UTJECAJ OVJEKA NA ATMOSFERU I GLOBALNU KLIMU ATMOSFERA
UTJECAJ ČOVJEKA NA ATMOSFERU I GLOBALNU KLIMU
ATMOSFERA 1. • Atmosfera predstavlja plinoviti ovoj planeta zemlje koji doseže visinu od oko 100 km (razrijeđen i do 300 km) • Atmosfera je fizička smjesa plinova (78 % N 2, 21 % O 2, 0, 93 % Ar i drugih plinova) vodene pare, prašine, smoga. . . • Ona je ujedno i životni medij
ATMOSFERA 2. • toplinska svojstva atmosfere ne određuju dušik i kisik • toplinska svojstva atmosfere određuju staklenički plinovi • nihov udio u atmosferi plinova iznosi manje od 1 % • bez njih bi na površini zemlje umjesto 15 o. C, vladala temperatura od – 18 o. C
Uloga stakleničkih plinova • Staklenički plinovi imaju svojstvo da apsorbiraju dugovalno infaracrveno zračenje, koje se odbija od površine zemlje i na taj način zadržava toplina u prizemnim slojevima atmosfere (troposfere).
Ustrojstvo atmosfere: 1. troposfera (7 do 17 km) 2. stratosfera ( do 5 o km) (sfera ozona) 3. mezosfera i (50 do 80 km) 4. termosfera (preko 8 o km do 300 km)
Vertikalno ustrojstvo atmosfere
Prirodni staklenički učinak: Prirodnom stakleničkom učinku najviše pridonose: 1. vodena para s 20, 6 0 C 2. staklenički plinovi s 12, 4 0 C i to: • • • CO 2 - 7, 2 0 C Troposferski O 3 - 2, 4 0 C N 2 O- 1, 4 0 C CH 4 - 0, 8 0 C Ostali plinovi u tragovima 0, 6 0 C
Prirodni staklenički učinak
Antropogeni staklenički učinak
ANTROPOGENI STAKLENIČKI UČINAK • Možemo podvesti na porast istih plinova pod utjecajem ljudskih djelatnosti • Porast sintetiziranih kemijskih spojeva koji pridonose antropogenom stakleničkom učinku
Ljudske djelatnosti koje su najviše pogodovale antropogenom stakleničkom učinku: • uništavanje šuma - CO 2 i drugi plinovi u tragovima • energija - nečišćenje zraka (CO 2 , CO, NOx, CH 4 , Cx. Hx) • kemija –produkcija i primjena CFC, CHFC spojeva • poljodjelstvo i drugo - uzgoj riže CH 4 , gnojiva N 2 O, uzgoj goveda CH 4 , smeće CH 4 itd.
Tvorbi antropogenog stakleničkog učinka pridonose: § CO 2 s 50% (perzistira u atmosferi oko 120 godina) § CH 4 s 21% (perzistira u atmosferi oko 12 godina) § CFC i Clorflorougljikovodici s 17% (perzistira u atmosferi nekoliko stotina godina) § O 3 sa 7% - nastaje fotooksidacijom u troposferi § N 2 O i ostali plinovi s 5% - nitrifikacija i denitrifikacija u pregnojenim tlima (perzistira u atmosferi oko 120 godina) § Vodena para 3 %
Rast CO 2 u atmosferi
STRATOSFERSKI OZON
Značenje stratosferskog ozona • Štiti živa bića od štetnog ili smrtonosnog kratkovalnog ultraljubičastog zračenja • Ozon apsorbira štetne ultraljubičaste zrake valne dužine od 270 do 320 nm • Ozon pretvara energiju ultraljubičastih zraka u toplinsku energiju • Oko 90 % koncentracija ozona se nalazi između 20 i 30 kilometra atmosfere
Nastajanje i cijepanje ozona • Nastaje sudarom atoma kisika, molekule kisika i neutračlne molekule (obično dušika) • O 2 + O + M = O 3 + 100 k. J/mol • Apsorpcijom ultraljubičastih zraka valne dužine ispod 320 nm, ozon biva ponovno cijepan • O 3 + hv = O 2 +O
Nastanak ozona
Alternacije ozona O 3 • Koncentracija ozona izvrgnuta je velikim prostorno vremenskim mijenama, a najčešće uvjetovani različitim intenzitetom Sunčevih zraka u pojedinim dijelovima godine na pojedinim zemljopisnim širinama. • Najmanja je na Antarktiku u proljeće, nakon zimskih mjeseci bez Sunčeva svjetla, smanjenog pritoka ozona iz ekvatorijalnih područja i nastanka polarnih stratosferskih oblaka s ledenim kristalima. • Dakle, tu je zimi posebno jako poremećena ravnoteža tvorbe i razgradnje ozona.
