Obsah Předmluva................................................................................................9 Úvod.................................................................................................11 1. Vývoj přírodních a klimatických podmínek na Zemi v dávné i méně dávné minulosti planety, teplotní historie Země..........................................15 Přírodní a antropogenní změny na Zemi, velmi rychlé globální oteplování planety....................15 Vznik Země, počáteční teplo a počáteční teplota Země............................................17 Velké a rychlé oteplení Země před 55 miliony let................................................23 Astronomické rytmy a jejich vliv na průběh teplot na Zemi, Milankovičova teorie....................24 Sluneční aktivita..................................................................................26 Stabilizační cykly na Zemi.........................................................................30 Fotosyntéza........................................................................................36 Koráli, korálové útesy a korálové ostrovy - významná součást uhlíkových cyklů......................39 Základní příčiny kolísáni teploty na Zemi..........................................................41 Vulkanická činnost.................................................................................42 Claciály a interglaciály...........................................................................43 Klima a život v dávných i méně dávných dobách......................................................47 Vznik fosilních paliv: uhlí, ropy a zemního plynu..................................................54 Změny v koncentraci oxidu uhličitého v ovzduší v nedávné době a jeho koncentrace dnes. Výhled do konce 21. století...............................................58 2. Skleníkový efekt v ovzduší a zvyšování globální teploty Země....................................62 Radiační bilance Země a její atmosféry.............................................................62 Sdílení tepla sáláním, sálání ze Slunce a sálání ze Země...........................................62 Energetické toky mezi Sluncem a Zemí a mezi Zemí a kosmickým prostorem.............................68 Faktory ovlivňující absorbci slunečního záření.....................................................69 Fyzikální podstata skleníkového efektu, skleníkový efekt v atmosféře Země..........................70 Skleníkové plyny a aerosoly........................................................................73 Potenciál globálního oteplování, radiační účinek a životnost skleníkových plynů....................84 Kladné a záporné zpětné vazby v klimatickém systému Země...........................................88 Globální oteplování a ozónová vrstva, přízemní ozón................................................91 3. Nejdůležitější důsledky narůstající intenzity skleníkového efektu v ovzduší.....................97 Klimatické změny vyvolané skleníkovým efektem......................................................97 Modelování počasí a klimatické modely..............................................................98 Dynamika klimatických změn na Zemi, příčiny iniciující velké globální teplotní změny............101 Měření průměrné globální teploty Země a odhady vývoje teplot v dávné minulosti..................102 Teploty na povrchu Země rychle stoupají, vzrůst teplot je velmi nerovnoměrný a akceleruje ... 102 Ledy a ledovce tají, zpětné vazby tohoto procesu, důsledky......................................111 Antarktida - ledovcový kontinent v procesu globálního oteplování................................126 Zvyšování hladiny moří a oceánů.................................................................131 Mnohostranný vliv a význam vody v procesu globálního oteplování.................................135 4. Globální oteplování vyvolává podstatné změny meteorologických dějů a oceánského proudění.....................................................137 Globální oteplování a spalování fosilních paliv zvyšuje intenzitu meteorologických dějů a zvyšuje intenzitu a četnost extrémních meteorologických dějů, zranitelnost infrastruktury a ekonomické i lidské ztráty........................................137 Oceánská cirkulace, oceánské proudy a jejich změny při globálním oteplování.....................144 Golfský proud, jeho zeslabování a vliv zeslabování na klima, proudění v Atlantickém oceánu .. 147 5 Colfský proud, severoatlantická oscilace a evropské klima dnes a jeho očekávatelný vývoj......151 Hurikány a cyklony jsou a budou stále častější a silnější........................................153 Tornáda jsou a budou stále častější a intenzivnější..............................................160 Mimořádně intenzivní srážky......................................................................162 Povodně a záplavy jsou stále častější a rozsáhlejší..............................................163 Větrné bouře a vichřice..........................................................................167 Globální oteplování vyvolává sucho a sucho je příčinou mnoha problémů, nedostatek vody, války o vodu....................................................................171 Sucho zvyšuje nebezpečí rozsáhlých požárů, požáry lesů jsou mnohonásobně škodlivé................175 Na kontinentech se stále více projevuje sucho a další činnosti lidí vyvolávají dezertizaci.......179 Živelná pohroma ve Vysokých Tatrách v roce 2004................................................. 181 Zemětřesení a vulkanická aktivita................................................................183 Mimořádný průběh počasí v letech 2006 a 2007.................................................... 