Klimata pārmaiņas 1
Eiropas Ekonomikas zonas finanšu instrumenta 2015. - 2016. gada perioda programmas "Nacionālā klimata politika" neliela apjoma grantu shēmas projekta Klimata izglītība visiem Klimats un ilgtspējīga attīstība Redaktori: Māris Kļaviņš un Jānis Zaļoksnis 1. Ievada vietā: vai cilvēks spēj ietekmēt dabu? 2. Zemes klimats un to veidojošie faktori 3. Klimata mainība un klimata pārmaiņas 4. Latvijas klimats un tā mainības raksturs 5. Globālā sasilšana un tās sekas 6. Klimatisko faktoru ietekme uz dzīvajiem organismiem 7. Klimata pārmaiņu ietekme uz cilvēka veselību 8. Klimats un enerģētika 9. Augšanas sezonas izmaiņas un tās ietekme uz mežsaimniecību un lauksaimniecību 10. Klimata pārmaiņas un ekonomika 11. Klimata politika 12. Ilgtspējīgas attīstības pamati 13. Adaptācija (piemērošanās) klimata pārmaiņām 14. Klimata pārmaiņas, dzīvesveids un patēriņš, oglekļa dioksīda zemu emisiju sabiedrība 15. Ilgtspējīgas attīstības īstenošana 16. Piemērošanās klimata pārmaiņām Eiropā 2
Globālā sasilšana un mīti par klimata pārmaiņām KLIMATA MĪTS "Klimats ir mainījies arī agrāk" "Tā ir Saule" "Tas nav slikti" "Nav vienota viedokļa par klimata pārmaiņām" "Temperatūras mērījumi nav droši" "Uz klimata modeļiem nevar paļauties" "Pasiltināšanās nav notikusi kopš 1998. gada" "Dzīvnieki un augi var adaptēties " "Ledus daudzums Antarktikā palielinās" ZINĀTNES VIEDOKLIS Klimatu laika gaitā var ietekmēt dažādi faktori, tomēr pašlaik dominējošo ietekmi rada cilvēce. Klimata pārmaiņu pēdējo 35 gadu laikā Saule un klimats ir darbojušies pretējos virzienos. Globālo klimata pārmaiņu negatīvā ietekme uz lauksaimniecību, veselību un vidi ievērojami pārsniedz kopējo pozitīvo guvumu. 97 % klimata ekspertu uzskata, ka cilvēces ces darbība ba ir izraisījusi pašreizējās klimata pārmaiņas. Iepriekšējā desmitgade (2000.-2009.) bija karstākā no agrāk reģistrētajām. Globālās sasilšanas tendences ir vienādas gan pilsētās, gan lauku vidē un tiek mērītas ar moderniem termometriem arī no kosmosa. Globālie modeļi pilnībā ļauj reproducēt gaisa, okeāna un augsnes temperatūras līdz pat 1900. gadam. Globālie temperatūras mērījumi parāda, ka 2010. gads bija karstākais jebkad reģistrētais. Globālā sasilšana var izraisīt to sugu masveida bojāeju, kas nespēs adaptēties īsā laika posmā. Antarktikas satelītu novērojumi liecina, ka ledus masa zūd paātrinoši.
Klimats un tā mainība Klimats ir mums apkārt norisošo laika apstākļu, meteoroloģisko parādību un notikumu apkopojums ilgā laika posmā, kas var apvienot gan pāris gadus, gadu desmitus, un pat gadu tūkstošus. Klimatu raksturo vidējotas un ilglaicīgas atmosfēras fizikālo rādītāju vērtības, kas raksturīgas Zemei kopumā (globālais klimats) vai noteiktai teritorijai (valstij vai reģionam). Konkrētās teritorijas klimats ir daudz pastāvīgāks nekā laika apstākļi un klimatu nosaka Saules starojuma daudzums un sadalījums gada laikā, atmosfēras cirkulācijas raksturs, zemes virsmas raksturs. Zemes klimats ir ļoti sarežģīta sistēma un galvenais to veidojošais faktors ir enerģijas plūsmas, kuras Zeme saņem no Saules. Klimats veidojas no Saules nākošajai enerģijai izkliedējoties un mijiedarbojoties ar Zemi, līdz ar to klimata sistēmu var definēt kā sastāvošu no atmosfēras, hidrosfēras, kriosfēras (Zemes ledāju un sniega segas, un mūžīgā sasaluma), litosfēras un biosfēras. Atmosfēra ir klimata sistēmas visnestabilākā un straujāk mainīgā daļa, kuru veido gāzes, ūdens tvaiki, kā arī putekļi un aerosoli. Klimata mainība notiek lēni un pakāpeniski, taču iespējams, ka kādu negaidītu procesu rezultātā (vulkāna izvirdumi, meteorītu krišana) klimata izmaiņas var norisināties strauji un neparedzami. Pētot ilgtermiņā veiktus laika apstākļu novērojumus ir iespējams konstatēt klimata pārmaiņas, tādas kā mazais ledus laikmets, kas pastāvēja Ziemeļeiropā starp 15. un 18. gs. 4
