1  

Klimatske promene i adaptacija biljaka

skripta za studente Poljoprivrednog fakulteta Univerziteta u Beogradu

Ana Vuković i Mirjam Vujadinović

Beograd, 2013.

  2  

Klimatske promene: osmatranja i projekcije buduće klime

Uvod

Od početka civilizacije čovek je bio svestan da vreme i klima u veoma

velikoj meri utiču na njegov život, zdravlje i delatnost. Prateći klimu, najpre opisno, a od kraja 19. veka i instrumentalno, ljudi su sve više upoznavali njene karakteristike, zakonitosti i pravila. Napretkom tehnologije i znanja čovek je sve više uticao na klimu. U početku su promene izazvane delovanjem ljudi bile uočljive na lokalnom nivou, ali tokom druge polovine 20. veka antropogeni uticaj je dostigao globalne razmere.

Dugo su postojala oprečna mišljenja o tome da li je čovek glavni uzrok osmotrenog globalnog rasta temperature ili je to deo prirodne klimatske varijablinosti na Zemlji. Ipak, danas se naučnici slažu da je razlog globalnog zagrevanja antropogena emisija gasova staklene bašte koja potiče pre svega od sagorevanja fosilnih goriva, industrije i saobraćaja.

Poslednjih decenija veliki broj naučnih istraživanja bavi se osmotrenim promenama klime i procenama njenih budućih promena. Na osnovu tih saznanja analizira se stepen ranjivosti različitih grana prvirede, ekonomije i ljudskog društva uopšte. Traže se alternativni izvori energije, kako bi se smanjila emisija štetnih gasova i na taj način ublažile promene, ali u isto vreme pronalaze i načini za prilagođavanje na novonastale ili buduće uslove. Klimatske promene su postale važna globalna ekonomska i politička tema. Skoro sve države nastoje da naprave strategije i planove, kako na lokalnom, tako i na regionalnom i globalnom nivou, čije bi sprovođenje vodilo ka ublažavanju posledica i sprečavanju potencijalno velikih materijalnih i ljudskih gubitaka.

Klima

Klima se najčešće definiše kao srednje stanje atmosfere tokom dužeg niza godina. Međutim, osim prosečnih vrednosti, klimu opisuje i varijabilnost svih klimatoloških veličina (npr. temperatura, padavine, vetar, vlažnost vazduha, oblačnost, itd.) kao i ekstremne vremenske pojave i njihova čestina. Dužina perioda koji se može uzeti kao referentan za klimu nekog mesta ili oblasti zavisi od veličine koja se posmatra, preciznije od njene promenljivosti. Najveću promenljivost imaju padavine i za njih je klimatološki referentan period od 50 uzastopnih godina, dok se za temperaturu, kao manje promenljivu veličinu, uzima tridesetogodišnji period. U praksi se često javlja problem sa nedovoljno

  3  

dugačkim nizovima meteoroloških i klimatoloških osmatranja, što dovodi do kompromisa i korišćenja kraćih, referentnih, nizova podataka. Svetska meteorološka organizaicija (SMO), koja objedinjuje nacionalne meterološke institucije širom sveta i standardizuje sve poslove vezane za meteorologiju, proglasila je period od 1961. do 1990. godine za bazni, tj. klimatološki referentan. Iako se klima odnosi pre svega na atmosferu, ona se mora proučavati kroz klimatski sistem u kome učestvuju: atmosfera, hidrosfera (okean i voda na kopnu), kriosfera (led na kopnu i moru), litosfera (zemljište) i biosfera (slika 1). Pored toga što je svaka od ovih komponenti zaseban dinamički sistem čiji su procesi opisani fizičkim zakonima, one su međusobno veoma povezane i utiču jedna na drugu. Njihov pojedinačni uticaj zavisi pre svega od prostornih razmera na kojima se posmatra klima. Globalnu klimu na Zemlji najviše određuje Sunčevo zračenje koje se pri prolasku kroz atmosferu reflektuje, apsorbuje i prelama o čestice koje se u njoj nalaze. Ako se klima posmatra na regionalnom nivou, onda osim bilansa zračenja postaju značajni i geografska širina, raspored mora i kopna, okenaske struje, planinski venci i led. Za lokalnu klimu, pored svega nabrojanog postaje važna i nadmorska visina mesta, kao i tip zemljišta i vegetacije.

Slika 1: Šematski prikaz klimatskog sistema i veza između njegovih komponenti. Tokom Zemljine istorije klima se neprekidno menjala, na šta ukazuju paleoklimatološke analize leda, sedimenata, stena, fosilnih ostataka i slično.

  4  

Veruje se da uzroci ovih promena dolaze izvan klimatskog sistema i mogu se podeliti u nekoliko grupa:

a) astronomski faktori – na njima se zasniva Milankovićeva teorija ledenih doba. U njih spadaju: promena nagiba ravni Zemljinog ekvatora prema ravni njene orbite oko Sunca (sa periodom od oko 40.000 godina), promena oblika (eskcentričnosti) Zemljine orbite oko Sunca (sa periodom od oko 92.000 godina) i položaj u kom se Zemlja nalazi na svojoj orbiti na dan ravnodnvenice (sa periodom od oko 20.000 godina). Ova tri faktora menjaju količinu Sunčeve energija koja dospeva do površine, zbog čega dolazi i do promene toplotnih uslova na Zemlji. Milanković je pomoću svoje teorije objasnio smenjivanje ledenih i toplijih perioda tokom prošlih 600.000 godina.

b) Sunčeva aktivnost – količina energije koja dospe sa Sunca na Zemlju se menja u jedanaestogodišnjim ciklusima u granicama od ±1 %. Pored toga, intenzitet ovih ciklusa se u periodima od 80-90 godina povećava ili smanjuje. Takođe, postoje pretpostavke i o još dužim Sunčevim ciklusima, od oko 380.000 godina, ali ta teorija još uvek nije sasvim potvrđena.

c) tektonski poremećaji – tokom Zemljine istorije tektonski poremećaji su izazivali promenu rasporeda mora i kopna, samim tim menjali globalno strujanje atmosfere i okeanske struje, što je dovodilo do promena klime.

d) vulkanske erupcije – velike vulkanske erupcije izbacuju u atmosferu ogromnu količinu različitih čestica (aerosola) i gasova, čime značajno menjaju hemijski sastav atmosfere i njenu prozračnost. Zbog velikih oblaka vulkanskih čestica koje dugo ostaju u atmosferi smanjuje se količina Sunčevog zračenja koje dospeva do površine, što dovodi do smanjenja temperature na Zemlji. Nakon erupcije Pinatuba 1991. godine osmotreno je smanjenje globalne temperature od oko 0,5 °C.

e) antropogeni uticaj – čovek je od početka svog boravka na Zemlji menjao delove klimatskog sistema u manjoj ili većoj meri i to obrađivanjem zemljišta, krčenjem ili podizanjem šuma, isušivanjem močvara, izgradnjom veštačkih jezera, širenjem naselja i slično. Međutim, sve ove delatnosti nisu imale većeg uticaja na klimu na globalnom nivou, sve do početka industrijskog doba koje je donelo povećanje koncentracije gasova sa efektom staklene bašte u atmosferi. Iako se većina tih gasova emituje u atmosferu i prirodim putem, čak u znatno većoj meri od antoropogene emisije, poslednjih dvadesteak godina se pokazalo da je upravo ta dodatna emisija odgovorna za osmotreni porast srednje globalne temperature.