186 5. Změny v přírodě vyvolané zvětšováním koncentrace oxidu uhličitého v ovzduší, globálním oteplováním a zpětný účinek některých změn na další globální oteplování .................................................................195 Důsledky vlivu zvyšující se koncentrace oxidu uhličitého v ovzduší na rostliny...................195 Klimatické změny vyvolávají podstatné změny v přírodě............................................196 Permafrost a důsledky jeho tání..................................................................201 Mokřady a jezera - nejcennější a nejohroženější ekosystémy. Mokřady jako zdroj skleníkového plynu - metanu...................................................205 Jezera zamrzají na kratší dobu a některá nezamrzají vůbec........................................205 Význam lesů z hlediska zmenšování koncentrace oxidu uhličitého v ovzduší, úbytek lesů a jeho důsledky......................................................................206 Lidé již v minulosti zásahy v lesích citelně ovlivnili přírodu a lokální klima, a snížili tak odolnost Země čelit nastupujícím klimatickým změnám................................208 Dlouhodobé chřadnutí lesů mírného pásu - další nepříznivý faktor pro vývoj klimatu...............209 Celosvětová mohutnost fotosyntézy v lesích slábne................................................211 Oblastí zamořených klíšťaty přibývá a počet onemocnění jimi způsobených vzrůstá .................213 6. Globální oteplování silně působí i na lidi a přispívá k tomu a znečišťování ovzduší, vliv klimatických změn na lidské civilizace...........................214 Klima a civilizace...............................................................................214 Klimatické změny a znečišťování ovzduší velmi nepříznivě působí na lidskou populaci..............215 Klimatické podmínky umožnily vznik prvních civilizací............................................217 Zdravotní ohrožení a životní rizika vyvolávaná globálním oteplováním zvyšuje rostoucí koncentrace obyvatelstva a růst měst....................................................225 7. Očekávatelné důsledky globálního oteplování...................................................227 Prognózy růstu spotřeby primárních energetických zdrojů a fosilních paliv, prognózy zvyšování emisí skleníkových plynů......................................................227 Prognózy zvyšování teploty na Zemi...............................................................234 Prognózy zvyšování úrovně mořské hladiny.........................................................235 Klimatické změny a očekávatelné důsledky.........................................................236 Zvyšování vulkanické a zemětřesné aktivity.......................................................237 Změny v přírodě a důsledky pro obyvatelstvo......................................................238 Vymírání druhů a snižování biodiverzity..........................................................240 8. Spotřeba energie v minulosti a v současnosti, prognózy vývoje spotřeby energie..............................................................245 Spotřeba energie a primárních energetických zdrojů stoupala, stoupá a oprávněně bude stoupat i v budoucnosti.........................................................245 6 Spotřeba energie ve světě je velmi nerovnoměrná..................................................248 Počet iidí na Zemi se zvyšuje, vývoj počtu obyvatel je značně nejistý............................250 Spotřeba energie souvisí s ekonomickou a životní úrovní..........................................253 Vliv globalizace světa a prolínání nebo střetu civilizací na vývoj spotřeby primárních energetických zdrojů................................................254 9. Energetické zdroje na Zemi ....................................................................256 Energetická bilance, energetická rovnováha a oteplování Země.....................................256 Sluneční energie.................................................................................257 Fosilní paliva...................................................................................258 Jaderná energie..................................................................................260 Obnovitelné zdroje energie.......................................................................262 Užití primárních energetických zdrojů............................................................265 10. Zkušenosti s prosazením závažných změn v energetice v minulém půlstoletí ... 267 První etapa: „Energetických zásob je dostatek a nic nebrání jejich stále intenzivnější těžbě a využívání"....................................................267 Druhá etapa: „Nejlepší energie je taková, která není spotřebovaná"...............................269 Třetí etapa: „Požadavek trvale udržitelného rozvoje na Zemi".....................................270 Poučení pro nastávající přístupy k opatřování energie............................................271 11. Změna životního stylu, úspory energií, surovin a dalších přírodních zdroj......................273 Změna životního stylu............................................................................273 Snížení spotřeby energie v bytové a komunální sféře, nízkoenergetické a pasivní domy.............274 Doprava je vážný energetický a ekologický problém, snížení spotřeby energie a emisí v dopravě, ekologicky přijatelné způsoby dopravy.................................279 Prosazení potřebných změn životního stylu........................................................284 12. Fosilní energetika, dekarbonizace..............................................................287 Zvýšení účinností při energetických transformacích v energetických centrálách....................287 Dekarbonizace....................................................................................297 Ukládání a doprava zachyceného oxidu uhličitého..................................................305 13. Obnovitelné zdroje energie ....................................................................311 Biomasa a