ANO Vispārējā konvencija par klimata pārmaiņām ANO Vispārējā konvencija par klimata pārmaiņām (The United Nations Framework Convention on Climate Change UN FCCC) ir starptautisks daudzpusējs vides līgums, kas tika pieņemta ANO konferencē par vidi un attīstību (Riodežaneiro, 1992.). Konvencija mērķis ir stabilizēt siltumnīcefekta gāzu koncentrāciju atmosfērā tādā līmenī, kas novērstu bīstamu antropogēnu iejaukšanos pasaules klimata sistēmā. Pati konvencija neizvirza nekādus obligātus ierobežojumus attiecībā uz siltumnīcefekta gāzu emisiju atsevišķām valstīm un nesatur īstenošanas mehānismus. Juridiski saistošā daļa ir Kioto protokols (1997.), kas izriet no Konvencijas. ANO Vispārējo konvenciju par klimata pārmaiņām ir parakstījušas un ratificējušas194 valstis. Viens no pirmajiem uzdevumiem bija izveidot valstu siltumnīcefekta gāzu uzskaiti - emisijas un piesaiste, kas tika izmantota, lai noteiktu1990. gadam atbilstošu bāzes līmeni, kā arī noteiktu dalībvalstu nepieciešamību samazināt SEG emisijas noteiktā apjomā. 5
ANO Vispārējā konvencija par klimata pārmaiņām Konvencijas Sekretariāts atrodas Bonna, Vācijā. No 2006. līdz 2010. gadam par Sekretariāta vadītājs bija Yvo de Boer no Nīderlandes. 2010. gadā viņu nomainīja Christiana Figueres no Kostarikas. Sekretariāta mērķis ir sanāksmēs panākt vienprātību par problēmas stratēģisko risinājumu. Konvencijas dalībvalstis katru gadu kopš 1995. gada organizē konferencēs (Conference of Parties -COP), lai novērtētu panākto progresu, klimata pārmaiņu jomā. Kioto protokols ietver trīs mehānismus: - kopīgi īstenojamie projekti, -starptautisko emisiju tirdzniecība, - tīras attīstības mehānisms. 6
ANO Vispārējās konvencijas par klimata pārmaiņām sekretariāts Bonna, Vācija Pasaules meteoroloģiskā organizācija Ženēvā, kur ir izvietojies arī IPPC Sekretariāts Klimata pārmaiņu starpvaldību Padome (The Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC) ir galvenā starptautiskā organizācija, kas izveidota klimata pārmaiņu seku mazināšanai. To izveidoja ANO Vides Programma un Pasaules meteoroloģiskā organizācija 1988. gadā. Tās galvenais uzdevums ir veidot skaidru zinātnisku pasaules uzskatu par klimata izmaiņām un to potenciālo ietekmi uz vidi un sociāli-ekonomiskajām sistēmām. Pašlaik Padomē piedalās 195 ANO dalībvalstis. 7
Oslo, 2007. gada 10. decembris Klimata pārmaiņu starpvaldību Padome un Als Gors (Albert Arnold (Al) Gore Jr.) tika apbalvoti ar Nobeļa prēmiju par zināšanu izplatīšanu saistībā ar klimata pārmaiņām 8
Indijas premjers Manmohan Singh (zils turbāns) un Indijas Vides un mežu ministrs Jaraim Ramesh (aiz premjera) daudzpusējā sanāksmē ar ASV prezidentu Baraku Obamu, Ķīnas premjeru Wen Jiabao, Brazīlijas prezidentu Lula da Silva un DĀR prezidentu Jacob Zuma ANO Klimata kongresā. Connie Hedegaard, ANO Klimata kongresa galvenā organizatore (2009. gada decembris, Kopenhāgena). Tagad ES Klimata komisāre. 9
