Radiační působení: Porovnání verzí
značka: editace z Vizuálního editoru |
značka: editace z Vizuálního editoru |
||
| Řádek 76: | Řádek 76: | ||
== Rozdíl oproti Earth Energy Imbalance == |
== Rozdíl oproti Earth Energy Imbalance == |
||
Kdyby radiační působení bylo např. 2 W/m<sup>2</sup>, neznamená to, že tolik energie by nyní Země nevracela do vesmíru. Tak by tomu bylo, jen kdyby zůstala stejně chladná jako před začátkem antropogenního oteplování. Jenže se oteplila a projevily se důsledky, zpětné vazby. První je, že povrch Země se vlivem přidaných skleníkových plynů již ohřál (k roku 2018 o 1 K oproti období 1850–1900, viz [https://www.ipcc.ch/sr15/graphics/#cid_603 Figure SPM 1 v SR15]), proto více sálá; to platí i pro troposféru. Současně se však zesílil skleníkový jev zpětnou vazbou, jíž je přibývání vodní páry. Teplejší ovzduší jí udrží více, roste jeho [[Vlhkost vzduchu|absolutní vlhkost]], přičemž relativní vlhkost se v průměru nemění. A také ubylo ledu a sněhu, tedy kleslo [[albedo]] takových oblastí Země, to je další oteplující zpětná vazba klimatického systému. Výsledná nerovnováha mezi pohlcovaným slunečním zářením a sáláním Země do vesmíru tak ve výsledku činí |
Kdyby radiační působení bylo např. 2 W/m<sup>2</sup>, neznamená to, že tolik energie by nyní Země nevracela do vesmíru. Tak by tomu bylo, jen kdyby zůstala stejně chladná jako před začátkem antropogenního oteplování. Jenže se oteplila a projevily se důsledky, zpětné vazby. První je, že povrch Země se vlivem přidaných skleníkových plynů již ohřál (k roku 2018 o 1 K oproti období 1850–1900, viz [https://www.ipcc.ch/sr15/graphics/#cid_603 Figure SPM 1 v SR15]), proto více sálá; to platí i pro troposféru. Současně se však zesílil skleníkový jev zpětnou vazbou, jíž je přibývání vodní páry. Teplejší ovzduší jí udrží více, roste jeho [[Vlhkost vzduchu|absolutní vlhkost]], přičemž relativní vlhkost se v průměru nemění. A také ubylo ledu a sněhu, tedy kleslo [[albedo]] takových oblastí Země, to je další oteplující zpětná vazba klimatického systému. |
||
Výsledná nerovnováha mezi pohlcovaným slunečním zářením a sáláním Země do vesmíru (radiační disbalance) tak ve výsledku činí necelý 1 W/m<sup>2</sup>. |
|||
| ⚫ | |||
| ⚫ | Kvantitativně lze vyjádřit, že sálání do vesmíru by první zpětnou vazbou vzrostlo k roku 2008 o 3 W/m<sup>2</sup>, ovšem přírůstek vodní páry zesílil tepelněizolační schopnost troposféry, což spolu se snížením albeda vedlo naopak k oteplujícímu vlivu na úrovni 2 W/m<sup>2</sup> <ref>{{Citace periodika |
||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| titul = An imperative for climate change planning: tracking Earth's global energy |
| titul = An imperative for climate change planning: tracking Earth's global energy |
||
| url = http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877343509000025 |
| url = http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877343509000025 |
||
| Řádek 107: | Řádek 94: | ||
| příjmení = Trenberth |
| příjmení = Trenberth |
||
}}</ref> (viz Figure 4 v [http://www.cgd.ucar.edu/staff/trenbert/ autorově] [http://www.cgd.ucar.edu/staff/trenbert/trenberth.papers/EnergyDiagnostics09final2.pdf kopii]). |
}}</ref> (viz Figure 4 v [http://www.cgd.ucar.edu/staff/trenbert/ autorově] [http://www.cgd.ucar.edu/staff/trenbert/trenberth.papers/EnergyDiagnostics09final2.pdf kopii]). |
||
Odhad disbalance pro období 2005–2014 byl 0,9 ± 0,3 W.m<sup>−2</sup> <ref>{{Citace periodika |
|||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
}}</ref>. Pro delší období, s oporou o ohromnou spoustu měření teplot v oceánech v [[Program Argo|programu Argo]], činí '''0,7 W.m<sup>−2</sup>''' <ref>{{Citace periodika |
|||
| příjmení = Cheng |
|||
| jméno = Lijing |
|||
| příjmení2 = Abraham |
|||
| jméno2 = John |
|||
| příjmení3 = Zhu |
|||
| jméno3 = Jiang |
|||
| titul = Record-Setting Ocean Warmth Continued in 2019 |
|||
| periodikum = Advances in Atmospheric Sciences |
|||
| datum vydání = 2020-02-01 |
|||
| ročník = 37 |
|||
| číslo = 2 |
|||
| strany = 137–142 |
|||
| issn = 1861-9533 |
|||
| doi = 10.1007/s00376-020-9283-7 |
|||
| jazyk = en |
|||
| url = https://doi.org/10.1007/s00376-020-9283-7 |
|||
| datum přístupu = 2020-04-16 |
|||
}}</ref>. |
|||
== Odkazy == |
== Odkazy == |
||
Verze z 16. 4. 2020, 12:33
Radiační působení (anglicky radiative forcing) je v klimatologii používaná veličina udávající změnu radiační bilance systému Země – vesmír.