  5  

Može se reći da se klimatski sistem, globalno gledano, nalazi u ravnoteži. To znači da su delovi sistema u međusobnom balansu, tako da je količina dolaznog Sunčevog zračenja uravnotežena odlaznim zračenjem sa Zemlje, pa zbog toga nema beskonačnog hlađenja ili zagrevanja. Kada dođe do promene nekog od spoljašnjih faktora, ta ravnoteža se privremeno narušava i klimatski sistem se prilagođava na promene, a klima se u manjoj ili većoj meri menja, što za posledicu može imati promenu temperature. Ovaj proces se može zamisliti kao kretanje klikera unutar rupe sfernog oblika. Ako se kliker nalazi na dnu rupe za taj sistem se može raći da je u ravnoteži. Ako se kliker izvede iz ravnotežnog položaja i pusti da se slobodno kreće, on će oscilovati oko ravnotežnog položaja i težiti da mu se vrati.

Problem nastaje pri aktiviranju nelinearnih procesa unutar klimatskog sistema, takozvanih povratnih sprega. Naime, prilagođavanje novonastalim spoljašnjim uslovima izaziva promenu dinamike pojedinih delova klimatskih sistema. To dalje može uticati na neki drugi deo sistema, zatim na treći i tako dalje. Međusobni uticaj različitih delova sistema naziva se povratna sprega i ona može biti pozitivna ili negativna, i može dovesti do pojačavanja ili smanjenja početnog efekta. Primer pozitivne povratne sprege je topljenje leda usled povećanja temperature. Pri topljenju se otkirva površina okeana ili zemlje koje imaju mnogo veći albedo od leda, tj. apsorbuju više zračenja i time doprinose povećanju temperature. Rast temperature dovodi do još većeg topljenja leda, veće apsorpcije zračenja i još većeg rasta temperature. Kao primer negativne povratne sprege može se navesti formiranje oblaka. Naime, usled povećanja temperature povećava se isparavanje vode sa površine okeana. Veća količina vodene pare u atmosferi dovodi do veće oblačnosti na globalnom nivou. Više oblaka reflektuje više dolaznog zračenja, tj. smanjuju količinu zračenja koja dospe na tlo, pa samimm tim smanjuju i zagrevanje, odnosno temperaturu. Klimatski sistem je prepun sličnih pozitivnih i negativnih povratnih sprega koje se najčešće prepliću i dodatno utiču jedna na drugu, zbog čega je vrlo teško precizno predvideti njegovo ponašanje.

Jedno od najvažnijih i još uvek nerešenih pitanja u modernoj klimatologiji je da li će klimatski sistem uspeti da se vrati u nama poznato ravnotežno stanje ili će se uspostaviti neka nova klima kojoj ćemo morati da se prilagodimo.

Efekat staklene bašte

Sunčevo zračenje predstavlja izvor energije za sve procese u atmosferi, pa je samim tim najvažniji činilac klime na Zemlji. Temperatura atmosfere je odeđena energetskim, tj. toplotnim bilansom dolaznog Sunčevog zračenja i odlaznog zračenja Zemlje i atmosfere na vrhu atmosfere.

  6  

Sunčevo zračenje pri prolasku kroz atmosferu interaguje sa česticama koje se tu nalaze. Pri tome se 26 % Sunčevog zračenja koje dospe na vrh atmosfere reflektuje od oblaka i čestica u vazduhu nazad u svemir, 19 % apsorbuju oblaci i gasovi u atmosferi, a svega 56 % dospe do tla. Od ukupne količine Sunčevog zračenja koje dospe do površine Zemlje, 30 % se reflektuje nazad u svemir, a ostalih 70 % se apsorbuje i pretvara u toplotu koja zatim zagreva tlo i okean. Šematski prikaz energetskog bilansa Zemlje je prikazan na slici 2.

Slika 2: Šematski prikaz energetskog bilansa Zemlje. Brojevi na slici predstavljaju intenzitet zračenja u W/m2.

Da bi se srednja temperatura na Zemlji održala približno konstantnom, bez preteranog zagrevanja ili hlađenja, apsorbovano Sunčevo zračenje se mora približno uravnotežiti energijom koja se emituje sa tla. Najveći deo (preko 90 %) zračenja emitovanog sa tla apsorbuju oblaci i takozvani “gasovi staklene bašte” u atmosferi. Ovi gasovi propuštaju kratkotalasno zračenje, ali zato apsorbuju skoro svo dugotalasno, tj. toplotno, zračenje koje dospe do njih. Obično imaju više od dva atoma koji su međusobno povezani relativno slabim vezama. Kada apsorbuju dugotalasno zračenje sa tla, počnu da vibriraju i da ga reemituju u svim pravcima. Deo ovog reemitovanog zračenja će absorbovati neki drugi molekul gasa staklene bašte, a deo će se vratiti nazad na Zemljinu površinu. Kao posledica višestrukog reemitovanja dugotalasnog zračenja povećava se temperatura atmosfere. Količina toplote dodata atmosferi u ovom procesu zavisi od koncentracije gasova staklene bašte.

  7  

Efekat staklene bašte je otkriven u 19. veku, a naziv je dobio po analogiji sa zagrevanjem vazduha koje se dešava unutar staklenika. To je proces koji je stalno prisutan u atmosferi Zemlje. Bez njega bi srednja temperatura bila niža za oko 30 °C i život na Zemlji ne bi bio moguć u ovom obliku. Međutim, od početka industrijske revolucije koncentracija gasova staklene bašte u atmosferi je značajno porasla. To je dovelo do pojačavanja efekta staklene bašte, a samim tim i zagrevanja atmosfere. Polovinom prošlog veka efekat staklene bašte je doveden u vezu sa klimatskim promenama i od tada mu se posvećuje mnogo pažnje.

Gasovi staklene bašte

Gasovi staklene bašte su prirodni deo atmosfere. Međutim, od početka industrijske revolucije do danas uočeno je značajno povećanje njihove koncentracije, kao posledica ljudskog delovanja. Osim vodene pare, najznačajniji gasovi sa efektom staklene bašte su ugljen-dioksid, koji je odgovoran za oko 62 % ukupne dodatno proizvedene toplote, metan (oko 20 %), hlorofluorougljenici (oko 10 %), azot-suboksid (oko 6 %) i troposferski ozon (oko 2 %). Vodena para Vodena para je najzastupljeniji gas staklene bašte u atmoferi. Njen najveći izvor je isparavanje vode sa površine mora i okeana, pa čovek ima vrlo zanemarljiv uticaj na njenu koncentraciju. Međutim, iako čovek svojim direktnim uticajem ne može značajno da uveća sadržaj vodene pare u atmosferi, ona je deo pozitivne povratne sprege u kojoj povećanje konecntracije gasova staklene bašte zagreva Zemlju, što dovodi do povećanja isparavanja vode i veće koncentracije vodene pare u atmosferi (jer topliji vazduh može da sadrži više vodene pare pre nego što se kondenzuje). To opet, zbog sposobnosti molekula vode da apsorbuje infracrveno zračenje, dovodi do povećanja temperature, još većeg isparavanja i još veće koncentracije vodene pare u atmosferi. Ugljen-dioksid Ugljen-dioksid (CO2) se prirodnim putem oslobađa pri vulkanskim erupcijama, a oslobađa i troši u ciklusima disanja i fotosinteze, kao i pri razmeni između okeana i atmosfere. Najčešće su prirodni ponori i izvori CO2 uravnoteženi, tako da se proizvede upravo onoliko koliko se potroši.

