Globální oteplování – strašák nebo fakt?

1. Globální oteplování – strašák nebo fakt? Jan Pretel Český hydrometeorologický ústav Café Nobel – Ústí n/L 11. 9. 2014

2. Otázky dnešního klubového podvečera

3. Rozdíl mezi počasím a klimatem • POČASÍ = • okamžitý stav atmosféry na daném místě • KLIMA (PODNEBÍ) = • průměrné charakteristické počasí na daném místě

4. Co dnes o změně klimatu víme?

5. Teplota - hlavní indikátor změn střídání geologických epoch s periodou kolem 120-140 tisíc let glaciály - pomalejší nástup, kulminace ke konci období, teplota o 5 - 6 oC nižší než dnes interglaciály - kratší, teplota o 2 - 5 oC vyšší než dnes NOAA (1880-2013) CO2 2010 2005 1998 2013 2003 2002 2006 2009 2007 2004 2012 T

6. Změny teploty nejsou plošně homogenní

7. Teploty v Evropě 1961 - 2013

8. Srážky v Evropě 1961 - 2013

9. Extrémní jevy • zvýšení průměrné teploty vede k vyššímu výskytu vysokých teplot a k poklesu výskytu nízkých teplot • zvyšující se proměnlivost počasí může vést k vyššímu výskytu vysokých i nízkých teplot teplé dny • změny teploty generují i změny dalších meteorologických /klimatologických faktorů • střídání suchých období a období intenzivních srážek chladné noci

10. Teploty a srážky v ČR 1961 - 2010 • trend »0,3oC/10 let • trend » 8 mm (tj. 1,1 % ) /10 let

11. Teplé dny vs. chladné noci 1961 - 2010 Průměrné počty dnů za rok (ČR)

12. Jsou zřejmé příčiny změn?

13. Příčiny změn klimatického systému klimatický systém • přirozené • orbitální změny • změny sluneční činnost • změny parametrů zemského povrchu a oceánů • sopečná činnost • antropogenní • emise skleníkových plynů • působení člověka na složky systému • atmosféra • oceán • kryosféra • litosféra • biosféra • změny ve složkách • vazby mezi složkami • zpětné vazby

14. Orbitální změny, sluneční činnost • sklon zemské osy • periodicita ~ 41 000 let • změny excentricity eliptické dráhy • periodicita ~ 100 000 let • precese zemské osy • periodicita ~ 26 000 let Milankovičovy cykly • 11 let • 22 let • 87 let • 210 let • 2300 let • 6000 let

15. Jaká je role skleníkových plynů?

16. Skleníkové plyny a skleníkový efekt • skleníkové plyny • přirozené (vodní pára, CO2, CH4) • antropogenní (CO2, CH4, N2O, PFC, HFC, SF6) • oteplování • pevné aerosoly • ochlazování • vodní pára • výpar • oblačnost • zpětné vazby • podíl » 65-85 % • vliv dříve spíše podceňován • atmosféra a zemský povrch pohlcuje a odráží sluneční záření • dlouhovlnné vyzařování Země bez skleníkových plynů • Þ T ~ -18 oC • působení přirozeného množství skleníkových plynů • ÞT ~ 15 oC • antropogenní skleníkové plyny • ÞDT > 0

17. Emise plynů vs. jejich koncentrace zdroje emisí skleníkových plynů • energetika • průmysl • doprava • zemědělství • odlesňování • odpady • koncentrace skleníkových plynů • nárůst o přibližně 25 % za posledních 50 let • nárůst o přibližně 40 % za posledních 200 let • trend meziročních nárůstů kolem 2 ppm, tj. přibližně 0,5 %/rok

18. Jak přesně lze budoucí klima odhadnout?

19. Modelování vývoje klimatu

20. Schéma modelování GCM RCM I RCM II • ČHMÚ: RCM ALADIN – CLIMATE/CZ • (CGM ARPÉGE-CLIMATE) • krok 25 km • podrobnější topografie • statistický downscalling • validace modelu na datech 1961-1990 • VÝSTUPY: teplota, srážky, vlhkost, vítr, globální záření • porovnání výsledků s evropskými projekty ENSEMBLES, PRUDENCE, CECILIA • výběr scénáře RCP 2013 (dříve SRES 2000) • výběr období • výběr modelu • GCM (krok ~ 300 km) • RCM I (krok ~ 75 km) • RCM II (krok £ 25 km)

21. Scénáře RCP 2013 (RepresentativeConcentrationPathway) • Podle přibližného celkového radiačního působení v roce 2100 oproti roku 1750: • RCP2.6 – 2,6 W/m2 – výrazné snížení koncentrace CO2eqv atmosféře • RCP4.5 – 4,5 W/m2 – stabilizace koncentrace CO2eqna nižší úrovni • RCP6.0 – 6,0 W/m2 – stabilizace koncentrace CO2eqna vyšší úrovni • RCP8.5 – 8,5 W/m2 – bez omezení emisí • SRES 2000 • (stávající celkové radiační působení ~ 2,3 [1,1 - 3,3]W/m2)