Information Date: 29 Nov. 10 Dec. 2010 Location: Cancún, Mexico Participants: UNFCCC member countries Ieguvumi: Vienošanās par Zaļo Klimata fondu ("Green Climate Fund ). Vienošanās par Klimata Tehnoloģiju centru ("Climate Technology Center ). Turpināsies darbs, lai sagatavotu Otro Kioto protokola periodu. Dalībvalstu centieni nepieļaut, lai globālā gada vidējā temperatuūra nepaaugstinātos vairāk kā par 2 C, salīdzinot ar pirmsindustriālo periodu. Virzīšanās uz zema oglekļa izmantošanas sabiedrības (low carbon society) modeli. Aicinājums attīstītām valstīm samazināt savas siltumnīcefektu izraisošo gāzu emisijas, bet attīstošām valstīm plānot to emisiju samazināšanu. Vāji attīstītām valstīm paredzēt 100 miljardus ASV dolāru gadā, lai veicinātu siltumnīcefektu izraisošo gāzu emisiju samazināšanu un adaptāciju. 10
Norises laiks: Norises vieta: 2012. gada 26. novembris - 2012. gada 8. decembris Doha, Katara Dalībnieku skaits: 17 000 Kioto protokola darbības laiks tiek pagarināts līdz 2020. gadam. Diemžēl tas attiecas tikai uz 15 % no pasaules oglekļa dioksīda emisijām, jo dokumenta apstiprināšanā neiesaistījās Kanāda, Japāna, Krievija, Baltkrievija, Ukraina, Jaunzēlande un ASV. Kioto protokols nekādi neattiecas uz emisiju samazinājumu jaunattīstības valstīs (Ķīna - pasaulē lielākais CO 2 emitētājs; Indija; Brazīlija). Konferencē tika gūti nelieli panākumi par finansējumu Zaļajam klimata fondam. 10 million Facebook likes for continuation of the Kyoto protocol 11
Nacionālais stadions Varšavā, kur notika galvenie konferences pasākumi Piedalījās vairāk nekā 10 000 dalībnieki no 189 valstīm, tai skaitā134 atbildīgie ministri. Četras valstis, kas ir vienas no visvairāk apdraudētajām klimata pārmaiņu dēļ, pārstāvēja tās prezidents vai premjerministrs : Tuvalu, Nauru, Etiopija un Tanzānija. Pastāv ļoti liels risks arī Maldivu salām un dažām citām valstīm. 12
1. Vai klimata vienošanās Parīzē raidīs signālu, ka fosilā kurināmā laiks ir beidzies? 2. Vai klimata vienošanās Parīzē paredzēs, ka visām valstīm nekavējoties jāuzsāk Nacionālas klimata politikas īstenošana? 3. Vai klimats vienošanās Parīzē nodrošinās globālo solidaritāti un pieprasīs, lai piesārņotāji atlīdzinātu 13 nodarītos zaudējumus?
Parīzes līgums 12.12.2015. Parīzes līgums ir vienošanās ANO ietvaros par Vispārējās klimata pārmaiņu konvencijas īstenošanu. Līgums reglamentē siltumnīcefekta gāzu emisiju ietekmes mazināšanu, pielāgošanos un finansējumu no 2020. gada. Konferences vadītājs Laurents Fabiuss, Francijas ārlietu ministrs, teica Tas ir vērienīgs un līdzsvarots dokuments, kas rada vēsturisku pagriezienu, lai samazinātu globālās sasilšanu sekas. Ieguldījumu, kas katrai atsevišķai valstij, būs jāveic, lai sasniegtu pasaules mērķi noteiks pašas valstis individuāli. Valstīm apņēmīgi jāveic nepieciešamie pasākumi, un par rezultātiem jāziņo pēc pieciem gadiem. Nākošajiem nacionālajiem mērķiem vajadzēs būt apjomīgākiem, atbilstoši progresa principam. Konkrēto pasākumu veikšana, saistībā ar starptautiskām tiesībām, ir atkarīga tikai no katras tautas. Netiek ieviests piespiedu mehānisms nacionālo klimata politiku mērķu izvirzīšanai un īstenošanai līdz noteiktam termiņam. Būs tikai name and schame sistēma. Parīzes līgumaīstenošanas izvērtēšana notiks ik pēc 5 gadiem, sākot ar 2023. gadu, bet rezultātus izmantos nākošo mērķu izvirzīšanai. Parīzes līgums tiks atvērts parakstīšanai 2016. gada aprīlī visām 197 ANO dalībvalstīm, kā arī Kuka