bioenergetika..........................................................................313 Vodní energie....................................................................................318 Větrná energie...................................................................................322 Sluneční energie.................................................................................325 Využití nízkopotenciálního tepla tepelnými čerpadly..............................................329 Další obnovitelné energetické zdroje.............................................................330 14. Jaderná energetika.............................................................................333 Disponibilní typy jaderných elektráren...........................................................334 Vývoj jaderné energetiky - charakteristika připravovaných generací jaderných reaktorů............338 Zásoby jaderných paliv, palivové cykly...........................................................348 Mezisklady vyhořelého jaderného paliva...........................................................352 Úložiště jaderných odpadů........................................................................353 Úspora fosilních paliv a snížení emisí oxidu uhličitého při výrobě elektrické energie v jaderných elektrárnách...........................................354 Vliv jaderné energetiky na životní prostředí.....................................................355 Provozní vlastnosti jaderných elektráren.........................................................357 Odpůrci jaderné energetiky zneužívají hrozby terorizmu a straší obyvatelstvo nebezpečím z ozáření.......................................................358 Ekonomická konkurenceschopnost jaderných elektráren v porovnání s elektrárnami na fosilní paliva dnes a v budoucnost.................................360 7 Nový rozvoj jaderné energetiky již začal........................................................361 Další éra jaderné energetiky - termojaderná syntéza.............................................366 15. Vodíková energetika..........................................................................371 Vodíková energetika jako podstatná součást celkové restrukturalizace energetiky.................371 Nejdůležitější oblasti nasazení vodíkové energetiky.............................................373 Vlastnosti vodíku, zejména jako energetického nosiče............................................373 Účinky vodíku na kovy, zejména na oceli.........................................................374 Masivní vodíková energetika může mít také negativní ekologické důsledky.........................374 Technologie výroby vodíku.......................................................................375 Skladování vodíku...............................................................................380 Doprava a distribuce vodíku.....................................................................383 Využití vodíku v palivových článcích............................................................383 Vodík je vynikající ekologické palivo pro dopravu...............................................384 Vodíková energetika a budoucí ekologická rizika.................................................386 16. Poznávání skleníkového efektu a globálního oteplování, aktivity zaměřené na snižování produkce skleníkových plynů...................................389 Postupné poznávání skleníkového efektu v ovzduší a jeho důsledků................................389 Založení IPCC a Summit Země v Rio de Janeiro....................................................389 Konference v Kjótu v roce 1997 a ratifikace Kjótského protokolu.................................390 Plnění záměrů z Rio de Janeiro a Kjótského protokolu, výhledy na další období...................393 Evropská unie příkladně a nejaktivněji usiluje o radikální snižování emisí skleníkových plynů..................................................394 Konference OSN o změnách klimatu v Montrealu v roce 2005....................................... 396 Konference OSN v Nairobi v roce 2006 .......................................................... 396 Čtvrtá zpráva IPCC a důsledky plynoucí ze zjištěných poznatků o globálních klimatických změnách...............................................................397 Významný průlom na summitu G8 v Heiligendammu v červnu 2007.................................... 398 Konference OSN o klimatických změnách v září 2007 v New Yorku a udělení Nobelovy ceny za mír..................................................................399 Hodnocení ekonomických nákladů na snižování emisí skleníkových plynů............................399 17. Extrémní názory na problém globálního oteplování ............................................401 Zpochybňování globálního oteplování a odmítání lidské odpovědnosti za globální oteplování..........................................................................401 Přehánění důsledků globálního oteplování. ......................................................411 Závěry...........................................................................................415 Conclusions......................................................................................422 Zkratky ..........................................................................................430 Jednotky, jejich násobky a převodní součinitelé...................................................431 Seznam obrázků....................................................................................432 Seznam tabulek....................................................................................434 Seznam fotografií.................................................................................437 Prameny..........................................................................................439 Rejstřík.........................................................................................452 8