Radiační působení

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Propustnost atmosféry pro přicházející a odcházející záření vlivem různých plynů a vlivem Rayleighova rozptylu.

Radiační působení (anglicky radiative forcing) je v klimatologii používaná veličina udávající změnu radiační bilance systému Zeměvesmír.

Definice[editovat | editovat zdroj]

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[editovat | editovat zdroj]

Odhady radiačního působení (RP) pro rok 2011 v porovnání s rokem 1750 a agregované neurčitosti hlavních příčin klimatické změny. Hodnoty jsou globální průměry RP, rozdělené podle emitovaných sloučenin či procesů, jejichž výsledkem je kombinace příčin. Nejlepší odhady čistého RP jsou znázorněny jako černé kosočtverečky s odpovídající spolehlivostí; na pravé straně obrázku jsou uvedeny číselné hodnoty společně s úrovní spolehlivosti čistého působení. Podle zprávy IPCC z listopadu 2013.

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 ukazuje obr. 8.18 kapitoly Anthropogenic and Natural Radiative Forcing, s českým popiskem viz [1]. (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]

(Radiační působení oxidu uhličitého je logaritmickou funkcí jeho koncentrace.[6] Pro rok 2018, kdy koncentrace činila 407 ppm, se tak oproti roku 2011, kdy byla 390 ppm,[7] zvýšilo o 0,1 W/m2, jelikož předprůmyslová koncentrace byla kolem 280 ppm.)

Rozdíl oproti Earth Energy Imbalance[editovat | editovat zdroj]

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 tak ve výsledku činí jen 1 W/m2, přesněji 0,9 ± 0,3 W.m−2 pro období 2005–2014.[8] 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 [9] (viz Figure 4 v autorově kopii).

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. 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)
  2. https://phys.org/news/2018-08-underestimated-cooling-effect-planet-historic.html – The underestimated cooling effect on the planet from historic fires
  3. 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) 
  4. Chapter 1 — Global Warming of 1.5 ºC [online]. [cit. 2019-07-25]. Dostupné online. 
  5. Glossary — Global Warming of 1.5 ºC [online]. [cit. 2019-07-25]. Dostupné online. 
  6. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/wea.2072/pdf - The greenhouse effect and carbon dioxide
  7. 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) 
  8. 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. 
  9. 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. 

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

  • Adresář s českými překlady vybraných zásadních částí Čtvrté hodnotící zprávy IPCC (en:AR4).