Problem razgradnje ozona • Istovremeno sa stakleničkim učinkom O 3 u troposferi , pojavio se problem razgradnje zaštitnog sloja stratosferskog ozona koji štiti živa bića od smrtonosnih ili štetnih ultraljubičastih Sučevih zraka. • na lako narušivu prirodnu ravnotežu danas djeluju klorofluorougljici (CFC), haloni(uključuju Brom) i drugi spojevi (slijedeći slajd)
Antropogeni izvori ozonu štetnih tvari • Kao što je vidljivo iz prethodnih slika najznačajniji antropogeni izvori ozonu štetnih tvari su CFC spojevi i haloni. • CFC se upotrebljavaju u aerosolima (deodoransi, lakovi za kosu, osvježivači zraka prostorija, lakovi, boje, insekticidi) i u tehnici rashlađivanja (hladnjaci, zamrzivači, klima-uređaji i sl. ) • Najznačajnija upotreba halona je za proizvodnju protupožarne opreme, kao sredstvo za gašenje u protupožarnim stabilnim instalacijama i u vatrogasnim aparatima.
Klor - “Ozonski ubojica” • Kao primjer za lančane kemijske reakcije pri razgradnji sloja ozona u stratosferi, u kojoj su prisutni atomi kisika(O), molekula kisika(O 2), i labilna molekula ozona(O 3), prikazati ćemo katalitičko djelovanje klora, najvećeg «ozonskog ubojice» , odnosno CFC 11 (Klorfluorougljikovodika) i iz njih nastalog klormonoksida(Cl. O).
• Ako započinje sa Cl. O, prva reakcija je reakcija Cl. O sa O pri čemu nastaje Cl. Cl tada reagira sa (i tako ga razara) ozonom i ponovo stvara Cl. O. Ciklus tada ponovo počinje sa drugom reakcijom Cl. O sa O. Kako se Cl ili Cl. O reformiraju svaki put kad se neka molekula ozona razgradi, klor se promatra kao katalizator za destrukciju ozona.
Razgradnja stratosferskog ozona dovodi do povećanog priljeva U-V na Zemlju : • U-V zrake su u malim dozama pozitivne za ljude i životinje • uvećim koncentracijama fotoreaktivno mijenjaju građu stanica • Dovode do promjena u biogeokemijskom kruženju tvari • visini neto-primarne produkcije
Utjecaj U-V zraka na čovjeka i životinje • Posljedica antropogene razgradnje stratosferskog sloja ozona povećani je prije ultraljubičastih zraka, koje prodorne i snažne bivaju apsorbirane od nukleinskih kiselina, proteina i drugih makromolekula , pa se tako fotoreaktivno mijenja građa stanice. • prekomjerno zračenje prouzrokuje oštećenje imunološkog sustava, upale i oštećenja kože, te razne očne bolesti.
Jačina štetnosti U-V zračenja • Što je njihova valna dužina manja to je njihova štetna djelotvornost veća( npr. valna dužina od 300 nm tisuću puta ima veći učinakih od 310 nm, a do 320 nm 10. 000 puta snažnija).
Utjecaj U-V zračenja na floru • Flora. - mnogobrojne se biljne vrste pod utjecajem UV-zračenja odlikuju nižim rastom, kraćim člancima stabljika, većom razgranjenošću, listovima s debljom kutikulom, , tvorbom zaštitnih pigmenata u epidermalnim stanicama, nižom produkcijom biomase i promijenim reprodukcijskim svojstvima(cvatnja, razvoj peluda, veličina i količina sjemena.