22. Důsledky scénářů RCP 2013 • vzestup teploty o více než 2°C je pravděpodobný u scénářů RCP6.0 a RCP8.5 • je spíše pravděpodobný u scénáře RCP 4.5 • oteplování bude pokračovat i po roce 2100 podle všech scénářů s výjimkou RCP2.6 • oteplování bude nadále vykazovat kolísání v rámci let až dekád a nebude regionálně uniformní

23. Modelový výhled teploty 2081 - 2100

24. Modelový výhled – teplota (2071-2100 vs. 1971-2000)

25. Modelový výhled – extrémní teploty

26. Modelový výhled – srážky

27. Modelový výhled – teplota (scénář A1B) 1961-1990 2040-2069 změny za dekádu oproti předchozímu období 0,35o 0,37o 2010-2039 2070-2099 0,23o 1961-1990 1961-1990 2010-2039 2010-2039 2040-2069 2040-2069 2070-2099 2070-2099 Teplota Teplota srážky srážky Sluneční svit Sluneční svit

28. Modelový výhled – extrémní teploty

29. Modelový výhled – srážky (scénář A1B) 2040-2069 1961-1990 změny za dekádu oproti předchozímu období 0,35o - 0,5% 0,37o - 0,6% 2010-2039 2070-2099 0,23o +0,7% 1961-1990 1961-1990 2010-2039 2010-2039 2040-2069 2040-2069 2070-2099 2070-2099 Teplota Teplota srážky srážky Sluneční svit Sluneční svit

30. Hlavní nejistoty současných projekcí • socio-ekonomické předpoklady modelů (scénáře) • parametry modelů(vlhkost, oblačnost, uvolňování tepla z oceánů, aerosoly, zpětné vazby uhlíkového cyklu, aj.) • vazba atmosféra – oceán (změny oceánického proudění, nárůst hladin oceánů) • nižší přesnost projekcí srážek • nižší přesnost regionálních projekcí (projevy menších měřítek jsou výrazně nestacionární) • nejistoty se zvyšují se zvyšováním časových projekčních období • projekce nejsou předpovědí výhledového stavu

31. Schéma nejistot projekcí změn klimatu ? ? ? ? SCÉNÁŘE RCP UHLÍKOVÝ CYKLUS KLIMATICKÁ ODEZVA (vliv vodní páry, energetické procesy, aktivní povrch, …) REGIONÁLNÍ SCÉNÁŘ KLIMATU ROZSAH DOPADŮ ZMĚN

32. Jaká jsou hlavní rizika předpokládaných změn

33. Důsledky změn • změna klimatu = problém globální • dopady, zranitelnost = problém regionální • vyspělejší regióny – nižší rizika Populační vývoj (mld.)

34. Rizika dopadů změn pro ČR • Zdraví • extremita počasí • teplotní stresy, choroby • Doprava a cestovní ruch • extremita počasí • úbytek sněhu • kvalita vody • Pojišťovnictví • extremita počasí • záplavy, povodně • sucha • Energetika • energetické špičky • přenosové soustavy • Vodní hospodářství • proměnlivost srážek, extrémní srážkové periody • rizika sucha, záplav a povodní • kvalita vody • Zemědělství • teplotní a vláhové stresy • změny vegetačního období, • škůdci, virové a houbové choroby • Lesnictví • teplotní a vláhové stresy, přísušky • posuny vegetačních stupňů • škůdci, virové a houbové choroby • rizika požárů

35. Poslední zpráva IPCCFifthAssessment Report (AR5) • Září 2013 - Climate Change 2013: The Physical Science Basis • Březen 2014 – Climate Change 2014: Impacts, Adaptation and Vulnerability • Duben 2014 – Climate Change 2014: ClimateChangeMitigation • Říjen 2014 - Climate Change 2014: Synthesis Report

36. Hlavní poznatky I. části Poslední tři dekády byly od roku 1850 nejteplejší, na severní polokouli je období 1983-2012 nejteplejší za posledních 1400 let Globální přízemní teplota vzrostla v období 1880-2012 o 0,85 °C Výskyt vln vysokých teplot roste v Evropě, Asii a Austrálii, v severní Americe a v Evropě roste počet a intensita silných srážek Energie akumulovaná v klimatickém systému je z 90% ukládána do oceánu – nárůst hladin Koncentrace CO2 jsou o 40%, CH4 o 150% a N2O o 20% vyšší než byly před průmyslovou revolucí a jsou nejvyšší za posledních 800 000 let Více než 50 % nárůstu teploty (1951-2010) je způsobeno zvýšením koncentrací skleníkových plynů a antropogenními změnami dalších faktorů Modelový odhad: zvýšení průměrné globální teploty o 1°C - 4°C (2100)

