Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 1

Układ klimatyczny

atmosfera

hydrosfera

biosfera

kriosfera

geosfera

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 2

Klimat, bilans energetyczny

Bez efektucieplarnianegoT=-18oC

T=15oC66%30%

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 3

Przyczyny zmian klimatycznych

Przyczyny zewnętrzne:•Zmiana orbity Ziemi (teoria Milankowicza)•Zmiana ilości energii docierającej ze Słońca (aktywność Słońca)

Przyczyny wewnętrzne:

•Zmiany cyrkulacji w oceanach•Zmiany składu atmosfery•Wybuchy wulkanów

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 4

Płyty kontynentalne

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 5

Skąd ślady lodowców w tropikach?

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 6

Temperatura w ciągu tysiąclecia

Pierwsze pomiary temperatury ze Środkowej Anglii

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 7

Temperatura, CO2, , metan

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 8

Główne rodzaje i źródła zanieczyszczeń

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 9

Emisja zanieczyszczeń w USA

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 10

Wpływ wiatru na rozchodzenie się zanieczyszczeń

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 11

Wpływ inwersji

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 12

Różnice w pomiarach temperatury

Pomiary naziemne

Pomiary balonowe

Pomiary satelitarne

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 13

Prognozy

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 14

Dlaczego małe zmiany temperatury są ważne?

Mała zmiana temperatury istotnie zwiększa ilość dni z

temperaturami ekstremalnymi

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 15

Rola aerozoli w bilansie energetycznym ziemi

Aerozole – cząstki o promieniu mniejszym niż 1m, bardzo wydajne w rozpraszaniu promieniowania widzialnego.

W uprzemysłowionych częściach świata – związki siarki (czas życia ok jednego tygodnia).

W tropikach – produkty spalania biomasy (cząstki organiczne i sadze) – rozpraszają promieniowanie widzialne, absorbują podczerwone.

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 16

Pośredni wpływ aerozoli

Ochłodzenie wywołane przez aerozole równoważy 30-50% ocieplenia powodowanego przez gazy cieplarniane (2.5W/m2)

Rozpraszanie i absorpcja promieniowania

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 17

Rola chmur z warstwy granicznej w systemie klimatycznym

Albedo

CCN

Zanieczyszczenia

Strumieńciepła

utajonego i odczuwalnego

Ocean

Długość życia i rozciągłość przestrzenna

Koncentracjakropelek

Intensywnośćopadu

DMS

+

T

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 18

Obserwacje pośredniego wpływu aerozoli

. .. .

. .. .. .. .. .

. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ::. .. .. .. .

. .. .. ..... ........ . ...... ........ . ..

::::::::::

::::::::

Stratocumulus

Większe albedo

WiększaKoncentracjaMniejsze re

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 19

Prądy morskie i zasolenie oceanów

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 20

Dlaczego zmiana klimatu może być niepokojąca?

Ekstremalne zjawiska meteorologiczne:Susze, powodzie, sztormy,tornada

Wpływ na zdrowie:-negatywne skutki zwiększonej częstotliwości występowania ekstremalnych warunków meteorologicznych

-rozszerzenie obszaru występowania różnych chorób (np. Malaria)

-wyższe temperatury i mniejsze zasoby wodne mogą spowodować rozwój organizmów wywołujących biegunkę, cholerę itp.

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 21

Jak zapobiec zmianom klimatycznym?

IPCCIPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change – Intergovernmental Panel on Climate Change Grupy robocze: Grupy robocze: naukowe aspekty zmian klimatycznych naukowe aspekty zmian klimatycznych wrażliwość środowiska naturalnego i wrażliwość środowiska naturalnego i socio-ekonomicznego socio-ekonomicznego zmniejszenie emisji gazów zmniejszenie emisji gazów

cieplarnianychcieplarnianych

Protokół z KyotoProtokół z Kyoto (grudzień 1997, III konferencja stron (grudzień 1997, III konferencja stron Framework Convention on Climate Change (FCCC))Framework Convention on Climate Change (FCCC))

zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych o 5.2% w porównaniu zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych o 5.2% w porównaniu z rokiem 1990 w latach 2008-2012z rokiem 1990 w latach 2008-2012

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 22

Prognozy pogody (?) - 1

Termometr – Galileusz (Odrodzenie)Termometr – Galileusz (Odrodzenie) Barometr – Toricelli; zauważył,że zmiany Barometr – Toricelli; zauważył,że zmiany

pogody są związane ze zmianami ciśnieniapogody są związane ze zmianami ciśnienia Higrometr – połowa XVII wiekuHigrometr – połowa XVII wieku Pierwszy model cyrkulacji atmosfery – Hadley, Pierwszy model cyrkulacji atmosfery – Hadley,

1735 r.1735 r.

Termometr rtęciowy – Fahrenheit (początek Termometr rtęciowy – Fahrenheit (początek XVIII w)XVIII w)

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 23

Prognozy pogody - 2

XVIII w pierwsze sieci pomiarowe i mapy XVIII w pierwsze sieci pomiarowe i mapy synoptycznesynoptyczne

I połowa XIX w – wynalezienie telegrafu; I połowa XIX w – wynalezienie telegrafu; szybszy przepływ informacji o sytuacji szybszy przepływ informacji o sytuacji meteorologicznejmeteorologicznej

1873 r – powstanie Międzynarodowej 1873 r – powstanie Międzynarodowej Organizacji Meteorologicznej; później Organizacji Meteorologicznej; później Światowa Organizacja MeteorologicznaŚwiatowa Organizacja Meteorologiczna

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 24

Prognozy pogody - 3

XX wiekXX wiek Bjerknes (Norwagia) – równania mechaniki Bjerknes (Norwagia) – równania mechaniki

płynów zastosowane do opisu pól płynów zastosowane do opisu pól meteorologicznychmeteorologicznych

Richardson (Anglia); lata 20.– pierwsze Richardson (Anglia); lata 20.– pierwsze numeryczne rozwiązanie równań Naviera-numeryczne rozwiązanie równań Naviera-StokesaStokesa

Charney (USA); 1952 – pierwsza numerycznie Charney (USA); 1952 – pierwsza numerycznie poprawna prognoza pogodypoprawna prognoza pogody

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 25

Prognozy pogody - 4

Prognozy subiektywne (dane + doświadczenie Prognozy subiektywne (dane + doświadczenie synoptyka)synoptyka)

Prognozy statystyczne ( analiza sytuacji Prognozy statystyczne ( analiza sytuacji meteorologicznych występujących w meteorologicznych występujących w przeszłości)przeszłości)

Prognozy fizyczne (związki przyczynowo-Prognozy fizyczne (związki przyczynowo-skutkowe elementów prognozy pogody)skutkowe elementów prognozy pogody)

Prognozy numeryczne (numeryczne Prognozy numeryczne (numeryczne rozwiązania równań + parametryzacje procesów rozwiązania równań + parametryzacje procesów fizycznych)fizycznych)

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 26

Prognozy pogody - 5

Prognozy numerycznePrognozy numeryczne Asymilacja danych meteorologicznychAsymilacja danych meteorologicznych Inicjalizacja modelu: model globalny Inicjalizacja modelu: model globalny model model

mezoskalowy mezoskalowy model regionalny model regionalny

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 27

Postęp w jakości prognoz pogody

Hanna PAWŁOWSKA Wstęp do Geofizyki Wykład 5 28

Satelity meteorologiczne