Utjecaj U-V zračenja na akvatičke ekosustave • Akvatički ekosustavi su također izvrgnuti promjenama zbog povišenog UV-zračenja. • To se ponajprije odnosi na fitoplankton i zooplankton morskih i oceanskih megaekosustava, koji nisu razvili zaštitne mehanizme u onoj mjeri kao kopnene biljne i životinjske vrste. • Budući su oni osnova prehrambenih lanaca , njihove je značenje za cjelokupni život u moru od osobite važnosti.
Utjecaj U-V zračenja na akvatičke ekosustave • Za vrijeme ozonskih rupa umanjena je primarna produkcija fitoplanktona (0 – 12 i do čak 30%) • Time je i apsorpcija CO 2 umanjena u oceanima • Izumiranje vodozemaca i koralja se dijelom pripisuje ovom učinku Na kraju treba spomenuti i razorno djelovanje na građevine u kojima je plastika ugrađena.
Globalne promjene klime
Promjene klime • Promjene klime označuju takve klimatske promjene koje posredno ili neposredno pripisujemo ljudskim djelatnostima koje mijenjaju globalni sastav atmosfere i koje se pored prirodnih klimatskih oscilacija zamjećuju u određenom vremenskom razdoblju.
Vrijeme • Vrijeme - pod vremenom u meteorološkom smislu podrazumijevamo atmosferska zbivanja na nekom mjestu u određenom trenutku(najdulje 24 sata) ili atmosferske prilike na nekom području za vrijeme jednog kraćeg razdoblja(nekoliko dana, tjedana, mjesec dana ili cijelo godišnje doba).
Klima • Klima ili podneblje - jednog mjesta ili područja podrazumijeva prosječne vremenske prilike u njihovom godišnjem tijeku tj. ono što je u vremenskim pojavama, dugogodišnjim motrenjima utvrđeno kao redovito i pravilno, te služi kao karakteristika toga kraja(numeričkiizmjere tlaka, temperature, vlage, oborina, svjetla, vjetra, vidljivosti i sl. , te mjesečnim, dnevnim ili godišnjim srednjacima i ekstremima.
GLOBALNA KLIMA • Globalna klima je danas predmet opsežnih i sustavnih klimatoloških istraživanja. • Klimasustav je totalitet djelovanja atmosfere, hidrosfere, geosfere, biosfere i njihovih interakcija. • Vremenske promjene se događaju u troposferi
Primjer utjecaja iz biosfere Jedno stablo površine 100 m 2 lišća polučuje slijedeći učinak: 1. proizvodi 300 000 litara kisika na godinu 2. izlučuje transpiracijom 250 litara vode 3. proizvede 400 kg organske tvari 4. isfiltrira 700 kg prašine i aerosola 5. otpalim lišćem i korijenjem mijenja fizikalna, ekokemijska i biološka svojstva tla 6. dubljim korijenjem lomi stijenje i stvara tlo
Danas se sa sigurnošću može reći da se klimatske promjene očituju u: • • • Prosječne temperature u prizemnim djelovima atmosfere u prošlom stoljeću su porasle za 0, 3 do 0, 6 o. C U zdnjih dva desetljeća su najviše do danas izmjerene prosječne globalne temperature U istom su vremenskom razdoblju porasle koncentracije stakleničkih plinova Žestina vremenskih nepogoda je veća Razina morske vode povisila se u dvadesetom stoljeću za oko 15 cm(10 – 25 cm) Alpski glečeri smanjili su svoju površinu za oko 50% u posljednjih 150 godina. Također je ustanovljeno smanjivanje ledenog pokrivača na Grenlandu
Klimatske prognoze za 21 stoljeće ? ? ? • • porast temperatura od 1, 4 do 5, 8 C pad godišnje naoblake zagrijavanje oceana porast razine mora od 15 do 90 cm promjena distribucije oborina smanjenje snježnog i ledenog pokrivača premještanje klimazona od juga prema sjeveru • zaslanjivanje tala • nedostatak pitke vode • migracije stanovništva
BIOLOŠKO–HUMANI ASPEKTI KLIMATSKIH PROMJENA
Posljedice onečišćenja atmosfere stakleničkim plinovima 1. 2. 3. 4. 5. 6. porast temperature povećanje koncentracije CO 2 povlačenje i topljenje ledenjaka i snijega porast razine mora i zagrijavanje mora vremenske nepogode promjene u ekosustavu i biološkoj raznovrsnosti 7. utjecaj na zdravlje, 8. utjecaj na poljoprivredu, 9. utjecaj na gospodarstvo, 10. utjecaj na društvene procese i odnose.