Međutim, u poslednjih 200 godina najveći deo CO2 emitovanog u atmosferu je posledica ljudske aktivnosti. Najznačajniji antropogeni izvori su sagorevanje fosilnih goriva (petrolej, prirodni gas, ugalj) u elektranama, industriji i

  8  

saobraćaju i unštavanje šuma. Proces proizvodnje električne energije je odgovoran za 39 % celokupne emisije CO2. Petro-rafinerije, hemijska industrija, industrija proizvodnje metala, papira, hrane i minerala oslobađaju velike količine CO2, dok se manja količina oslobađa kao nusprodukt pri proizvodnji cementa, gvožđa, čelika, aluminijuma i cinka. Produkti petroleja se koriste u različitim materijalima kao što su plastika, lubrikanti i rastvarači koji mogu ispariti, rastvoriti se ili razgraditi, pri čemu se takođe emituje CO2. Dve trećine emisije od transporta potiče od kopnenog saobraćaja. Mlade biljke u procesu rasta više ukalanjaju CO2 iz atmosfere, nego što ga proizvode. Sva područja kao što su farme, poljane ili šume mogu biti izvori ili ponori CO2. Konstantno uništavanje šuma dovodi do povećanja emisije CO2, jer se ugljenik koji oslobađa drveće nije uravnotežen novim rastom šume. U prvoj polovini 20. veka pojavila se sumnja da se koncentracija CO2 u atmosferi povećala usled sagorevanja fosilnih goriva. Posle nekoliko manje uspešnih pokušaja, 50-ih godina je uspostavljeno nekoliko stalnih mernih mesta, između ostalog na Južnom polu i Havajima, dovoljno daleko da se izbegne uticaj zagađenja od lokalne industrije na merenja.

Grafik 1: Koncentracija CO2 u periodu od 1960. do februara 2013. godine, izmerena na stanici Mauna Loa, na Havajima. Crvena linija prikazuje izmerene srednje mesečne, a crna srednje godišnje koncentracije CO2.

Rezultati sa mernog mesta Mauna Loa na Havajima prikazani su na grafiku 1, gde se jasno vidi kostantan rast srednje godišnje koncentracije CO2 (crna linija). Pored toga, srednje mesečne koncentracije (crvena linija) imaju izražen sezonski hod, sa povećanim vrednostima tokom zimskih meseci i nižim tokom letnjih meseci za severnu Zemljinu hemisferu. Sezonske varijacije su

  9  

posledica činjenice da se najveći deo kopna, a samim tim i vegetacije, nalazi na severnoj hemisferi, pa tokom letnje polovine godine lišće koje je u fazi rasta apsorbuje više ugljen-dioksida. Dodatan faktor za povećanje CO2 tokom zimskih meseci je povećano sagorevanje fosilnih goriva tokom grejne sezone na severnoj polulopti, gde živi veći deo populacije.

Na osnovu proučavanja sadržaja ugljenika u ledu sa Antarktika i Arktika, napravljena je kriva promene kocentracije CO2 od pre 420.000 godina do 2005. godine, koja je prikazana na grafiku 2. Tokom ledenih doba, koncentracija CO2 se kretala oko 200 ppm (broj molekula CO2 na jedan milion molekula vazduha), a tokom toplijih, interglacijalnih, perioda oko 280 ppm. U odnosu na period pre industrijske revolucije količina CO2 u atmosferi se povećala za 35 %, od čega 6 % u poslednjih 20 godina. Današnja vrednost izmerena u na stanici Mauna Loa u februaru 2013. iznosi 396 ppm i najveća je u poslednjih 400.000 godina.

Grafik 2: Koncentracija CO2 u periodu od pre 420.000 godina do 2005. Zvezdicom je označena maksimalna količina CO2 od 378 ppm koja je izmerena 2005. godine. Današnja koncentracija, izmerena u februaru 2013. iznosi 396 ppm (nije prikazana na grafiku).

  10  

Metan Najefikasniji izvor, koji proizvodi čak 76 % prirodnog metana (CH4), je vlažno tlo. Ono je stanište za anaerobne bakterije koje razlažu organsku materiju i pri tome proizvode CH4. U procesu varenja hrane, životinje emituji oko 11 %, a zooplanktoni, ribe i zemljište u priobalnim područjima su odgovorni za 8 % prirodne emisije metana.

Antropogena produkcija čini 60 % ukupne emisije metana. On se oslobađa pri proizvodnji, transportu i upotrebi prirodnog gasa i nafte, u ugljenokopima i rudnicima. Kanalizacija i otpadne industrijske vode se posebno tretiraju kako bi se uklonile razgradive organske materije, patogeni organizmi i štetna hemijska jedinjenja. Ako se ovi procesi obavljaju u anaerobnim uslovima, mogu proizvesti metan. Otvorene deponije i zemljišta pod vodom (npr. polja pirinča) su idealna sredina za stvaranje metana jer imaju visok nivo vlage i veliku količinu organske materije koja se anaerobno razgrađuje. Stočno đubrivo sadrži veliku količinu metana koji u atmosferu dospeva njegovom upotrebom. Gasovi koji sadrže fluor Vodonik-fluorougljenici (HFC), perfluorougljenici (PFC) i sulfat-heksaflorid (SF6) su veštačko sintetisani gasovi koji se oslobađaju u različitim industrijskim procesima. Često se koriste kao zamena za gasove koji oštećuju ozonski omotač u rashladnim uređajima, aerosolnim raspršivačima, protivpožarnim penama. SF6 se koristi za izolaciju električnih vodova, proizvodnju otpornika, u trafo stanicama i prekidačima, kao i u proizvodnji i livenju magnezijuma. Azot-suboksid

Prirodna emisija azot-suboksida (N2O) najvećim delom (70 %) potiče od mikrobioloških procesa denitrifikacije zemljišta (najviše u tropskim oblastima) i sedimenta u okeanima (najviše u zalivima). Azot-suboksid nastaje i pri oksidaciji amonijaka (NH4).

Prirodna proizvodnja N2O usled mikrobioloških procesa u tlu se može povećati različitim poljoprivrednim delatnostima, kao što su korišćenje sintetičkih i organskih đubriva.

Azot-suboksid nastaje kao produkt reakcije između azota i kiseonika pri sagorevanju fosilnih goriva. Emitovana količina zavisi od tipa goriva, tehnologije samog postupka i kontrole zagađenja. Nusprodukt je u proizvodnji nitritne kiseline, najlona, sintetičkih vlakana, odeće i prehrambene industrije.

Troposferski ozon Ozon (O3) je alotropska modifikacija kiseonika. Nastaje u hemijskoj reakciji aznotnih oksida i ugljovodonika u prisustvu Sunčeve svetlosti. Najveći deo ozona

  11  

se nalazi u stratosferi, gde na visini između 12 i 50 km formira tzv. oznoski omotač koji ima važnu ulogu da apsorbuje štetno ultraljubičasto zračenje Sunca. Međutim, kada se nađe u troposferi, ozon ima štetno dejstvo. Najčešće se formira u izduvnim gasovima u saobraćaju i pri sagorevanju fosilnih goriva.

Uočene klimatske promene

Temperatura Merenja tokom poslednjih 150 godina su pokazala porast srednje globalne temperature površine Zemlje (grafik 3, levo). U poslednjih 100 godina zagrevanje iznosi od 0,45 do 0,74 °C i podeljeno je u tri faze: od 1900. do 1940. se desilo dve trećine ovog zagrevanja (oko 0,35 °C), od 1940. do 1970. globalne temperature su blago opadale (oko 0,1 °C), a od 1970. do danas zagrevanje je još veće od onog na početku veka (oko 0,55 °C). Od najtoplijih 10 u poslednjih 100 godina, 9 je zabeleženo posle 2001, dok su najtoplijih pet bile 2010, 2005, 1998, 2003. i 2002 (grafik 3, desno). Od 1950. uočeno je smanjenje broja vrlo hladnih dana, a povećanje broja ekstremno toplih dana. Broj dana bez mraza se povećao u većini oblasti srednjih i visokih širina, što se najčešće manifestuje ranijim početkom proleća. Površina Zemlje se trenutno zagreva prosečno 0,18 °C u 10 godina.

