Rozumiete globálnemu otepľovaniu?

Doc. Ing. Peter Tomlein, PhD., predseda SV IIR podľa knihy „Ako naozaj funguje svet“, 2022

Nazývať tento jav skleníkový efekt nie je úplne správne!

Prečo? No preto lebo vo vnútri skleníka nie je teplo iba v dôsledku toho, že sklenené tabule bránia prieniku infračerveného žiarenia, ale aj preto, že v skleníku je prerušená cirkulácia vzduchu.

Prírodný skleníkový efekt je oproti tomu spôsobený len zachytávaním malého dielu odchádzajúceho infračerveného žiarenia stopovými plynmi. To znamená, že globálna atmosféra zostáva v stálom, často až prudkom pohybe.

Vodná para nereguluje teplotu atmosféry

Je to naopak

Vodná para je najväčším pohlcovačom infračerveného žiarenia. Je najväčším generátorom prírodného skleníkového efektu – ale vodná para nie je príčinou atmosférického otepľovania, pretože neovláda teplotu.

V skutočnosti je to naopak. Meniaca sa teplota určuje, aké množstvo vody môže byť prítomné v atmosfére. Pri vyššej teplote vlhkosť vzduchu rastie. Miera kondenzácie (dažďa) rastie s poklesom teploty.

Prirodzené otepľovanie Zeme ovládajú stopové plyny

Ich obsah nie je ovplyvnený teplotou prostredia. Pri poklese teploty nekondenzujú a nevyzrážajú sa. Pomerne malým oteplením, ktoré spôsobujú, sa však zvyšuje vyparovanie a teda obsah vody v atmosfére. Výsledkom je ďalšie oteplenie.

Stopové plyny regulujú teplotu v atmosfére

V prírodnom efekte stopových plynov prevláda oxid uhličitý (CO2), s menšími príspevkami metán (CH4), oxidu dusného (N2O) a ozónu (O3). Ozón si spájame tiež s poškodzovaním ozónovej vrstvy v procese rozkladu CFC a HCFC chladív UV žiarením.

Ľudská činnosť

Začala ovplyvňovať obsah stopových plynov, čím vznikol dodatočný (antropogénny) skleníkový efekt už pred tisíckami rokov, keď sa ľudia usádzali, prijali poľnohospodárstvo a začali využívať tavenie kovov, výrobu tehál. Prudký rast skleníkových plynov však nastal neskôr so spriemyselňovaním najmä po roku 1950.

Úroveň CO2

Pred rokom 1800 bola na úrovni 270 ppm - to znamená 0,027 objemového percenta. V lete 2020 to už bolo 420 ppm. CO2 je vylučovaný zväčšia pri spaľovaní fosílnych palív.

CO2 predstavuje 75 % ľudského prínosu k otepľovaciemu efektu. Zvyšok 15 % metán a 10 % N2O a pod. Príspevok F plynov cca 2 % síce nie je veľký, ale dá sa znížiť na minimum.

Vplyv antropogénnych emisií

Nadobudol väčší význam až v procese industrializácie. Skleníkový efekt rozhýbalo najmä spaľovanie fosílnych palív, výroba železa, cementu, plastov, hnojív, ..., čo najintenzívnejšie prebieha najmä v priemyselne rozvinutých krajinách.

Vodná para nereguluje teplotu atmosféry

Je to naopak

Prirodzené otepľovanie Zeme ovládajú stopové prvky

Stopové plyny regulujú teplotu v atmosfére

V prírodnom efekte stopových plynov prevláda oxid uhličitý (CO2), s menšími príspevkami metán (CH4), oxidu dusného (N2o) a ozónu (O3). Ozón si spájame tiež s poškodzovaním ozónovej vrstvy v procese rozkladu CFC a HCFC chladív UV žiarením.