salām, Niue, Palestīnai un Eiropas Savienībai. Tas stāsies spēkā tikai tad, ja 55 valstis, kas rada vismaz 55 % no pasaules siltumnīcefekta gāzu emisijām ratificēs, akceptēs, apstiprinās vai pievienoties līgumam. Dalībvalstis ir aicinātas pēc iespējas ātrāk samazināt siltumnīcefekta gāzu emisijas un darīt visu iespējamo, lai globālā gada temperatūra nepaaugstinātos vairāk par 2 o C, salīdzinot ar pirmsindustriālo līmeni, kā arī brīvprātīgi nodrošināt 100 miljardus ASV dolāru ik gadu kā atbalstu jaunattīstības valstīm. 2016. gada martā ASV prezidenta Obamas administrācija iemaksāja 0,5 miljardu dotāciju Zaļajā klimata fondā kā pirmo riecienu no 3 miljardu dolāru apņemšanos Parīzes klimata sarunās. Niue ir sala Klusajā okeānā, 2400 km uz ZA no Jaunzēlandes ar ~ 2000 iedzīvotājiem. Pašlaik salai ir pašvaldības tiesības Jaunzēlandes (AK) sastāvā. Kuka salām (~ 15 000 iedzīvotāji) ir līdzīgs statuss. 14
Kioto mērķu izpilde SEG emisijas Eiropas Savienībā 15
Kioto protokola mērķis ir samazināt globālās siltumnīcefekta gāzu emisijas 16
SEG emisiju sadalījums pa tautsaimniecības nozarēm Kanādā Latvijā Linda Leja, 2005 17
SEG emisijas uz vienu iedzīvotāju 18
Indikators Koncentrācijas indikatori CO 2 koncentrācija atmosfērā Novērotās izmaiņas No 1000. līdz 1750.gadam CO 2 koncentrācija atmosfērā ir 280 m.d., 2000. gadā - 368 m.d. (31±4 % pieaugums ) CO 2 saistīšanas spēja Zemes biosfērā No 1800. 2000. gadam piesaistītā oglekļa dioksīda daudzums ir aptuveni 30 GtC; 1990 - ajos gados tas samazinājies par 14±7GtC CH 4 koncentrācija atmosfērā No 1000. līdz 1750. gadam - 700 mlrd.d., 2000. gadā - 1750 mlrd.d (151±25 % pieaugums ) N 2 O koncentrācija atmosfērā No 1000. līdz 1750. gadam - 270 mlrd.d., 2000 gadā 316 mlrd.d. (17±5 % pieaugums ) Citas siltumnīcefekta gāzes Laika apstākļu indikatori Zemes virsmas temperatūra Temperatūra Ziemeļu puslodē Diennakts temperatūras amplitūda Vispārējs pieaugums pēdējos piecdesmit gados Divdesmitā gadsimta laikā pieaugusi par 0,6±0,2 % 0 C pie tam vairāk sauszemē kā okeānā Salīdzinot ar citiem laika posmiem pēdējos 1000 gados, temperatūra divdesmitajā gadsimtā pieaugusi visvairāk 1950. -2000. gadam sauszemes teritorijā samazinājies. Temperatūras minimums naktī pieaudzis divas reizes salīdzinājumā ar dienas maksimālo temperatūru. Karstās dienas/ karstuma indekss Aukstums/sals (dienas ar temperatūru zem 0 o C ) Pieaudzis Samazinājies sauszemē divdesmitajā gadsimtā Nokrišņi (kontinentāli) Divdesmitajā gadsimtā Ziemeļu puslodē pieauguši par 5-10%, tomēr dažos reģionos - Āfrikas rietumos un ziemeļos, Vidusjūras reģionos samazinājušies Dabas kataklizmas ar palielinātu nokrišņu daudzumu Sausuma periodu biežums un intensitāte Pieaug vidējos un augstākajos ziemeļu platuma grādos Sausuma pieaugums vasaras mēnešos saistīts ar sausuma perioda biežuma palielināšanos dažos apgabalos. Dažos reģionos - teritorijās Āfrikā, Āzijā sausuma periodu intensitātes un biežuma pieaugums novērots pēdējā dekādē 19