Grafik 3: Srednja godišnja globalna temperatura (levo) i njeno odstupanje od srednje vrednosti za period 1901-2000. (desno).

Promena površinske temperature ima značajne regionalne varijacije.

Najveće zagrevanje je zabeleženo u kontnentalnim delovima Azije i Severne Amerike, kao i u oblastima niskih i srednjih širina (naročito u Pacifiku), dok se severni deo Atlantika, u blizini južnog Grenlanda, ohladio u odnosu na 1900. godinu. Primećeno je da se kopnene oblasti zagrevaju brže od okeana, a takođe

  12  

i zimski meseci u odnosu na letnje. Urbane oblasti (gradska ostrva toplote) se brže zagrevaju od ruralnih zbog razlike u strukturi zemljišta i povećane potrošnje energije. Trend povećanja temperature je vidljiv i kod minimalnih i maksimalnih vrednosti, pri čemu se minimalne brže povećavaju. Radiosondažna merenja u periodu od 1985. do 2005. su pokazala povećanje temperature za 0,12 °C u 10 godina blizu tla, i 0,15 °C na srednjoj visni troposfere. U 2005. srednja globalna temperatura na sredini troposfere je bila za 0,71 °C viša od proseka u periodu od 1961. do 1990. godine. Satelitskim merenjima od 1979, uočen je porast temperature srednje troposfere od 0,12 do 0,18 °C u toku 10 godina. Padavine Meterološka merenja su pokazala promene u količini, intenzitetu, čestini i tipu padavina. Izražene dugotrajne promene količine padavina, u periodu od 1900. do 2005. godine, zabeležene su u istočnim delovima Severne i Južne Amerike, severnoj Evropi, severnoj i centralnoj Aziji (povećanje količine padavina), kao i u južnoj Africi, Mediteranu i južnoj Aziji (smanjenje količine padavina). Količina padavina iznad kopna se od 1900. godine globalno povećala za oko 2 %, iako ovaj trend dosta varira, kako regionalno, tako i u toku vremena. Maksimumi padavina iznad kopnenih oblasti srednjih i viših širina pokazuju porast od oko 0,5 do 1 % za 10 godina. Iznad većeg dela suptropskih kopnenih oblasti, količina padavina se malo smanjila, za oko 0,3 % u toku 10 godina. Međutim, ovaj trend je oslabio u toku poslednjih par desetina godina.

Posledica pojačanog efekta staklene bašte je povećanje isparavanja, tamo gde postoji vlaga na površini (vlažno tlo i okean), što dovodi do povećanja količine vodene pare u atmosferi. Na osnovu promena u površinskoj temperaturi mora, procenjeno je da se količina vodene pare u atmosferi iznad okena tokom 20. veka povećala za 5 %. Porast temperature i koncetracije vodene pare dovodi do povećanja intenziteta padavina, čak i u slučajevima kada je ukupna godišnja količina padavina smanjena. U oblastima gde aerozagađenja zaklanjaju Zemlju od direktnog Sunčevog zračenja, smanjenje isparavanja smanjuje ukupnu zalihu vlage u atmosferi.

Lokalne i regionalne promene u karakteristikama padavina u velikoj meri zavise i od atmosferske cirkulacije, koja je određena El Ninjom i severnoatlantskom cirkulacijom. U Evropi su ovi efekti tokom 90-ih godina prošlog veka doveli do povećanja padavina u severnijm oblastima i suše u Mediteranu i severnoj Africi.

  13  

Ekstremni događaji Tokom poslednjih 50 godina iznad kopnenih oblasti minimumi i maksimumi temperature su se pomerili ka višim vrednostima. Više toplih ekstrema pruzrokuje više toplotnih talasa. Pošto su se padavine iznad kopna smanjile, a isparavanje se povećalo zbog povećanja temperature, uvećale su se i oblasti zahvaćene sušama. Kao glavni pokazatelj koristi se Palmerov indeks jačine suše (PDSI), koji se računa na osnovu mesečne ukupne količine padavina i srednje vrednosti temperature. PDSI pokazuje trend pojavljivanja suša na većem kopnenom delu severne hemisfere, od sredine 50-ih godina prošlog veka, sa izraženim sušenjem preko većeg dela južne Evrope i Azije, severne Afrike, Kanade i Aljaske, i obrnut trend u istočnim oblastima Severne i Južne Amerike. Na južnoj hemisferi, kopnene površine su bile vlažne 70-ih godina, i relativno suve tokom 60-ih i 90-ih. Od sredine prošlog veka, zapaženo je povećanje broja jakih padavina na srednjim geografskim širinama, čak i na mestima gde se srednja količina padavina nije povećala. Trend povećanja je takođe primećen i za događaje sa vrlo velikom količinom padavina, koja može dovesti do poplava. Međutim, ovi podaci su regionalnog, a ne globalnog karaktera. Promene u čestini i intenzitu tropskih oluja uragana su maskirani njihovom velikom prirodnom varijabilnošću. Globalne procene potecijalne destruktivnosti uragana pokazuju trend povećanja dužine trajanja oluja, njihovog intenziteta i aktivnosti, od sredine 70-ih godina prošlog veka. Ovi trendovi su tesno povezani sa povećanjem temperautre površine mora u tropima. Od 1970. godine, broj uragana 4. i 5. kategorije se povećao za oko 75 %. Najveće povećanje je osmotreno u severnom i jugozapadnom Pacifiku i Indijskom okeanu. Broj uragana u severnom Atlantiku je takođe iznad normale u 9 od poslednjih 11 godina, što je kulminiralo u rekordnoj sezoni 2005. godine, koja je imala 27 imenovanih oluja (grafik 4) i najveći broj jakih uragana. Među njima se može izdvojiti uragan Katrina koji je u Nju Orelansu izazvao veoma veliku materijalnu štetu i gubitak ljudskih života.

  14  

Grafik 4: Broj tropskih ciklona i jakih uragana u severnom Atlantiku po sezonama od 1970. do 2011. godine.

U vantropskim oblastima, promenljivost putanja i intenziteta oluja je posledica atmosferskih cirkulacija velikih razmera, kao što je severnoatlantska cirkulacija. Različita merenja na površini i u višoj troposferi, tokom druge polovine 20. veka, pokazuju povećanje olujnih aktivnosti na severnoj hemisferi, jačanje cirkumpolarne struje u periodu od decembra do februara, i njeno pomeranje ka polu.

Osmotreni dokazi za promene u jakim vremenskim fenomenima malih razmera (tornado, grad i oluje sa grmljavinom) su lokalnog karaktera i prostorno nepravilno raspoređeni, tako da se iz njih ne mogu izvesti generalizovani zaključci.

Topljenje snega i leda

Osmatranja pokazuju globalno smanjivanje snežnog i ledenog pokrivača, posebno od 1980. godine. Sneg i led interaguju sa klimom na veoma kompleksan način, tako da se topljenje snežnog pokrivača i glečera javlja i u oblastima sa povećanom količinom snežnih padavina. Ova činjenica implicira važnost rasta temperature vazduha.