Definice
Obvykle je radiační působení vztaženo k tropopauze v jednotkách watt na metr čtvereční zemského povrchu. Přesněji jde o změnu radiační bilance v tropopauze vlivem nějakého dodatečného působení (forcingu) na klimatický systém. V nejběžněji používané definici je stav troposféry a povrchu planety nezměněn, ale spodní stratosféra se přizpůsobuje v reakci na dané působení.[1] Kladné radiační působení znamená, že jde o působení, které má potenciál oteplit pozemské klima. Záporné znamená potenciál klima ochladit. V češtině viz podrobnější definici v glosáři Souhrnné zprávy Změna klimatu 2007.
Použití
V Páté hodnotící zprávě (AR5) Mezivládního panelu pro změny klimatu (IPCC) jsou hodnoty radiačního působení vztaženy k předindustriální době kolem roku 1750. Zvýšené koncentrace skleníkových plynů s dlouhou životností v ovzduší mají vliv oteplující (úbytek ozónu ve stratosféře má vliv ochlazující). Oproti předprůmyslové době je však více aerosolů vytvářených lidskou činností, což je velký ochlazující vliv. Vývoj radiačního působení od roku 1750 ukazuje obrázek vlevo. (Je možné, že oproti r. 1750 aerosolů nepřibylo tak mnoho, jak naznačují grafy z AR5. Mohlo by to být tím, že požárů, které jsou též zdrojem aerosolů, bylo tehdy více, než se doposud odhadovalo.[2][3])
Pro projekce budoucích možností vývoje klimatu se užívají scénáře vývoje radiačního působení označované jako RCP2.6 až RCP8.5. (Číslo znamená radiační působení v r. 2100.) Trajektorie koncentrací, které by umožnily, aby globální oteplení nepřekročilo 1,5 K, jsou na obr. 1.5 ve zprávě IPCC ze října 2018 (SR15)[4], vysvětlení trajektorií (pathways) viz její Glossary.[5]
Grafy z AR5 uvedené výše končí rokem 2011, kdy koncentrace činila 390 ppm, zatímco v roce 2018 již 407 ppm.[6] Radiační působení ΔF oxidu uhličitého je logaritmickou funkcí jeho koncentrace.[7] Lze je přibližně vyjádřit vztahem ΔF = α ln(C/Co), kde α = 5,35 W/m2, C je momentální koncentrace CO2 v ovzduší a Co koncentrace před průmyslovou revolucí, která činila kolem 278 ppm. Radiační působení oxidu uhličitého se proto za oněch 7 let zvýšilo o 0,2 W/m2; podrobněji o tom (i pro další plyny a jejich souhrn) viz [8] .
Historii pojmu radiační působení a také nověji používané veličiny efektivní radiační působení viz práci [9].
Rozdíl oproti Earth Energy Imbalance
Kdyby radiační působení bylo např. 2 W/m2, neznamená to, že tolik energie by nyní Země nevracela do vesmíru. Tak by tomu bylo, jen kdyby zůstala stejně chladná jako před začátkem antropogenního oteplování. Jenže se oteplila a projevily se důsledky, zpětné vazby. První je, že povrch Země se vlivem přidaných skleníkových plynů již ohřál (k roku 2018 o 1 K oproti období 1850–1900, viz Figure SPM 1 v SR15), proto více sálá; to platí i pro troposféru. Současně se však zesílil skleníkový jev zpětnou vazbou, jíž je přibývání vodní páry. Teplejší ovzduší jí udrží více, roste jeho absolutní vlhkost, přičemž relativní vlhkost se v průměru nemění. A také ubylo ledu a sněhu, tedy kleslo albedo takových oblastí Země, to je další oteplující zpětná vazba klimatického systému.