Indikators Bioloģiskie un fizikālie indikatori Jūras līmenis Ledus segas pastāvēšanas perioda ilgums upēs un ezeros Ledus segas biezums un platība Ziemeļu ledus okeānā Ledāji Sniega sega Mūžīgais sasalums Veģetācijas sezona Augu un dzīvnieku izplatība Ziedēšanas, vairošanās un migrācijas sezona Koraļļu rifu izbalošana Ekonomiskie indikatori Ar klimatu saistītie ekonomiskie zaudējumi Novērotās izmaiņas Divdesmitajā gadsimtā pieaudzis vidēji par 1-2 mm gadā Divdesmitajā gadsimtā samazinājies aptuveni par 2 nedēļām vidējos un augstākajos platuma grādos Ziemeļu puslodē Vasaras beigās un agros rudeņos pēdējā dekādē ledus segas biezums sarucis par 40 %. Kopš 1950.gada pavasara un vasaras par 10-15 % samazinājusies ar ledu klātā teritorija Plaši izplatīta ledāju atkāpšanās divdesmitajā gadsimtā No 1960-ajiem gadiem, kad novērojumiem sāka izmantot satelītus, samazinājusies par 10 %. Sācis atkust un sarukt polārajos, subpolārajos un kalnu reģionos Pēdējo 40 gadu laikā pagarinājusies par 1-4 dienām dekādē Ziemeļu puslodē, it īpaši augstākajos platuma grādos. Augu, kukaiņu, putnu un zivju izplatības areāls paplašinājies uz ziemeļiem un augstkalnu rajoniem Ātrāka augu ziedēšana un putnu atceļošana, ātrāka vairošanās sezona, kā arī kukaiņu strauja savairošanās Ziemeļu puslodē Palielinās, īpaši El Niño efekta ietekmē Pēdējos četrdesmit gados pieaudzis klimata pārmaiņu un ekstremālu klimatisko parādību radīto zaudējumu apjoms un nozīme. 20
Globālās klimata sistēmas galvenie elementi un to mainību ietekmējošie procesi 21
Zemes klimats Zemes klimats ir sarežģīta sistēma, ko galvenokārt veido enerģijas plūsma, kuru Zemes virsma saņem no Saules. Enerģijas daudzums, kas sasniedz Zemi, ir 342 W/m 2. Aptuveni trešā daļa no Saules plūstošā starojuma enerģijas tiek atstarota atpakaļ kosmiskajā telpā gan no mākoņu segas un Zemes virsmas, gan arī atmosfērā esošo putekļu un aerosolu ietekmē. Zemes klimata veidošanā liela nozīme ir dabiski pastāvošam siltumnīcefektam. Oglekļa dioksīds absorbē (tāpat kā ūdens molekulas, ozons, metāns un citas vielas) un atstaro infrasarkano starojumu, kuru emitē Zemes virsma. Temperatūru uz Zemes nosaka līdzsvars starp ienākošo Saules starojuma enerģiju un no Zemes virsmas atstaroto enerģiju. Saules enerģijas daļu, kas tiek atstarota, sauc par albedo. Vispirms no Zemes virsmas tiek atstarots infrasarkanais starojums (starojums ar lielu viļņa garumu), un šo procesu var aprakstīt ar Stefana-Bolcmaņa likumu: J = εσt 2 ε konstante, kas apraksta atstarošanas intensitāti no Zemes virsmas (vidēji 0,97 ūdens virsmai); σ absolūti melna ķermeņa starojuma konstante 5,7 10-12 W/cm 2 K 4 ; T absolūtā temperatūra. 22
Zemes enerģijas bilance 23
24
Zemes enerģijas bilance Svante August Arrhenius (1859 1927) Pēc Stefana-Bolcmaņa formulas aprēķinātā Zemes temperatūra ir ievērojami zemāka nekā faktiskā temperatūra. Tātad uz Zemes esošā temperatūra, kas nodrošina dzīvības pastāvēšanu, lielā mērā ir atkarīga no siltumnīcefekta. Dažādas siltumnīcefektu veidojošās vielas var atšķirīgi ietekmēt Zemes klimatu, ņemot vēra gan šo vielu spēju atstarot atpakaļ infrasarkano starojumu, gan arī to koncentrāciju atmosfērā. Ja Zemes atmosfēru veidotu tikai slāpeklis un skābeklis, Zemes vidējā temperatūra būtu tikai 6 C, jo šīs gāzes nespēj aktīvi iekļauties Zemes siltuma plūsmā (faktiski Zemes vidējā temperatūra ir aptuveni 15 C). Ogļskābā gāze (CO 2 ), metāns (CH 4 ), ka arī ūdens tvaiki, nonākot atmosfērā, var darboties līdzīgi kā siltumnīcas stikls, - tas ir caurlaidīgs ienākošajam starojumam, bet aiztur no Zemes virsmas atstaroto infrasarkano (siltuma) starojumu. Ņemot vērā šādu iedarbības efektu, šīs gāzes sauc par siltumnīcefekta gāzēm. Jo augstāka to koncentrācija atmosfērā, jo vairāk infrasarkanā starojuma (siltuma) tiek aizturēts Zemes atmosfērā un vairāk pieaug Zemes temperatūra. Hipotēzi par siltumnīcefektu veidojošo gāzu un galvenokārt par CO 2 nozīmi Zemes klimata izmaiņās izvirzīja zviedru ķīmiķis Svante Areniuss jau 1896. gadā. Mūsdienās pilnībā apstiprinājušies viņa aprēķini, ka CO 2 koncentrācijas dubultošanās var izraisīt Zemes vidējās temperatūras pieaugumu par 5 6 C. 25