Utjecaj klimatskih promjena na ekosustav i biološku raznovrsnost • došlo je do potpunoga kolapsa nekih prirodnih staništa • potpune nepredvidivosti ekoloških čimbenika u budućnosti • silne devastacije šumskih i vodenih površina • izumiranja nekih biljnih i životinjskih vrsta, te pojave novih • dolazi do genetskih promjena na sisavcima, dok se podmorski životni oblici mijenjaju
Utjecaj na kopnene biološke sustave 1. • biljkama u Europi zbog klimatskih promjena postaje sve toplije pa napuštaju svoja uobičajena staništa i sele se u hladnija visinska područja • biljke iz središnje Europe su proteklih deset godina promijenile staništa koja se sada nalaze na oko 30 metara višim područjima • klimatske promjene s povećanim temperaturama pridonose vrlo različitim procesima u flori • bez obilja vlage i vode nema niti obilježja biološke raznovrsnost
Utjecaj na kopnene biološke sustave 2. • mnoge planinske vrste će ugrožavati i zamjenjivati druge, prilagodljivije biljne vrste • to će dovesti do gubitka endemskih vrsta u planinskim regijama, kao što je to primjerice Velebitska degenija • zbog sve viših temperatura i smanjenih količina oborina, šume u Europi se suše • zbog sve viših temperatura i smanjenih količina oborina, ugroženo je više od 1/3 gljiva, te biljnih i životinjskih vrsta
Velebitska degenija
Amazonska prašuma • Najugroženija na svijetu je Amazonska prašuma, koja je najveće i najstarije biljno područje na Zemlji. • Prostire se na šest milijuna četvornih kilometara i čini 25% svih šuma na planetu. • Prosječno se na njezinom četvornom kilometru nalazi: 1. 750 vrsta biljaka, 2. 125 vrsta sisavaca, 3. 400 vrsta ptica, 4. 100 vrsta gmazova i 5. 16 vrsta vodozemaca.
Amazonska prašuma
Izumiranje vrsta • Pod utjecajem klimatskih promjena velik broj vrsta bi u budućnosti mogao izumrijeti. • Prema posljednjim znanstvenim pokazateljima: 1. njih gotovo 17 000 suočeno je sa sudbinom izumiranja 2. Uz sisavce, izumiranje prijeti vodozemcima i pticama. 3. Od 1, 8 milijuna biljnih i životinjskih vrsta, koje su opisane, znanstvenici procjenjuju da čak trećini prijeti izumiranje.
Promjene u morskim i slatkovodnim biološkim sustavima 1. • pomake u arealu algi, planktona i riba u oceanima na višim zemljopisnim širinama; • promjenama u količini algi, planktona i riba • povećanja količina algi i zooplanktona u oceanima i jezerima na višim zemljopisnim širinama; • promjene u rasponu i ranijim migracijama riba u rijekama.
Promjene u morskim i slatkovodnim biološkim sustavima 2. • obale će biti izložene sve većim rizicima, uključujući eroziju obale, zbog promjene klime i dizanja razine more. • Taj će se utjecaj još više pogoršati povećanjem ljudskih pritisaka na priobalna područja. • Koralji su osjetljivi na toplinske stresove i imaju vrlo nisku sposobnost prilagodbe (ekološku valenciju).
Dizanje razine mora također će se negativno odraziti • na priobalne močvare, uključujući i slane bare • posebno su ugrožena gusto naseljena i niska područja, čija je sposobnost prilagodbe relativno mala i koje su već suočene s nepogodama kao što su tropske oluje i lokalno priobalno klizanje tla. • najveći broj ljudi na koje će utjecati ove promjene nalaze se u velikim deltama Azije i Afrike, a najranjiviji su mali otoci.