Satelitska merenja snežnog pokrivača na kopnu, koja su kontinualno sprovođena od 1966. godine, otkrivaju njegovo smanjivanje na severnoj hemisferi tokom proleća, brzinom od oko 2 % u 10 godina, i manje promene tokom jeseni i zime. U velikom broju oblasti, ovo smanjivanje se javilo uprkos povećanju padavina. Iako još uvek ne postoje dovoljno pouzdana slična merenja leda na kopnu, brojni lokalni i regionalni izveštaji generalno ukazuju na

  15  

zagrevanje stalno zamrznutog sloja u tlu, povećanje debljine otopljenog sloja leda tokom leta, smanjenje dubine mržnjenja tla tokom zime u sezonski zaleđenim oblastima i kraće trajanje sezonskog leda na rekama i jezerima. Od 1978. godine, satelitska merenja su omogućila konstantno praćenje oblasti pod morskim ledom u oba polarna regiona. Na Arktiku se srednja godišnja površina morskog leda smanjija za 2,7 ± 0,6 % za 10 godina, a površina letnjeg leda se smanjila za 7,4 ± 2,4 % u istom preiodu. Na grafiku 5 je prikazana srednja vrednost površine morskog leda na Arktiku za period 1979-2000. po mesecima od maja do septembra i upoređena sa izmerenim vrednostima za 2009, 2010, 2011. i 2012. godinu. Vidi se da je najmanja površina uočena u septembru 2012. godine, ali da je i u ostalim godinama prikazanim na ovom grafiku količina leda u svim mesecima bila ispod pomenutog proseka. Bolji osećaj realne veličine smanjenja letnjeg morskog leda na Arktiku se može steći pomoću slike 3 gde su prikazane njegove površine za 1980, 2000. i 2011. godinu. Površina Antarktičkog morskog leda ne pokazuje nikakave uočljive promene. Podaci o debljini, dobijeni sa podmornica, pokazuju tanjenje morskog leda od skoro 40 % u periodu od 1958. do 1977. i tokom 90-ih godina. Međutim, ova procena se nikako ne može pripisati celom arktičkom regionu.

Grafik 5: Izmerena površina morskog leda na Arktiku po mesecima. Siva linija predstavlja njegovu srednju vrednost za period 1979-2000, ostale boje predstavljaju pojedinačne godine po legendi sa grafika. Crnom linijom je data vrednost za prva četiri meseca 2013. godine.

  16  

Slika 3: Osmotrena minimalna površina letnjeg morskog leda na Arktiku za 1980, 2000. i 2011. godinu.

Najveći porast temperature zabeležen je upravo u polarnim oblastima. Ovo je najvećim delom direktna posledica činjenice da snežni i ledeni pokrivač imaju veću refleksivnost (albedo) od okeana i kopna. Njihovim topljenjem povećava se apsorpicja Sunčevog zračenja i dolazi do zagrevanja. U periodu od 1993. do 2003. godine zabeleženo je topljenjenje kopnenog leda u polarnim oblastima, što je dovelo do povećanja nivoa mora sa godišnjim doprinosom Grenlanda od oko 0,2 ± 0,1 mm i Antarktika od 0,2 ± 0,35 mm. Tanjenje kopnenog leda je najizraženije u priobalnim delovima Grenlanda i istočnim i zapadnim oblastima Antarktika.

Posle 1850. godine, primećeno je povlačenje većine planinskih glečera i ledenih kapa. Iako je većina glečera na severnoj hemisferi bila u približnoj ravnoteži oko 1970. godine, posle toga je usledilo povećano smanjivanje leda. Primer ovog topljenja je prikazan na fotografijama (slika 4) glečera Južna kaskada koji se nalazi u državi Vašington, SAD. Topljenje planinskih glečera i ledenih kapa u periodu od 1991. do 2004. godine doprinosilo je povećanju nivoa mora od 0,77 ± 0,22 mm godišnje.

  17  

Slika 4: Povlačenje planinskog glečera Južna kaskada (South Cascade) koji se nalazi u državi Vašington, u Sjedinjenim Američkim Državama. Fotografije su snimljene sa istog mesta, 1928, 1959, 1979. i 2003. godine.

Promene nivoa mora

Od poslednjeg ledenog doba, pre otprilike 21.000 godina, globalni nivo mora se podigao za oko 120 m. Pre oko 2 do 3 hiljade godina se stabilizovao i nije se značajnije menjao do druge polovine 19. veka (grafik 6), kada je ponovo počeo da se povećava. Tokom 20. veka izmereno je srednje globalno povećanje nivoa mora za oko 0.15 do 0.2 m (ili oko 1.7 mm godišnje). Satelitska osmatranja u poslednjih 10 godina pokazuju porast nivoa mora od 2.4 do 3.2 mm godišnje. Porast nivoa mora ugrožava zemljišta sa niskom nadmorskom visinom, povećava salinitet reka i zaliva, ubrzava eroziju plaža i pojačava posledice poplava.

  18  

 Grafik 6: Promena nivoa mora kroz istoriju: procenjena od 1800. do 1870., izmerena od 1870. do 2007. i simulrana numeričkim klimatskim modelima od 2007. do 2100. godine.

  U saglasnosti sa klimatskim modelima, satelitski podaci i hidrografska osmatranja pokazuju da se nivo mora ne podiže uniformno u celom svetu. U nekim oblastima, brzina uzdizanja je i do nekoliko puta veća od globalne srednje vrednosti, dok u drugim oblastima nivo mora opada. Duž najvećeg dela skandinavske obale zabeležen je pad nivoa mora. Australija, Novi Zeland i ostrva u Pacifiku niti tonu, niti se uzdižu. Na srednje-atlantskoj obali je rast nivoa mora veći od prosečnog, jer ceo region tone usled sleganja tla. Bankok, Tajland i Bangladeš imaju neuobičajeno veliko povećanje nivoa mora, usled ispumpavanja podzemnih voda i sleganja tla u deltama velikh reka. Prostorna promenljivost u brzini podizanja nivoa mora uglavnom potiče od neuniformnih promena temperatue, saliniteta i okeanske cirkulacije. Maldivi (slika 5, levo), ostrvska država u Indijskom okeanu, je jedna od potencijalno najugroženijih podizanjem nivoa mora. Njihova vlada polaže puno pažnje borbi protiv klimatskih promena, a zbog skretanja pažnje javnosti na ovaj problem su održali podvodnu sednicu u oktobru 2009. godine (slika 5, desno).

Dva osnovna razloga za podizanje globalnog nivoa mora su širenje okeana zbog zagrevanja (tzv. termičko širenje) i topljenje kopnenog leda. Ranije se verovalo da je termičko širenje okeana odgovorno za jednu četvrtinu, a topljenje kopnenog leda za manje od jedne polovine ukupnog povećanja nivoa mora. Međutim, satelitska osmatranja srednje globalne temperature okeana koja su započela 1993. godine omogućila su direktno računanje termičkog širenja okeana. Na osnovu toga je procenjeno da su u poslednjih deset godina ova dva efekta podjednako doprinela povećavanju nivoa mora.

  19  

Slika 5: Jedno od ostrva koje ulaze u sastav Maldiva (desno). Podvodna sednica vlade Maldiva održana u oktobru 2009. godine, kako bi se skrenula pažnja svetske javnosti na problem klimatskih promena i opasnosti u kojoj se nalazi ova država zbog povećanja nivoa mora.

Međuvladin panel za klimatske promene

Svetska meteorološka organizacija (SMO) i Program Ujedinjenih nacija za životnu sredinu (UNEP) su 1988. godine u Ženevi oformili Međuvladin panel za klimatske promene (Intergovermental Panel on Climate Change - IPCC). U njegovom radu učestvuju sve zemlje članice SMO i Ujedinjenih nacija (UN), njih 195, kao i preko 2.500 naučnika i stručnjaka iz različitih naučnih oblasti. Osnovni zadatak IPCC-ja je sinteza i ocena naučnih, tehnoloških i socio-ekonomskih saznanja širom sveta o klimatskim promenama koje su posledica ljudske aktivnosti, potencijalnim posledicama i mogućim načinima za adaptaciju i ublažavanje tih posledica. Ovi zaključci se objavljuju u izveštajima koji su dostupni javnosti na svakih nekoliko godina. Do sada su objavljena četiri izveštaja (1990, 1995, 2001. i 2007.), a peti bi trebalo da bude završen tokom 2014. godine. U decembru 2007, IPCC i Al Gor (bivši potpredsednik SAD) su dobili Nobelovu nagradu za mir “za napor koji su uložili težeći da prikupe na jednom mestu i šire saznanja o klimatskim promenama koje izaziva čovek, kao i temelj koji su položili za buduće mere potrebne za suprostavljanje takvim promenama” (bbc.co.uk).