Siltumnīcefekts Klimats ir atkarīgs no Saules aktivitātes. Saules aktivitāte ir lielā mērā mainīga, bet tā nav atkarīga no cilvēka darbības. Vienkāršākais Saules aktivitātes mainību raksturojošo procesu kopums ir Saules plankumi. To veidošanos uz Saules raksturo 11 gadu atkārtošanās cikls. Saules plankumu veidošanās laikā ievērojami mainās enerģijas daudzums, ko saņem atmosfēra un Zemes virsma. Saules aktivitātes izmaiņas var ietekmēt globālo temperatūru no 0,33 C līdz 0,45 C. Tas ir temperatūras mainības intervāls, kas salīdzināms ar novēroto temperatūras pieauguma vērtību pēdējo 100 gadu laikā (0,4 C). Tajā pašā laikā enerģija, ko saņem Zemes virsma, protams, var mainīties arī ilgākā laika posmā. 26
Siltumnīcefekts Serbu klimatologs Milutins Milankovičs ir izvirzījis hipotēzi, mēģinot izskaidrot klimata mainību desmitu gadu tūkstošu laikā (ledus laikmetu veidošanās, klimata optimuma periodi). Pēc šīs hipotēzes, klimata izmaiņas saistītas ar Zemes ass novietojuma mainību attiecībā pret Sauli. Zemes kustību ap Sauli raksturo periodiskas orbītas izmaiņas un Zemes rotācijas ass izmaiņas, bet ir pierādītas arī būtiskas pašas Saules aktivitātes izmaiņas, kas rada atšķirības enerģijas daudzuma, ko saņem Zemes virsma. Saules aktivitātei ir raksturīgs izmainu biežums (frekvence) 11, 36 un 180 gadi, un līdz ar to arī Zemes klimats ir pakļauts ievērojamai dabiskai mainībai. 27
Lielākie siltumnīcefekta gāzu emitētāji pasaulē Pirmais cipars valsts vai reģiona emisiju proporcionālā daļa. Otrais cipars - valsts vai reģiona emisijas uz iedzīvotāju skaitu (SEG tonnas uz vienu iedzīvotāju). Ķīna 17 %; 5,8 ASV 16 %; 24,1 ES 11 %; 10,6 Indonēzija 6 %; 12,9 Indija 5 %; 2,1 Krievija 5 %; 14,9 Brazīlija 4 %; 10,0 Japāna 3 %; 10,6 Kanāda 2 %; 23,2 Meksika 2 %; 6,4 28
Fossil-Fuel Fuel Carbon Dioxide Emissions Annex I (red) countries vs Non-Annex I countries (blue) 29
Tambora vulkāns,, vulkāns Indonēzija Indon ēzija Vulkāna izvirdums ar sprādzienu un milzīgu pelnu daudzuma izvadīšanu atmosfērā notika 1815. gadā. Sarkanā zona parāda pelnu slāņa biezumu. 30
Nāve ceļmalā - simboliska glezna, kas atspoguļo drausmīgo realitāti daudzviet Eiropā laikā, kad Tamboras plīvurs bloķēja Saules starus. Reizē ar labības cenām pasliktinājās kriminālā situācija un alkatība. Šeit - nolinčots «graudu augļotājs". 31
Siltumnīcefekts un okeāns Pasaules okeāna ūdeņu plūsmu mainība var ievērojami ietekmēt Zemes klimatu. To, iespējams, var saistīt arī ar ledus laikmetu iestāšanos. Okeānu ūdeņos izšķīdušo sāļu koncentrācija un līdz ar to arī ūdeņu blīvums uzskatams par vienu no galvenajiem faktoriem, kas nosaka okeānu ūdeņu cirkulācijas raksturu, veidojot okeānu konveijeru. Okeānu ūdeņu globālo plūsmu raksturu nosaka mazāka blīvuma augšējās ūdens plūsmas un dziļākās ūdens plūsmas. Augšējās ūdens plūsmas veidojošie ūdeņi ir siltāki, bet ar ievērojami zemāku sāļu koncentrāciju, ko nosaka atmosfēras nokrišņu izkrišana un virszemes notece. Augšējo ūdens plūsmu sāļums ir ievērojami augstāks, bet, dzīvajai organiskajai vielai nogrimstot, ūdeņi bagātinās ar biogēnajiem elementiem. Jūru un okeānu ūdeņu plūsmu raksturs: sarkans siltas augšējās ūdens plūsmas; zils dziļākās ūdens plūsmas; zaļš okeānu reģioni, kur ir paaugstināts ūdens sāļums; gaiši zils okeānu reģioni, kur ir pazemināts ūdens sāļums; dzelteni aplīši reģioni, kur notiek ūdens straumju nomaiņa. 32