Rijeke • rijeke drastično gube svoj vodeni potencijal i odumiru, uglavnom zbog klimatskih promjena • najugroženije su četiri najveće rijeke na svijetu, kineska Žuta rijeka, Ganges u Indiji, Niger u zapadnoj Africi i Colorado u sjeverozapadnoj Americi. • nisu pošteđene ni naše rijeke, osobito jadranskog sliva (Neretva, Cetina. Mirna)
Utjecaj klimatskih promjena na društvene djelatnosti Utjecaji povećanja temperature zabilježeni su na sljedećim područjima: • • na upravljanje poljoprivredom, kao što su ranija proljetna sadnja usjeva Na upravljanje šumama uslijed poremetnje režima šuma uslijed požara i štetnika ; na neke aspekte ljudskog zdravlja, kao što je mortalitet uslijed vrućine u Europi, zarazne bolesti u nekim područjima ; na neke ljudske aktivnosti u arktičkim područjima (npr. lov i putovanja preko snijega i leda) te na nižim visinama u alpskim područjima (kao što su planinski sportovi).
Utjecaj klimatskih promjena na proizvodnju hrane Pozitivno: 1. Povećanje CO 2 u atmosferi i porast temperatura uzrokuju: • ranije vrijeme sjetve, • povećavaju rast kultura i • povećavaju potencijalni urod. Negativno: 1. poljoprivredne kulture trebaju više vode 2. zbog nedostatka vode ugibaju 3. suhi predjeli postaju još suši, 4. plitke rijeke i potoci postaju još plići, i na kraju presahnu.
Utjecaj klimatskih promjena na proizvodnju hrane • na nižim geografskim širinama, posebice u sezonski suhim i tropskim regijama, očekuje se smanjenje prinosa usjeva • češće suše i poplave će se negativno odraziti na proizvodnju usjeva • zbog neprekidnog zatopljivanja očekuju se regionalne promjene u distribuciji i proizvodnji određenih vrsta riba, čiji će se štetni utjecaji odraziti na akvakulturu i ribarstvo. • za vrijeme toplotnog udara 2003. godine mnoge južne države Europe imale su smanjenje uroda za oko 30%, dok su države na sjeveru profitirale od viših temperatura i nešto manjih padalina.
Industrija i društvo Najranjiviji su: • industrije, naselja i društva koja se uglavnom nalaze duž obala i plavnih riječnih dolina, • ekonomije blisko povezane s resursima osjetljivima na promjene klime, (područjima čestih ekstremnih vremenskih prilika), • područjima u kojima se odvija ubrzana urbanizacija • Siromašne zajednice su posebno ranjive ( koje se nalaze u području visokog rizika) • one uglavnom imaju ograničenu sposobnost prilagodbe i ovisnije su o resursima osjetljivim na promjene klime, kao što su voda i hrana. • u područjima gdje ekstremne vremenske prilike postanu intenzivnije i učestalije povećat će se ekonomski i društveni troškovi
Cijena klimatskih promjena do 2030. godine • 49 i 171 milijardi dolara godišnje • zemlje u razvoju između 27 i 66 milijardi
Iznesena procjena temelji se na potrebi ulaganja u razvoj: • infrastrukture otporne na klimatske promjene, • pomoć poljoprivrednicima, • zaštitu izvora pitke vode, • obranu obalnih područja, te • rješavanje problema pothranjenosti i malarije, bolesti koju bi promjena klime mogla značajno ojačati.
Klimatske promjene i zdravlje • Neposredni utjecaj vremena - očituje se kod meteorotropnih bolesti kao što su vaskularne bolesti, astme, reuma ili rak kože. • Pothranjenost i zarazne bolesti koje se prenose vodom i hranom • alergije • Posredni učinakvrijeme može utjecati na čovjeka prijenosu zaraznih bolesti, utjecajem na proizvodnju hrane, dostupnost pitke vode i infrastrukturu.
Utjecaj klimatskih promjena na turizam Klima je ključni resurs za turizam: • podizanje razine mora može poplaviti primorska mjesta za odmor • topljenje snježnih kapa može negativno odraziti na skijališta • ekološke promjene širom svijeta mogle bi izbrisati s lica Zemlje neka od svjetski najpoznatijih turističkih odredišta • Maldivi bi mogli, do 2050. godine, biti u potpunosti potopljeni, s obzirom na to da se nalaze samo metar iznad razine oceana • dostupnost vode, bioraznovrsnost i obalnu erozija utječu na turizam • povećanje temperature i šumski požari utječu na turizam
Maldivi
- Slides: 59