Kto objavil globálne otepľovanie

V roku 1980 sa tento výraz prakticky neobjavoval. V roku 1988 objavili globálne otepľovanie médiá, verejnosť a politici. Príčinou bolo anomálne teplé leto a založenie Organizácie pre klimatické zmeny IPCC na podnet OSN, UNEP a WMO.

Geofyzikálny experiment

Fosílie vraciame z hornín do atmosféry

V roku 1957 Hans Suess a Roger Revelle uviedli: „Ľudské bytosti uskutočňujú geofyzikálny experiment vo veľkom meradle, ktorý sa už nebude dať zreprodukovať v budúcnosti.

V priebehu niekoľkých desaťročí vraciame do atmosféry koncentrovaný uhlík, predtým uložený do sedimentárnych hornín v časovom rozpätí stoviek miliónov rokov“.

Skleníkový efekt v dôsledku rastu emisií

Bol známy podstatne skôr. Joseph Fourier, francúzsky matematik 1768-1830, bol prvý vedec, ktorý upozornil, že atmosféra pohlcuje časť žiarenia vychádzajúceho z ohriateho zemského povrchu. Američanka Denis Footeová spojila CO2 s globálnym otepľovaním v roku 1856.

Arktída sa zohrieva rýchlejšie

V roku 1861 jeden z prvých nositeľov Nobelovej ceny Švéd Svante Arrhenius uverejnil výpočty zvýšenej globálnej povrchovej teploty, ktorú spôsobilo zdvojnásobenie pred industriálneho atmosférického CO2. Uviedol, že globálne otepľovanie bude najmenej citeľné v trópoch a najciteľnejšie na polárnom kruhu a tiež, že sa zmenšia teplotné rozdiely medzi dňom a nocou, ročnými obdobiami. To sa aj napĺňa. Arktída sa zohrieva rýchlejšie a odraz slnečného žiarenia, ak sneh a ľad miznú, sa znižuje. Zmeny počasia sú prudšie a rýchle.

Klimatická citlivosť na obsah CO2 v atmosfére

Arrhenius klimatickú citlivosť vyhodnotil ako odhad miery globálneho otepľovania po zdvojnásobnení atmosférického CO2.

Odhadol, že akékoľvek zdvojnásobnenie percentuálneho podielu CO2 v ovzduší by zvýšilo teplotu na zemskom povrchu o 4oC. Je nepravdepodobné, že by klimatická citlivosť bola taká nízka, že by to zabránilo otepleniu o viac ako 2oC, ak obsah CO2 stúpne na približne 560 ppm, čiže ma dvojnásobok pred industriálnej úrovne.

Sopka Mauna Loa v roku 1958

Presné merania na pozadí výbuchu havajskej sopky Mauna Loa okamžite preukázali na južnom póle predpovedateľný nárast CO2 z 236 ppm na 315 ppm.

V roku 1979 sa v rámci hodnotenia klimatickej citlivosti pri zdvojnásobnení obsahu CO2 v atmosfére, vrátane spätnej väzby s vodnou parou, bolo stanovené rozpätie zvýšenej teploty od 1,5 do 4oC, čo už predpovedal Švéd Arrhenius.

Dekarbonizácia ako cielená politika

Vplyv politík dekarbonizácia je zatiaľ malý. Napríklad účinok inštalovania FV panelov a veterných turbín bol vymazaný vzrastom emisií pri výrobe betónu, železa, plastov, hnojív v iných oblastiach sveta, kde industrializácia naberá na obrátkach. Treba prejsť na technológie výroby, bez potreby fosílnych palív, čo je drahé.

Znepokojuje nás to, bez čoho by sme nemohli žiť

Je to skleníkový efekt

Fyzika vysvetľuje planetárne otepľovanie skleníkovým efektom, bez ktorého by na našej planéte bola trvale zima a ľad s teplotou -18oC. Stopové plyny menia radiačnú rovnováhu odrážaním infračerveného žiarenia, čím sa zvyšuje teplota na zemskom povrchu.