U okviru IPCC-ja postoje četiri Radne grupe sa različitim zadacima: 1) ocena naučnih aspekata klimatskog sistema i klimatskih promena (osmotrene

promene koncentracije gasova staklene bašte, osmotrene promene temperature, padavaina, glečera, okeana i nivoa mora, paleoklimatska istraživanja, klimatski modeli, klimatske projekcije, uzroci klimatskih promena)

2) ocena uticaja klimatskih promena, osetljivosti društveno-ekonomskih i prirodnih sistema i mogućnosti njihove adaptacije

  20  

3) ocena mogućnosti ublažavanja posledica klimatskih promena smanjenjm emisije gasova staklene bašte i mogućim načinima za njihovo uklanjanje iz atmosfere.

Scenarija emisije gasova staklene bašte

U okviru IPCC Radne gurpe I, oformljen je tim čiji je zadatak formulisanje scenarija budućih koncentracija gasova staklene bašte. Ovo je veoma važan korak u izradi klimatskh projekcija za bućnost jer je upravo razlika u koncentraciji gasova staklene bašte ono što uzrokuje promenu klime. Nažalost, ne postoji pouzdan način da se precizno predvidi njihova promena u toku narednih 100 godina. Zato se umesto toga konstruišu scenarija emisije gasova staklene bašte koja daju veliki opseg mogućih vrednosti njihovih koncetracija. Proces formulisanja ovih scenarija je veoma komplikovan i dugotrajan. On obuhvata pre svega pregled litererature, a zatim niz različitih procedura i tehnika za predviđanje društvenih, socijalnih, ekonomskih, političkih i tehnoloških faktora koji utiču na emisiju gasova staklene bašte (npr. veličina populacije, nivo industrijalizacije, brzina razvoja nerazvijenih i zemalja u razvoju, stepen globalizacije, razvoj ekološke svesti društva, stepen prelaska na čiste izvore energije, itd.). Svaki scenario oslikava sliku sveta kakav bi on mogao da bude tokom narednog veka, a to se zatim pretvara u kvantitativnu procenu koncentrasije gasova staklene bašte u toku sledećih 100 godina. U Trećem IPCC izveštaju, formirane su četiri grupe scenarija, od kojih svaka opisuje jedan mogući svet tokom 21. veka. Scenarija su nazvana A1, A2, B1 i B2, pri čemu scenarija iz A grupe se oslanjaju, u manjoj ili većoj meri, na trošenje fosilnih goriva, dok se ona iz B grupe okreću ekološkim izvorima energije i boljem iskorišćavanju prirodnih resursa. Scenarija iz grupe 1 podrazumevaju globalno povezano društvo i ekonomiju, dok su oni iz grupe 2 više okrenuti regionalnom razvoju. Scenario A1 predstavlja svet koji je globalizovan, sa liberalizovanim tržištem i uspešnim ekonomskim razvojem. Razlika između bogatih i siromašnih zemalja do kraja 21. veka skoro u potpunosti nestaje. Društvo je internacionalno, a razmena ideja i tehnologija intenzivna. Stepen štednje i posvećenosti obrazovanju je veoma visok, kao i investicije i inovacije u obrazovanju i tehnologiji i razvoj institucija na lokalnom i internacionalnom nivou. U okviru ovog scenarija formirane su tri grupe koje predstavljaju tri moguća pravca tehnološkog razvoja energetskog sistema: A1FI – scenario sa intenzivnim trošenjem fosilnih goriva, A1T – scenario sa potpunim prelaskom na alternativne izvore energije, A1B – kombinovana upotreba fosilnih i alternativnih izvora energije.

  21  

Scenario A2 pokazuje svet koji je podeljen na nekoliko ekonomskih regiona. Razlika između industrijalizovanih i zemalja u razvoju se ne smanjuje, a protok trgovine, razvoj ekonomije i tehnološki napredak su značajno sporiji nego u prethodnom scenariju. Scenario B1 predviđa svet sa visokim nivoom ekološke i socijalne svesti. Vlade, biznismeni, mediji i javnost obraćaju više pažnje na održivi razvoj, a tehnološke promene u svemu tome imaju veoma važnu ulogu. Nivo ekonomske aktivnosti je veoma visok, što pospešuje internacionalizaciju društva i smanjuje razliku između razvijenih i zemalja u razvoju. Scenario B2 oslikava svet u kome se najviše pažnje poklanja ekonomskom razvoju i socijalnoj jednakosti ljudi na regionalnim i lokalnim nivoima. I u ovom slučaju je ekološka svest veoma važna u očuvanju prirodnih resursa, ali na regionalnom nivou.

Grafik 7: Projektovane koncentracije CO2 tokom 21. veka za sve IPCC/SRES scenarije (levo) i osmotrene i projektovane emisije CO2 zbog sagorevanja fosilnih goriva do 2010. godine (desno). Predviđene emisije gasova staklene bašte se na osnovu ovih scenarija preračunavaju u koncentracije svakog gasa tokom 21. veka. Na grafiku 7 (levo) prikazana je predviđena koncentracija CO2 tokom 21. veka za sve IPCC/SRES scenarije. Na kraju prikazong perioda, 2100. godine, projektovana koncentracija je najmanja za B1, a najveća za A1FI, koji podrazumeva veoma intenzivno trošenje fosilnih goriva. Na desnom delu grafika 7 prikazana je osmotrena i projektovana emisija CO2 zbog sagorevanja fosilnih goriva do 2010. godine. Sa grafika sa može uočiti da je od 2005. do 2009. godine osmotrena emisija veća nego pri A1FI scenariju.

  22  

Numeričko modeliranje klime Osnovni alat za proučavanje klimatskog sistema i simuliranje klime u budućnosti su numerički klimatski modeli. To su kompleksni kompjuterski softveri koji određenim numeričkim metodama rešavaju fizičke jednačine koje opisuju procese u klimatskom sistemu. Ovakvi modeli sadrže više modela povezanih u jednu celinu: atmosferski, okeanski, model za procese u tlu, model za led na moru i model za vegetaciju, i simuliraju kako procese u svakom pojedinačnom delu klimatskog sistema, tako i njihove međusobne interakcije.

U numeričkim modelima atmosfera i okean su predstavljeni trodimenzionalnom mrežom tačaka koja je prikazana na slici 6, panel levo. U svakoj tački modela se rešavaju sve potrebne jednačine, obično jednom na svakih nekoliko minuta. Međusobna udaljenost tačaka mreže u horizontalnom pravcu se naziva horizontalna rezolucija modela. Globalni klimatski modeli pokrivaju čitavu površinu Zemlje i njihova horizontalna rezolucija je reda veličine 150 km. To znači da informacija o temperaturi, padavinama i ostalim klimatskim veličinama postoji na svakih 150 km, što je dovoljno precizno za sticanje globalne slike, ali nedovoljno tačno za analizu klime na manjim prostornim razmerama. Osim toga, procesi koji su prostornih razmera manjih od koraka mreže se ne mogu eksplicitno računati u modelu, nego se parametrišu čime se unosi dodatna greška u račun.