Výsledná nerovnováha mezi pohlcovaným slunečním zářením a sáláním Země do vesmíru (radiační disbalance) tak ve výsledku činí necelý 1 W/m2.
Kvantitativně lze vyjádřit, že sálání do vesmíru by první zpětnou vazbou vzrostlo k roku 2008 o 3 W/m2, ovšem přírůstek vodní páry zesílil tepelněizolační schopnost troposféry, což spolu se snížením albeda vedlo naopak k oteplujícímu vlivu na úrovni 2 W/m2 [10] (viz Figure 4 v autorově kopii).
Odhad disbalance pro období 2005–2014 byl 0,9 ± 0,3 W.m−2 [11]. Pro delší období, s oporou o ohromnou spoustu měření teplot v oceánech v programu Argo, činí 0,7 W.m−2 [12].
Odkazy
Reference
- ↑ Forster, P., V. Ramaswamy, P. Artaxo, T. Berntsen, R. Betts, D.W. Fahey, J. Haywood, J. Lean, D.C. Lowe, G. Myhre, J. Nganga, R. Prinn, G. Raga, M. Schulz and R. Van Dorland, 2007: Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. (Celá tato kapitola 2. dílu Fyzikální základy ze Čtvrté hodnotící zprávy IPCC je k dispozici i jako pdf, 8 MB)
- ↑ https://phys.org/news/2018-08-underestimated-cooling-effect-planet-historic.html – The underestimated cooling effect on the planet from historic fires
- ↑ CARSLAW, K. S.; SPRACKLEN, D. V.; FOLBERTH, G. A. Reassessment of pre-industrial fire emissions strongly affects anthropogenic aerosol forcing. Nature Communications. 2018-08-09, roč. 9, čís. 1, s. 3182. Dostupné online [cit. 2019-07-25]. ISSN 2041-1723. DOI 10.1038/s41467-018-05592-9. (anglicky)
- ↑ Chapter 1 — Global Warming of 1.5 ºC [online]. [cit. 2019-07-25]. Dostupné online.
- ↑ Glossary — Global Warming of 1.5 ºC [online]. [cit. 2019-07-25]. Dostupné online.
- ↑ US DEPARTMENT OF COMMERCE, NOAA. ESRL Global Monitoring Division - Global Greenhouse Gas Reference Network. www.esrl.noaa.gov [online]. [cit. 2019-07-25]. Dostupné online. (EN-US)
- ↑ http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/wea.2072/pdf - The greenhouse effect and carbon dioxide
- ↑ US DEPARTMENT OF COMMERCE, NOAA. NOAA/ESRL Global Monitoring Division - THE NOAA ANNUAL GREENHOUSE GAS INDEX (AGGI). www.esrl.noaa.gov [online]. [cit. 2020-01-19]. Dostupné online. (EN-US)
- ↑ RAMASWAMY, V.; COLLINS, W.; HAYWOOD, J. Radiative Forcing of Climate: The Historical Evolution of the Radiative Forcing Concept, the Forcing Agents and their Quantification, and Applications. Meteorological Monographs. 2018-01-01, roč. 59, s. 14.1–14.101. Dostupné online [cit. 2020-01-19]. ISSN 0065-9401. DOI 10.1175/AMSMONOGRAPHS-D-19-0001.1.
- ↑ TRENBERTH, Kevin E. An imperative for climate change planning: tracking Earth's global energy. Current Opinion in Environmental Sustainability. 2009-10-01, roč. 1, čís. 1, s. 19–27. Dostupné online [cit. 2019-07-25]. ISSN 1877-3435. DOI 10.1016/j.cosust.2009.06.001.
- ↑ TRENBERTH, Kevin E.; FASULLO, John T.; VON SCHUCKMANN, Karina. Insights into Earth’s Energy Imbalance from Multiple Sources. Journal of Climate. 2016-07-07, roč. 29, čís. 20, s. 7495–7505. Dostupné online [cit. 2019-07-25]. ISSN 0894-8755. DOI 10.1175/JCLI-D-16-0339.1.
- ↑ CHENG, Lijing; ABRAHAM, John; ZHU, Jiang. Record-Setting Ocean Warmth Continued in 2019. Advances in Atmospheric Sciences. 2020-02-01, roč. 37, čís. 2, s. 137–142. Dostupné online [cit. 2020-04-16]. ISSN 1861-9533. DOI 10.1007/s00376-020-9283-7. (anglicky)