Golfa straume Okeānu ūdeņu plūsmas raksturo izteikts to aprites cikls (1400 1600 gadi), un to raksturs būtiski ietekmē klimatu. Vēl ir nozīmīgi, ka zemūdens plūsmas veidojošais ūdens ir piesātināts ar CO 2 un ūdeņu plūsmu mainība var ievērojami ietekmēt šīs gāzes koncentrāciju atmosfērā. 33
OKEĀNA SASILŠANA Ar augstu ticamību var apgalvot, ka 90 % no okeāna uzsilšanas nodrošināja globālās sasilšanas enerģijas uzkrāšanās laika posmā no 1971. līdz 2010. gadam (IPCC AR5 WG1 (2013)). 34
MŪŽĪGAIS SASALUMS Mūžīgais sasalums - sauszemes daļa, kura vairāku gadu laikā neizkūst un tajā saglabājas ledus. Augsnes temperatūra daudzu gadu laikā nepaceļas virs 0 C. Mūžīgā sasaluma joslā gruntsūdeņi ir ledus veidā, bet paša sasaluma dziļums var sasniegt 1000 metrus. Mūžīgā sasaluma josla uz Zemes aizņem 35 miljonus km 2. Tā atrodas galvenokārt Aļaskā, Kanādā, Krievijā, Eiropas ziemeļos un Ziemeļu ledus okeāna salās. Mūžīgā sasaluma josla aizņem vismaz 1/4 no visas sauszemes platības. Latvijā šīs zonas nav, bet, piemēram, Krievijā tā aizņem 65% no valsts teritorijas. Vislielākais mūžīgā sasaluma slāņa dziļums konstatēts Viļujas upes augštecē Jakutijā. Tur 1982. gadā tika izmērīts 1370 m biezs mūžīgā sasaluma slānis. 35
Klimata mainību iespējams analizēt arī ilgākos laika posmos, izmantojot ledāju sastāva analīzi. Ledāji (kalnos, Grenlandē, Antarktīdā) veidojas, sablīvējoties sniega masai, un to vecums var sasniegt vairākus simtus tūkstošus gadu. Veidojoties ledus masai, tajā paliek iekļautas gaisā esošās putekļu daļiņas, ka arī atmosfēru veidojošas gāzes. Līdz ar to, veicot ledus sastāva analīzi, ir iespējams rekonstruēt arī klimatiskos apstākļus, kādi ir pastāvējuši ledāju veidošanās laikā. Pētījumi liecina, ka klimats ir ievērojami mainījies un to ir noteikuši dabiski noritoši procesi. Rekonstruētās temperatūras vērtības cieši korelē ar siltumnīcefektu gāzu, vispirms CO 2, koncentrācijas vērtībām. Tas apstiprina pieņēmumu, ka siltumnīcefektu veidojošo gāzu nozīme Zemes klimata izmaiņā ir būtiska un to koncentrācijas pieaugums ir jāsaista ar klimata pasiltināšanos. 36
CO 2 koncentrācijas pieaugums CO 2 koncentrācijas pieauguma tendences tiek mērītas Mauna Loa observatorijā (Havaju salas, ASV). Tur vidē nav piesārņojuma avotu, tomēr vērojams pastāvīgs un ievērojams ogļskābās gāzes koncentrācijas pieaugums. September 2016: September 2015: 401.03 ppm 397.63 ppm October 23: October 22: 401.65 ppm 401.72 ppm CO 2 koncentrācijas pieaugums
Gāzes, kas rada siltumnīcefektu * Lielums Q parāda tās atstarotās enerģijas izmaiņas pie troposfēras augšējās robežas, kuras notiktu, ja attiecīgais komponents tiktu pilnīgi aizvākts no atmosfēras. Ņemot vērā CO 2 emisijas apjomu pieaugumu, tiek vērtēts, ka līdz gadsimta vidum oglekļa dioksīda saturs dubultosies, salīdzinot ar mūsdienām. Tas var novest pie Zemes vidējas gada temperatūras palielināšanās par 1,5 4,5 C. Ja CO 2 potenciālo ietekmi uz Zemes klimatu pieņem par 1, tad citu siltumnīcefektu izraisošo vielu relatīvā potenciāla spēja ietekmēt Zemes siltuma bilanci var būt ievērojami lielāka: 38 metānam tā ir 11, N 2 O 270, bet freonam CF 3 Cl 3400.