Slika 6: Na panelu levo je šematski prikaz trodimenzionalne mreže tačaka atmosferskog globalnog modela. Na panelu desno prikazana je mreža tačaka globalnog modela i u njoj, unutar crnog pravougaonika, mreža tačaka regionalnog modela. Ova dva modela su povezana, a crvene strelice pokazuju da postoji razmena podataka između njih na granici oblasti regionalnog modela.

  23  

Ukoliko bismo želeli da duplo povećamo rezoluciju globalnog modela, za izračunavanje bi bilo potrebno osam puta više kompjuterskog vremena, što nije isplativo. Zbog toga se u svrhe analize i projekcije klime na manjim razmerama koriste takozvani regionalni klimatski modeli, slika 6 (panel desno). Oni rade po istom principu kao i globalni, ali obuhvataju samo deo Zemljine površine koji je od interesa, pa imaju značajno manji broj tačaka u mreži modela. To znači da se može priuštiti znatno veća horizontalna rezolucija, obično reda veličine oko 20 km. Primer mreže globalnog i regionalnog modela je dat na slici 7 (paneli gore). Pri regionalnim simulacijama klime, izlaz iz globalnog modela se koristi kao kao granični uslov koji definiše vrednosti promenljivih na samoj granici izbrane oblasti, dok u njenoj unutrašnjosti regionalni model nezavisno od globanog razvija svoju dinamiku klimatskog sistema.

Slika 7: Orografija u modelu rezolucije 200km (gore levo) i 35km (gore desno) i osmotrena orografija iz satelitskih podataka na 500m rezolucije (dole).

Prvi korak u numeričkom modeliranju klime i klimatskih promena je simulacija sadašnje klime i poređenje rezultata sa osmatranjima kako bi se ocenilo koliko je model precizan. Ukoliko je sadašnja klima reprodukovana na zadovoljavajućem nivou, onda se menjanjem izabranih parametara može simulirati odgovor klimatskog sistema na promenu spoljašnjih faktora.

  24  

Grafik 8: Promena srednje globalne temperature (levo), temperature iznad kopna (u sredini) i temperature iznad okeana (desno) kao rezultat dve klimatske simulacije. Roze oblasti predstavljaju opseg simuliranih temperatura iz eksperimenta sa osmotrenom koncentracijom gasova staklene bašte koja uključuje prirodnu i antropogenu emisiju. Plave oblasti predstavljaju opseg simuliranih temperatura iz eksperimenta sa prirodnom emisijom gasova staklene bašte. Crne linije predstavljaju osmatranja tokom 20. veka.

Ovaj pristup je poslužio za sprovođenje jednog od eksperimenata koji je pokazao da je osmotreno povećanje globalne temperaturi na Zemlji posledica antropogenih izvora CO2. Naime, pomoću klimatskih modela je simulirana klima sa osmotrenom koncentracijom CO2 u atmosferi koja uključuje i prirodne i antropogene izvore gasova staklene bašte. U ovom eksperimentu dobijen je porast temperature tokom 20. veka koji je u potpunosti odgovarao osmotrenom (roze oblasti na graficima 8). Zatim je simulacija ponovljena, ali ovog puta u obzir je uzeta samo prirodna emisija gasova staklene bašte, dakle izostavjlen je antoropogeni uticaj na njihovu koncentraciju. Rezultati drugog testa su bili potpuno različiti (plave oblasti na graficima 8), temperatura se nije povećavala kao u prethodnom eksperimentu, već je ostala približno uravnotežena tokom celog 20. veka. To je poslužilo kao jasan dokaz da, iako je antropogena emisija gasova staklene bašte mnogo manja u poređenju sa prirodnom emisijom, ona ima presudan uticaj i glavni je uzrok osmotrenih klimatskih promena.

Projekcije buduće klime Klimatski modeli i SRES/IPCC scenarija gasova staklene tačke su polazna osnova za simulacije buduće klime. U Izveštaju IPCC-ja iz 2007. godine prikazani su razultati mnogobrojnih projekcija različitih klimatskih modela. Zbog širokog opsega predviđenih koncentracija gasova staklene u budućnosti, predviđanja klime nisu jednoznačna, već su predstavljena kao opseg mogućih promena.

  25  

Na grafiku 9 prikazane su projekcije promene srednje globalne temperature tokom 21. veka za sva SRES/IPCC scenarija u odnosu na njenu srednju vrednost u periodu 1980-1999. Prema ovim razultatima, do 2100. godine može se očekivati porast srednje globalne temperature od 1,2 do 4 °C. Najmanji porast temperature predviđa scenario B2, a najveći A2. Čak i da se koncentracija gasova staklene bašte zadrži na nivou iz 2000. godine, srednja globalana temperatura bi se povećala za 0,3 °C (žuta linija na grafiku 9).

Grafik 9: Projekcija promena srednje globalne temperature po SRES/IPCC scenarijima do 2100. godine u odnosu na srednju vrednost za period 1980-1999.

Predviđeni porast temperature se razlikuje od oblasti do oblasti, kao i od sezone do sezone. Na slici 8 prikazane su mape predviđene promene srednje godišnje temperature za scenarije B1, A1B i A2, za periode 2020-2029. i 2090-2099. u odnosu na period 1980-1999. Sa mapa se može zaključiti da je za sva tri scenarija zagrevanje veće krajem 21. veka i da više pogađa kopnene od okeanskih oblasti. Severna hemisfera tokom prvog perioda trpi veće zagrevanje od južne, a najveće promene se uočavaju u polarnoj oblasti severne polulopte.

  26  

Slika 8: Simulirane promene srednje temperature za periode 2020-2029 (leva kolona) i 2090-2099. Zagrevanje je izračunato u odnosu na srednju vrednost iz perioda 1980-1999. Gornji red je iz simulacije po B1 scernariju, srednji po A1B i poslednji po A2 scenariju. Projekcije promene padavina su nešto komplikovanije u odnosu na temperature, pre svega zbog njihove prostorne heterogenosti. I pored toga, može se doneti generalni zaključak da je vrlo verovatno povećanje padavina na većim geografskim širinama, a smanjenje u suptropskim kopnenim oblastima (slika 9). Usled povećanja naročito zimskih temperatura, očekuje se smanjenje količine snežnog pokrivača, kao i topljenje planinskih glečera. Sva scenarija predviđaju smanjenje površine morskog leda, na obe hemisfere. U nekim projekcijama, morski led na Arkitku tokom leta potpuno nestaje do kraja 21. veka.

  27  

Slika 9: Projekcija promene sezonske količine padavina po scenariju A1B za zimu (levo) i leto (desno), u procentima u odnosu na srednje sezonske vrednosti u periodu 1980-1999. Uporedo sa povećanjem temperature, povećava se i isparavanje vode sa okeanskih i drugih površina i dolazi do intenziviranja hidrološkog ciklusa. To može dovesti do promene prirode padavine, pa se tako očekuje česća pojava jakih pljuskova i duži sušni periodi u nekim oblastima. Ovo dalje može imati veoma veliki uticaj na poljoprivredu, ali i raspoloživost vode za piće, naročito u prenaseljenim zemljama, kao što je Indija. Usled povećanja temperautre okeana i povećanog isparavanja verovatno je i povećanje intenziteta trposkih ciklona i vetrova koji ih prate. Predviđa se pomeranje putanja vantropskih ciklona ka polu, što bi dovelo do promena u prostornoj raspodeli padavina, temperatura i vetrova.