V závere druhého desaťročia 21. storočia bola po niekoľkých storočiach spaľovania fosílnych palív teplota spriemerovaná cez globálnu súš, oceány takmer o 1 oC nad strednou teplotou v 20 storočí. Je doložené, že prejav rastu teploty je na všetkých kontinentoch.

Zloženie atmosféry dusík, kyslík, a stopové plyny

78 % dusíka, 21 % kyslíka a 1 % stopových plynov. To jedno percento stopových plynov zodpovedá za reguláciu teploty v atmosfére. V stopových plynoch CO2 predstavuje 75 %. Zvyšok 15 % metán a 10 % N2O a pod. Príspevok F plynov cca 2 % síce nie je veľký, ale dá sa znížiť na minimum.

Užitočný a nebezpečný skleníkový efekt

Užitočný skleníkový efekt sa môže zmeniť na nebezpečný, ak zvýšený podiel stopových plynov v atmosfére spôsobuje zvyšovanie priemernej teploty atmosféry. Normálne priemerná teplota je okolo 15oC, ktorá stále rastie.

Slnečné, elektromagnetické, krátkovlnné žiarenie dobre preniká cez atmosféru a zohrieva našu Zemeguľu. Odrazené dlhovlnné žiarenie, už túto schopnosť nemá a odráža sa vďaka stopovým plynom späť do atmosféry, ktorá sa prehrieva, ak objem stopových plynov narastá. Medzi stopové plyny, ktoré ovplyvňujú teplotu zeme, patria aj F plyny a teda aj chladivá. Preto sa nahradzujú takými chladivami, ktorých skleníkový potenciál je minimálny.

Kyslíka je dosť a nie je ohrozený

Mozgové bunky začínajú odumierať do 5tich minút bez kyslíka. Kyslík je najdôležitejší pre ľudské prežitie. Merania ukazujú, že nehrozí jeho nedostatok ani pri tých najväčších požiaroch na zemeguli. Dokonca, ak by sme spálili všetku biomasu na zemeguli naraz, spotrebovalo by sa len 0,1 % vzdušného kyslíka. Ak by sme spálili zásoby všetkých fosílnych palív tak by klesol obsah kyslíka v atmosfére o 0.25%.

Ľuďom dýchanie viac sťažujú alergény, nadmorská výška, miestne požiare a vytesňovanie kyslíka v uzavretom priestore napríklad chladivami. Je zaujímavé, že ľuďom vystaveným nedostatku kyslíka napríklad v Tibete, Andách sa prejavilo prispôsobenie nedostatku kyslíka zvýšeným obsahom hemoglobínu v krvi.

Budeme mať dosť vody a jedla?

Po kyslíku najdôležitejšou je voda. Sú environmentálne obavy, že vody je síce dosť, ale je rozložená nerovnomerne po zemeguli. Vodou plytváme a pritom je tu komplikácia s nerovnomerným prístupom k vode.

Globálne otepľovanie nevyhnutne zosilní obeh vody

Lebo vyššia teplota zvýši vyparovanie. V dôsledku toho bude viac zrážok a teda vody dostupnej na zachytávanie a využitie. Všeobecne viac zrážok neznamená, že budú vtedy a tam, kedy a kde ich najviac treba. Výsledné zrážky ako sa už aj ukazuje dnes, sú hojnejšie, prudšie a nerovnomerne rozdelené. Dokonca sa dá očakávať, že nepravidelný zrážkový režim vyústi do katastrofických dažďových a snehových prejavov.

Nedostatok vody sa dá zmierniť odsoľovaním, ale nedajú sa nahradiť takto dažde. Nedostatok vody sa nepredpokladá v okolí riek La Plata, Missisipi, Dunaj, Rýn, Ganga, ...

Nedostatok vody sa však môže prejaviť na riekach Eufrat a Tigris, Níl, Žltej rieke v Číne a podobne.