37. Hlavní poznatky II. části Dopady změn v přírodních a antropogenních systémech lze pozorovat na všech kontinentech a oceánech Zvyšuje se četnost výskytu extrémního počasí a jeho dopadů na člověka a ekosystémy Negativní dopady změny klimatu se projevují nejvíce v zemědělství Změny klimatu ovlivňují hydrologickou bilanci, dostupnost a kvalitu pitné vody Ekonomické ztráty jsou odhadovány v rozsahu 0,2 - 2% HDP Změna klimatu může nepřímo zvyšovat rizika násilných konfliktů, ovlivňovat kritickou infrastrukturu mnoha zemí a snižovat jejich vnitřní bezpečnost Hlavní rizika pro Evropu: extrémní srážky, vlny výskytu vysokých teplot, výskyt nebezpečných cyklón, nárůst hladin oceánu

38. Hlavní poznatky III. části Ekonomické ohodnocení mitigací musí vycházet z porovnávání aktuálních nákladů s budoucími přínosy (diskontování) Analýza očekávaných emisí CO2eq pro různé mitigační scénáře udržet koncentrace CO2eq pod úrovní 450 ppm (2100) znamená snížit emise CO2eq v rozsahu 40-70% (2050 vs. 2010) Redukce emisí vyžaduje rozsáhlé změny v investičních systémech Dekarbonizace výroby energie je klíčovou částí mitigačních scénářů pro udržení koncentrace CO2eq v atmosféře (jaderná energie je nízkouhlíkovou technologií) Kjótský protokol byl prvním závazkem postaveným na principech a cílech UNFCCC, měl však jen minimální dopad na globální emise

39. Lze „boj s klimatem“ vyhrát ?

40. Reakce na probíhající změny • Problémy dopadů klimatické změny lze řešit snižováním emisí • „běh na dlouhou trať“ (velká setrvačnost klimatického systému, jak zapojit všechny státy světa, apod.) • ale také volbou vhodných adaptačních opatření • rychlejší a levnější reakce na velkou setrvačnost klimatického systému

41. Snižování GHG emisí a efektivita Kjótského protokolu (2012) • světové emise CO2 od r. 1990 vzrostly o 40 % • emise CO2v průmyslových státech (Annex I)vzrostly o 1,5 % • emise CO2v rozvojových státech(non-Annex I) vzrostly o 120 % x x x x x ČR (2012) – 0,6%

42. Adaptační opatření • soubor možných přizpůsobení přírodního nebo antropogenního systému probíhající nebo předpokládané změně klimatu a jejím dopadům • sektorové aktivity podporující možná přizpůsobení a snižování rizik ! Typy opatření: Východiska: • znalosti rizik (případové studie, analýzy, domácí i zahraniční) • sektorové i regionální odlišnosti • význam úlohy regiónů

43. Schéma přípravy adaptační strategie

44. Směry adaptačních opatření (I) Voda opatření v krajině organizační (plošná rozmanitost pozemkových úprav, podpora zalesnění a zatravnění…) agrotechnická (osevní postupy podporující infiltraci atp.) biotechnická (průlehy, zasakovací pásy atd.) opatření na tocích a v nivě revitalizace toků (úpravy řečišť, uvolnění nivy pro rozlivy) opatření v urbanizovaných územích zvýšení infiltrace dešťové vody, jímání a využívání srážkových vod obnova starých či zřízení nových vodních nádrží zefektivnění hospodaření s vodními zdroji snížení spotřeby vody minimalizace ztrát, stanovení priorit pro kritické situace nedostatku vody dokonalejší čištění odpadních vod

45. Směry adaptačních opatření (II) Zemědělství úprava zemědělské činnosti snížení rozmanitosti, šlechtění pro změněné podmínky agrotechnické technologie snížení ztrát půdní vláhy, změny systémů pěstování udržení úrodnosti půdy rizikem jsou plodiny pro energetické využívání (biopaliva) a klesající hnojení organickými hnojivy zvýšení stability půd rizika větrné eroze a snížení aridizace krajiny změny pěstebních postupů optimalizace závlahových systémů ochrana před zvýšeným tlakem infekčních chorob a škůdců

46. Směry adaptačních opatření (III) Lesnictví lokální predikce možného ohrožení zvyšování adaptačního potenciálu lesů změny druhového složení lesa, garantující dostatečnou biodiverzitu i odolnost náhrada jednodruhových porostů směsí dřevin druhová, genová a věková diverzifikace porostů dlouhodobé plánování a respektování specifik lesních oblastí posilování protipovodňové a protierozní funkce lesa zalesňování nelesních ploch integrovaná ochrana lesa proti kalamitním i invazním škůdcům eliminace rizik gradací hmyzích škůdců, vaskulárních mykóz a kořenových hnilob

47. Perikles (493-429 př.n.l.): „Není důležité budoucnost předpovídat , ale je třeba se na ni připravit…“ • Děkuji za pozornost • RNDr. Jan Pretel, CSc. • Český hydrometeorologický ústav • Na Šabatce 17, 143 06 Praha 4 • pretel@chmi.cz www.chmi.cz