CO 2 emisijas tagad un nākotnē CO 2 izmešu daudzumi dažādos pasaules reģionos 2000. gadā Iespējamie CO 2 izmešu daudzumi dažādos pasaules reģionos 2025. gadā 39
Arctic sea ice loss 40
41
Prognozētais temperatūras mainības raksturs līdz gadsimta beigām 42
Klimata mainības ietekme uz piekrastes joslas procesiem 43
Klimata mainības iespējamā ietekme uz lauksaimniecības kultūru ražību 44
Klimata mainības sekas Globālā pasiltināšanās nozīmē ne tikai temperatūras pieaugumu: ir iespējama arī reģionāla temperatūras pazemināšanās, okeānu līmeņa paaugstināšanās, krasta joslas erozijas pastiprināšanās, mitrzemju pārplūšana, veģetācijas mainība, upju un ezeru līmeņa un noteces mainība. Ietekmes var skart cilvēka veselību, sabiedrībā noritošos procesus un ražošanu, vispirms lauksaimniecību, zivsaimniecību, mežsaimniecību un var arī ietekmēt ostu sektoru. Īpaši dramatiska klimata maiņas ietekme var būt zemieņu reģionos, pie kuriem pieskaitāma arī Latvija, bet galvenokārt Zemes tropiskajos reģionos, kur tuksneša zonas ievērojama paplašināšanās var būtiski ietekmēt cilvēku izdzīvošanu. Baltijas jūras reģionā gaisa temperatūra var pieaugt par 2 4 grādiem 100 gadu laikā. Klimata mainības iespējamās sekas var būt biežāka karstuma viļņu izplatība, - situācijas, kad gaisa temperatūra ilgāku laiku ievērojami pārsniedz sezonai tipiskas vērtības. Piemēram, karstuma vilnis Francijā 2002. gadā bija iedzīvotāju mirstības pieauguma cēlonis. 45
Dienas maksimālās temperatūras un nāves gadījumu skaita kopsakarības karstuma viļņa laikā Parīzē 2003. gada vasarā 46
Novembris Oktobris Decembris Janvāris 2,5 2 1,5 1 0,5 0 T, o C Februāris Marts Aprīlis Gada vidējā temperatūra Baltijas jūras reģionā: A esošā (1961. 1990.); B prognozētā 2100. gadā. Septembris Maijs Augusts Jūnijs Jūlijs Mēneša vidējās temperatūras ikmēneša (janvāris līdz decembris) pieaugums Rīgā (1851. 2008.). 47
Globālās pasiltināšanās ietekmes 48
Pierādītās un prognozētās jūras un okeānu ūdens līmeņa izmaiņas no 2000. līdz 2100. gadam. Sasilstot Zemei sāk kust polāro apgabalu ledāji un tas ietekmē ūdens daudzumu okeānā. Klimata mainības modeļi paredz, ka līdz 2100. gadam ūdens līmenis jūrās un okeānos būs pieaudzis par 0,09 līdz 0,88 m. 49
Jūras pamatkrasta summārās pārmaiņas pēdējo 70 gadu laikā, G. Eberhards, 2004. 50
Jūras līmeņa izmaiņas Maksimālās ūdens līmeņa svārstības Baltijas jūrā pie Ventspils un Liepājas laikā no 1890. līdz 2000. gadam. Ūdens līmeņa izmaiņas Baltijas jūrā pie Stokholmas pēdējo 180 gadu laikā. 51
Nākotnes prognozes Vidējā temperatūra turpinās paaugstināties par ātrumu 0,1 0,4 grādi/10 gados. Laika gaitā kļūs siltākas ziemas, vasarā temperatūra paaugstināsies lēnāk. Gada nokrišņu daudzums palielināsies par 1 2 % 10 gados, gan vasarās, gan ziemās. Biežāki un intensīvāki karstuma periodi, vētras, lietusgāzes. Mainīsies upju caurteces režīms. Globālais vidējais jūras līmenis celsies par 13 68 cm. Klimatisko zonu virzīšanās uz ziemeļiem un pagarināsies augu veģetācijas periods. Klimats kļūs labvēlīgāks mežu augšanai, taču karstuma periodi vasarās palielinās mežu degšanas iespējas. 21. gs. beigās Baltijas jūru ziemā neklās ledus. Ūdens temperatūras un sāļuma izmaiņas varētu izmainīt bioloģiskos procesus, t.sk., zivju sugu izmaiņas. Migrējošo putnu uzvedības maiņas (agrāk atlido, agrāk dēj olas). Biežākas vētras izraisīs krastu joslas noskalošanos un zemāko vietu applūšanu. Samazināsies kurināmā patēriņš telpu apsildei ziemā, palielināsies elektrības patēriņš gaisa kondicionēšanai vasarā. Vasarās pasliktināsies vides apstākļi sirds un asinsvadu slimniekiem. Palielināsies kukaiņu un ar tiem saistīto slimību izplatība. Iespējama Golfa straumes apsīkšana. 52
Kalnu ledāju kušana Whitechuck ledājs, Kaskādu kalni, ASV 1973. 2006., ledājs atkāpies par 1,9 km 53
Kilimandžaro 54
Ziemeļeiropa un Baltijas jūra ziemā 55