetová emisia fosílneho uhlíka v mlrd. t Podľa Global Carbon Project (NOAA 2007)

Od roku 1000 do roku 1860 vidíme zmeny a variabilitu globálnej teploty vzduchu ako výsledok analýzy podľa tzv. proxy údajov, teda letokruhov stromov, korálov, ľadovcov, záznamov v kronikách. . . Červená čiara reprezentuje 50 -ročné priemery, šedá zóna 95% výskyt, všetko ako odchýlka ročných priemerov na Zemi od normálu z obdobia 1971 - 2000. PRIEMERNÁ TEPLOTA VZDUCHU NA CELEJ ZEMI V OBDOBÍ 1000 -2005 A SCENÁRE DO ROKU 2100 (ODCHÝLKY OD PRIEMERU Z OBDOBIA 1961 -1990) Scenáre zmeny klímy (priemer na Zemi) Nepriame odhady Priame merania

MOŽNOSTI ZMENY KLÍMY (upravené podľa IPCC, 2001)

CCCM 2000 – scenáre denných priemerov T pre Hurbanovo v období 1961 – 2100 a merania do 2005 Model CGCM 2 A 2 Počet dní za rok s priemermi T

PARCIÁLNY TLAK VODNEJ PARY STAV NAD VODNOU HLADINOU Čím je v atmosfére viac vodnej pary, tým môže vzniknúť väčší úhrn zrážok Čím je vyššia teplota vzduchu, tým môže byť vyšší aj sýtostný doplnok D Výpar závisí priamo od D D 2 D 1 D 2 = 3. D 1

Možné zmeny 30 -minútových úhrnov zrážok v závislosti od rastu mernej vlhkosti vzduchu a w Do 2100 rast s* o 3, 2 g. kg-1 d. R 1951 -80 * * Ďalšie zvýšenie pre rast vertikálnej rýchlosti (w) a rast turbulencie

NAJBLIŽŠIE ÚLOHY VÝSKUMU ü Scenáre klimatickej zmeny: založené na denných výstupoch GCMs, metódy štatistické a dynamické, extrémne situácie, dlhé rady kvalitných pozorovaní ü Zraniteľnosť (impakty): dôsledky vysokých a malých úhrnov zrážok; vlny horúčav, evapotranspirácia, prívalové povodne, sucho, vodné zdroje; zmeny cirkulácie atmosféry; dôsledky na zdravie a bývanie Ø Adaptácia: povodne, sucho, dostatok vody, negatívne zmeny v ekosystémoch a vo využívaní krajiny, dôsledky na zdravie a bývanie, dôsledky v súvislosti s redukciou emisie skleníkových plynov a aerosólov do atmosféry Ø Monitoring, výskum a informovanie verejnosti Ø Problémy - všeobecný nedostatok financií a malý záujem

Ďakujem za pozornosť Viac informácií nájdete na weboch: www. dmc. fmph. uniba. sk, www. shmu. sk www. enviro. gov. sk E-mail: lapin@fmph. uniba. sk, Žilina, 27. XI. 2008