Zoznam toho, čo treba urobiť je dlhý

Celosvetové emisie sa neznižujú

Dáta sú jasné. V rokoch 1989 až 2019 sa zvýšili antropogénne emisie skleníkových plynov o približne 65 %. Bohaté krajiny USA, Kanada, Japonsko, Austrália a krajiny EÚ, ktorých emisie na hlavu za posledných 30 rokov klesli, ale len o 4 %.

Zatiaľ čo indické a čínske emisie absolútne objemovo stúpli 4 násobne a podobne je to v iných rozvojových krajinách.

Treba však dodať, že prepočítane na obyvateľa najviac emisií majú logicky práve najvyspelejšie krajiny sveta.

Tri desaťročia ťažkej práce emisie neznížili

Prvá konferencia OSN o klíme bola v roku 1992. Pokračovala na tému o klimatickej zmene v Berlíne 1995. V roku 1997 bol v Kjóte prijatý prvý protokol. Pokračovali konferencie v Marrákeši, 2001, Bali, 2007, Cancúne, 2010, Lime, 2014, Paríži, 2015, Glasgow, 2019, Dubaj, 2023.

Je vidieť, že environmentalisti radi cestujú po pekných lokalitách sveta a najradšej prúdovými lietadlami. V roku 2015 do Paríža odletelo 50 tisíc účastníkov, ale podarilo sa im dosiahnuť len dohodu, ktorá by vyústila nárastu emisií až do 50 % do roku 2050. Kôň otepľovania sa splašil a cvála do diaľav. Treba ho udržať v ohrade.

Čo môžeme urobiť v nadchádzajúcich desaťročiach?

Sledovať cieľ maximálneho nárastu priemernej teploty o 1,5oC do konca storočia 2021. Do roku 2020 sme už dosiahli dve tretiny tohto nárastu. Ostalo k dispozícii 0,5 oC.

Ťažba uhlia pokračuje v Nemecku, Poľsku, Česku, Číne, Indii, ... Postupne sa odstavuje. Rýchlosť postupu je však nedostatočná. Celosvetovo sa uprednostňujú auta SUV, ktoré majú vyššiu spotrebu palív. Stúpa počet klimatizácií. Ľudia viac cestujú poznávať svet. Industrializácia rozvojových krajín si vyžaduje výrobu železa, betónu, amoniaku, plastov, hnojív, .... Industrializácia bude pokračovať a vyžaduje si využitie technológií, ktoré znižujú, respektíve vylúčia emisie CO2. To si vyžaduje peniaze, ktoré rozvojovým krajinám chýbajú. Všetky krajiny však túžia po úspechoch Číny a spôsobe života vo vyspelých krajinách.

Dekarbonizovať tento proces je ťažká úloha. Aké zázračné voľby budú dostupné napríklad africkým, ázijským, ... krajinám, ktoré sa v aktuálnej situácii spoliehajú z 90% na fosílne palivá pri výrobe napríklad elektriny.

Európa je na ceste „Fit for 55“

Európa sa pripravuje na zbavenie sa fosílnych palív dlhodobo. Od roku 2015 pripravovala legislatívu „Fit for 55“, ktorá smeruje k znižovaniu závislosti na fosílnych palivách, ktoré sa na území EÚ ťažia len v minimálnej miere. V spojení so znižovaním emisií to je určite správne smerovanie, ktoré v roku 2023 bolo posilnené legislatívou REPowerEU. Cieľom je uhlíková neutralita po roku 2050.

Balíček právnych noriem „Fit for 55“ sa týka najmä budov, energetickej efektívnosti a využívania obnoviteľnej energie. Tento balíček výrazne ovplyvňuje nasadenie tepelných čerpadiel a energetickú efektívnosť chladiacej, klimatizačnej techniky. Energetická efektívnosť je kľúčová.

Chladiace okruhy využívajú fluórované chladivá, ktorých výber sa v EÚ zužuje Nariadením o F plynoch a očakáva sa tiež ich obmedzenie legislatívou PFAS.

Viac informácií nájdete v časopise Správy 7/2023