Klimatske projekcije za Srbiju Nacionalni centar za klimatske promene, koji funkcioniše od 2009. godine pod okriljem Republičkog hidrometeorološkog zavoda Srbije, objavio je projekcije klimatskih promena za prvih i poslednjih 30 godina 21. veka na teritoriji Srbije. Za period 2071-2100. urađene su dve simulacije, po A1B i A2 scenarijima, a za period 2001-2030. samo jedna, po A1B scenariju, jer se predviđene koncentracije gasova u tom periodu ne razlikuju značajno između scenarija. U prvih 30 godina 21. veka, projekcije pokazuju povećanje srednje godišnje temperature od 0,4 do 0,5 °C u odnosu na period 1961-1990. u najvećem delu Srbije (slika 10, levo). Severno od Save i Dunava, promena je nešto manja i iznosi od 0,3 do 0,4 °C, a najveća je na najjužnijem delu Kosova i Metohije, (južnije od Prizrena), gde iznosi od 0,6 do 0,7 °C. Za godišnju količinu padavina u istom periodu se očekuje povećanje do 5 % u najvećem delu zemlje i između 5 i 10 % u najvećem delu teritorije severno od Save i Dunava (osim na

  28  

severozapadu Bačke), u dolini Velike Morave do Jagodine i u Boru (slika 10, desno). Smanjenje padavina je simulirano samo na krajnjem jugu Metohije i to do -5 %. Kao što promene temperature i padavina imaju svoju prostornu raspodelu, tako se njihov intenzitet menja i tokom godine. U periodu 2001-2030. najmanje promene temperature predviđaju se tokom proleća (do 0,4 °C) i zime (do -0,6 °C). Tokom leta predviđene promene temperature u Srbiji se kreću od 0,4 do 0,8 °C, a najveće su tokom jeseni, od 0,9 do 1,2 °C. Sezonske promene padavina pokazuju povećanje na celoj teritoriji zemlje jedino tokom proleća (do 20 %). Tokom leta uglavnom je zastupljeno povećanje padavina (do 15 %), jedino je u Mačvi i dolini Kolubare predviđeno smanjenje (do -10 %). Tokom zime i jeseni severno od Save i Dunava se količina padavina uglavnom povećava do 10 %, dok se u ostatku zemlje smanjuje, zimi do -5 %, a tokom jeseni i do -15 %.

Slika 10: Projektovana promena srednje godišnje temperature (levo) i količine padavina (desno) u Srbiji po scenariju A1B za period 2001-2030 u odnosu na srednju vrednost tokom perioda 1961-1990. U poslednjih 30 godina 21. veka po A1B scenariju povećanje srednje godišnje temperature u odnosu na period 1961-1990 u najvećem delu Srbije iznosiće između 3,2 i 3,4 °C (slika 11, levo). Na krajnjem severoistoku države predviđeno je povećanje temperature između 3 i 3,2 °C, a na jugozapadu od 3,4 do 3,6 °C. Slika promene ukupne količine padavina (slika 11, desno) se drastično menja u odnosu na početak 21. veka. Naime, predviđeno je uglavnom smanjenje padavina i to do -5 % u Vojvodini, a do -10 % u ostatku države sa izuzetkom poteza od Bajine Bašte preko Raške do Preševa i Bujanovca gde je promena najveća, do -15 %. Jedina oblast zemlje gde se predviđa povećanje padavina do

  29  

5 % je krajni sever i severozapad Srbije i mala oblast oko Bele Crkve i Velikog Gradišta. Sezonski gledano, najmanja promena temperature se ponovo javlja tokom proleća (do 2,6 °C), a najveća leti (do 4,2 °C u dolini Save i duž zapadne granice Srbije i između 3,8 i 4 °C u ostatku zemlje). Zagrevanje tokom jeseni i zime ima vrednosti od 3,2 do 3,8 °C. Povećanje padavina se u ovoj simulaciji predviđa tokom proleća na celoj teritoriji zemlje (do 20 %) i tokom zime samo u Banatu i na severu Bačke (do 15 %). Smanjenje padavina je najveće na leto (od -10 do čak -50 % u Sremu), dok je tokom jeseni promena nešto manja (do -20 % na jugu zemlje).

Slika 11: Projektovana promena srednje godišnje temperature (levo) i količine padavina (desno) u Srbiji po scenariju A1B za period 2071-2100 u odnosu na srednju vrednost tokom perioda 1961-1990. Scenario A2, koji ima veću koncentraciju gasova staklene bašte, u istom periodu predviđa intenzivnije promene (slika 12). U Vojvodini, severnom i južnom delu Istočne Srbije povećanje temperature po ovom scenariju bi iznosilo između 3,8 i 4 °C, a u ostalim delovima do 4,2 °C. Promena količina padavina u njavećem delu Srbije se kreće do -20 %, uz Savu i Dunav uglavnom do -15 %, kao i u Pirotu i Dimitrovgradu i duž granice sa Crnom Gorom. U centralnom delu Vojvodine smanjenje padavina je do -10 %, a na samom severu i severozapadu zemlje oko -5 %.

  30  

Slika 12: Projektovana promena srednje godišnje temperature (levo) i količine padavina (desno) u Srbiji po scenariju A2 za period 2071-2100 u odnosu na srednju vrednost tokom perioda 1961-1990. U proleće bi se zagrevanje, po ovom scenariju, kretalo od 2,4 na krajnjem severu do 3,2 °C na krajnjem jugu zemlje. Tokom zime predviđena promena temperature je između 3,4 i 4 °C, a u jesen od 3,8 do 4,2 °C. Najveća zagrevanje se ponovo očekuje leti, ali ovog puta od 4,2 do čak 4,8 °C u Sremu i Mačvi. Sušna leta, sa smanjenjem padavina do -50 %, po ovom scenariju bi se mogla očekivati u najvećem delu Srbije, dok bi se jesenje smanjenje padavina kretalo do -30 %. Simulacija pokazuje veliku prostornu razliku promene padavina tokom zime, sa povećanjem do 5 % na krajnjem severu i severozapadu zemlje i smanjenjem do -30 % na jugozapadu. Najumerenije su i ovog puta prolećne promene i kreću se od +10 do -5% u centralnoj i južnoj Srbiji.

Zaključak Klimatske promene čiji smo svedoci poslednjih decenija obuhvataju ne samo povećanje srednje globalne temperature, već i mnoge druge pojave kao što su učestale poplave i toplotni talasi, duži periodi suša, ubrazno topljenje snega i leda, povećanje nivoa mora, češći i intenzivniji tropski cikloni. Čini se da ono što smo do sada poznavali kao ekstremne pojave postaje naša svakodnevnica. To ima veliki uticaj na ljudsko društvo: povećava se broj ljudi poginulih usled poplava, oluja i toplotnih talasa, količina i kvalitet hrane i vode za piće se dovodi u pitanje, mnoga ostrva i priobalna područja su ugroženi

  31  

podizanjem nivoa mora, ekstremne pojave nanose sve više materijalne štete, šire se pojedine bolesti koje se prenose insektima, usled promena prirodnog staništa neke biljne i životinjske vrste postaju ugoržene, neke i istrebljene, a narušava se i ravnoteža kopnenih i morskih ekosistema. Numeričke simulacije klime ne obećavaju bolju situaciju ni u budućnosti. Porast srednje globalne temperature do kraja veka mogao bi da bude od 1,2 do 4 °C u odnosu na prosek iz period 1980-1999. Čak i da se emisija gasova stakene bašte zaustavi na nivou iz 2000. godine, globalna temperatura se ne bi do kraja veka vratila na pomenuti prosek. Upravo zbog ovako ozbiljne situacije i opasnih posledica koje može doneti, pažnja javnosti je usmerena ka klimatskim promenama i načinima da se ublaže njihove posledice.