1 Zmiany klimatu Ziemi w skali lokalnej i globalnej.Krzysztof Markowicz Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski VII Sejmik Kultury Powiatu Strzyżowskiego,

2 Krzysztof Markowicz [email protected]Klimat Średnia pogoda panująca w danym miejscu. Średni przebieg warunków atmosferycznych charakterystyczny dla danego obszaru i określony na podstawie 30 letnich serii pomiarowych. Klimat to pojęcie statystyczne zdefiniowany w terminologii prawdopodobieństwa Gdy znamy klimat jakiegoś miejsca to potrafimy określić np. jakie jest prawdopodobieństwo że średnia temperatura lutego np roku będzie w przedziale od -3 do -4 oC. 3/24/2017 Krzysztof Markowicz

3 Krzysztof Markowicz [email protected]Anomalie Anomalia - czyli odchylenie od wartości średniej (przeciętej) Pojecie stosowane często w klimatologii do analizy zmienności warunków pogodowych. Czy anomalie pogodowe świadczą o zmianach klimatu Nie, gdyż anomalie są naturalnie związanie z klimatem. Dopiero gdy anomalia utrzymuje się przez odpowiedni długi okres czasu (30 lat) może to świadczyć o zmianach klimatycznych. 3/24/2017 Krzysztof Markowicz

4 Krzysztof Markowicz [email protected]Anomalie (2) Czy w dobie globalnego ocieplenia możemy spodziewać się chłodnych zim? Czy chłodne lato jakiegoś roku może dowodzić, że nie mamy do czynienia z globalnym ociepleniem? 3/24/2017 Krzysztof Markowicz

5 Zmiany klimatu w ostatnim mileniumŚrednie globalne anomalie temperatury powietrza przy powierzchni ziemi za ostatnie dwa tysiące lat. Kolorowe linie odpowiadają różnym rekonstrukcjom temperatury. Źródło wikipedia.

6 Zmiany temperatury w ostatnich 150 latachŚrednie roczne i pięcioletnie anomalie temperatury powietrza przy powierzchni ziemi wyznaczone względem referencyjnego okresu Dane pochodzą z bazy danych HadCRUT3 opublikowanej przez Centrum Hadleya oraz Uniwersytet Wschodniej Anglii. Źródło wikipedia.

7 Comparison of ground based measurements of surface temperature (blue) and satellite based records of mid-tropospheric temperature (red: UAH; green: RSS) since Trends plotted since January 1982. 7

8 NASA GISS Surface Temperature Analysis (GISTEMP)8 NASA GISS Surface Temperature Analysis (GISTEMP)

9 Zmiany klimatu na AntarktydzieZmiany temperatury powietrza za ostatnie 100 lat z niepewnościami i poziomem istotności trendu dla stacji pomiarowych na Półwyspie Antarktycznym. Wykres zapożyczony z artykułu Vaughan i inni, Devil in the Detail, Science, , 2001,

10 Zmiany klimatu w PolsceŚrednie roczne oraz trendy liniowe temperatury powietrza w Polsce na podstawie 82 stacji meteorologicznych. W okresie od 1964 do 1973 nie ma dostępnych danych.

11 Średnie roczne liczby dni z burzą w Polsce na podstawie 82 stacji meteorologicznych.

12 Zmiany klimatu w StrzyżowieZmiany czasowe średniej rocznej temperatury powietrza, rocznej sumy opadu w [mm] oraz trendy liniowe w okolicach Strzyżowa.

13 Główne przyczyny zmian klimatuIPCC, 2007 (wikipedia)

14 Emisje CO2 i zmiany składu izotopowego

15 Skąd wiemy, że wzrost CO2 jest związany z działalnością człowieka?Węgiel wchodzący w skład paliw kopalnych ma trochę inny skład izotopowy niż węgiel budujący "świeże" tkanki roślinne, i węgiel nieorganiczny rozpuszczony w oceanach. Węgiel z paliw kopalnych podobnie jak węgiel "roślinny", ale w odróżnieniu od "oceanicznego", posiada więcej atomów izotopu 12C Węgiel z paliw kopalnych podobnie jak większość węgla "oceanicznego", ale w odróżnieniu od "roślinnego", nie zawiera atomów radioaktywnego 14C). Wynika to z czasu rozpadu 14C w paliwach kopalnych znajdujących się pod ziemią gdzie promieniowanie kosmiczne jest zbyt słabe aby produkować ten radioaktywny izotop. Mierząc zmiany składu izotopowego CO2 w atmosferze można stwierdzić, skąd bierze się dodatkowy węgiel w atmosferze. 15

16 Symulacja zmian klimatu związana z usunięcie wszystkich gazów cieplarnianychLacis et al., 2010

17 Rozkład południkowy temperatury powierzchni Ziemi po usunięciu GHGLacis et al., 2010 Porównanie efektów cieplarnianych na różnych planetach

18 Bezpośredni wpływ aerozoli na klimatwzrost albeda planetarnego wzrost absorpcji w atmosferze warstwa aerozolu redukcja promieniowana słonecznego dochodzącego do powierzchni ziemi 3/24/2017 Krzysztof Markowicz

19 Wpływ aerozolu na klimatEfekt bezpośredni poprzez rozpraszanie i pochłanianie promieniowania słonecznego dochodzącego do powierzchni Ziemi. Efekt pośredni oddziaływanie aerozolu na własności chmur oraz ich czas życia Aerozole chłodzą klimat!

20 Poland-AOD Powołana w 2011 r.Koordynowana przez Instytut Geofizyki, Uniwersytetu Warszawskiego ( ) Stacje Badawcze: Laboratorium Transferu Radiacyjnego Instytutu Geofizyki Uniwersytetu Warszawskiego Stacja pomiarowa Instytutu Oceanologii Polskiej Akademii Nauk w Sopocie Prywatna Stacja Badawcza Transferu Radiacyjnego SolarAOT w Strzyżowie Statek badawczy Oceania Centralne Obserwatorium Geofizyczne w Belsku Polskiej Akademii Nauk

21 IGF-UW Warsaw IO-PAS Sopot SolarAOTStrzyzow

22 Stacja Badawcza SolarAOT w StrzyżowieZałożona w 2002 r. Położenie: Podkarpacie 443 m n.p.m. (200 m nad kotliną Strzyżowa), oN, oE Bardzo dobre miejsce do badań klimatycznych w tym własności optycznych aerozoli

23 3/24/2017

24 Fields campaign in 2010

25 Plany Instalacja wiosną 2013 r. nowego przyrządu w ramach sieci AERONET koordynowanej przez NASA. Będzie to druga taka stacja w Polsce. Projekt edukacyjny: Uczniowska Kampania Klimatyczna

26 Obserwacje prowadzone przez uczniówAerozole Grubość optyczna aerozoli, wykładnik Angstroma Zawartość pary wodnej w pionowej kolumnie powietrza Współczynnik ekstynkcji aerozoli Koncentracja węgla cząsteczkowego Pomiary dodatkowe Zachmurzenie Widzialność pozioma Kolor nieboskłonu Podstawowe pomiary meteorologiczne

27 Fotometr słoneczny Nowy fotometr

28 kontrast w zerowej odległościWyznaczanie widzialności i współ. ekstynkcji kontrast w zerowej odległości kontrast w odległości r