Spis treści:

1. 1. WPROWADZENIE
2. 1.1. KLIMATYCZNE KONTROWERSJE I METODA NAUKOWA
3. Stanowisko nauki na temat obecnej zmiany klimatu i jej przyczyn. Metoda naukowa, literatura recenzowana i wiarygodność informacji.
4. 1.2. KLIMAT WCZORAJ I DZIŚ
5. Wprowadzenie: zmiany klimatu w przeszłości i obecna zmiana na ich tle – zmiany temperatury, stężeń gazów cieplarnianych.
6. 2. MASZYNA KLIMATYCZNA
7. 2.1. BILANS ENERGETYCZNY
8. Pojęcie bilansu energetycznego i konsekwencji zaburzenia równowagi energetycznej.
9. 2.2. PROMIENIOWANIE
10. Przekaz energii przez promieniowanie. Ciało doskonale czarne, prawa Plancka, Stefana-Boltzmanna i Wiena. Własności absorpcyjno-emisyjne różnych rodzajów powierzchni, ciało doskonale szare. Cechy charakterystyczne promieniowania słonecznego i promieniowania termicznego Ziemi.
11. 2.3. ALBEDO
12. Zdolność odbijania promieniowania przez ciało oraz jej znaczenie dla bilansu energetycznego planety.
13. 2.4. TEMPERATURA EMISYJNA PLANETY
14. Równowaga energetyczna planety i określanie temperatury planety na podstawie obserwacji jej promieniowania.
15. 2.5. EFEKT CIEPLARNIANY - MODEL SZYBY
16. Rozróżnienie temperatury emisyjnej i temperatury powierzchni Ziemi, efekt cieplarniany. Proste oszacowanie efektu cieplarnianego na podstawie tzw. modelu szyby.
17. 2.6. TERMICZNA STRUKTURA ATMOSFERY
18. Struktura atmosfery ziemskiej i sposoby transportu energii w atmosferze. Zmiany temperatury wraz z wysokością. Rola pary wodnej.
19. 2.7. ZMIANY STRUMIENIA PROMIENIOWANIA SŁONECZNEGO
20. Zmiany strumienia docierającego do Ziemi promieniowania słonecznego: ich przyczyny, wielkość i skale czasowe. Pojęcie wymuszenia radiacyjnego.
21. 2.8. GAZY CIEPLARNIANE I ICH CECHY
22. Gazy cieplarniane – przegląd, mechanizm działania, występowanie w atmosferze.
23. 2.9. WPŁYW GAZÓW CIEPLARNIANYCH NA WIDMO PROMIENIOWANIA ZIEMSKIEGO
24. Wpływ gazów cieplarnianych na widmo promieniowania termicznego planety, jej bilans radiacyjny i temperaturę powierzchni.
25. 2.10. ZMIANY KONCENTRACJI GAZÓW CIEPLARNIANYCH A TRANSPORT ENERGII
26. Wpływ zmian koncentracji gazów cieplarnianych w atmosferze na widmo promieniowania długofalowego opuszczającego planetę i jej bilans radiacyjny. Ocieplanie troposfery i ochładzanie wyższych warstw atmosfery przy wzroście stężeń gazów cieplarnianych.
27. 2.11. CHMURY
28. Rola chmur w kształtowaniu albedo planety i efekcie cieplarnianym. Wpływ promieniowania kosmicznego na zachmurzenie.
29. 2.12. AEROZOL
30. Znaczenie aerozolu atmosferycznego w bilansie energii. Bezpośredni i pośredni efekt aerozolowy. Aerozole wulkaniczne.
31. 2.13. BILANS ENERGETYCZNY ZIEMI
32. Regionalny bilans energii, transport energii z rejonów międzyzwrotnikowych do polarnych.
33. 2.14. GLOBALNA CYRKULACJA ATMOSFERYCZNA I STREFY KLIMATYCZNE
34. Komórki cyrkulacji atmosferycznej: równikowa (Hadleya), polarna i strefy szerokości umiarkowanych (Ferrela). Prądy strumieniowe na granicach komórek. Lokalne efekty klimatyczne związane z rozmieszczeniem oceanów i lądów oraz rzeźbą terenu.
35. 2.15. OCEANY
36. Rola oceanów w kształtowaniu klimatu. Cyrkulacja termohalinowa: podstawy działania, wpływ na klimat, konsekwencje zmian cyrkulacji dla klimatu. Krótkoterminowe oscylacje oceaniczne El Nino-La Nina, PDO, AMO.
37. 2.16. SZYBKI CYKL WĘGLOWY
38. Rezerwuary i przepływy węgla w środowisku: atmosfera, oceany, biosfera, gleba, wieczna zmarzlina i hydraty metanu. Dwutlenek węgla i metan w szybkim cyklu węglowym.
39. 2.17. SPRZĘŻENIA W SYSTEMIE KLIMATYCZNYM ZIEMI
40. Sprzężenia dodatnie i ujemne w ziemskim systemie klimatycznym: zmiany rozmiaru czap polarnych, zmiany zachmurzenia i działanie pary wodnej. Sprzężenia w szybkim cyklu węglowym w oceanach i na lądach.
41. 2.18. WOLNY CYKL WĘGLOWY I TERMOSTAT WĘGLOWY
42. Wolny cykl węglowy: wulkany, wietrzenie skał, formowanie osadów węglanów. Działanie termostatu węglowego i jego rola w stabilizowaniu klimatu Ziemi.
43. 2.19. IMPULS WĘGLOWY
44. Los szybko wyemitowanej do atmosfery dużej porcji dwutlenku węgla. Wpływ na klimat, rozprzestrzenianie się po innych rezerwuarach węgla, procesy stopniowo usuwające nadwyżkę dwutlenek węgla z szybkiego cyklu węglowego.
45. 2.20. CZUŁOŚĆ KLIMATU
46. Pojęcie czułości klimatu w różnych skalach czasowych. Rola sprzężeń zwrotnych. Metody określania czułości klimatu: modele komputerowe, badania paleoklimatyczne, pomiary instrumentalne. Podsumowanie.
47. 2.21. CZUŁE PUNKTY SYSTEM KLIMATYCZNEGO
48. Lodowce, lądolody, rafy koralowe, cyklony – podstawy funkcjonowania i wpływ zmiany klimatu.
49. 2.22. PODSUMOWANIE
50. 3. ZMIANY KLIMATU W HISTORII ZIEMI
51. 3.1. EPOKI LODOWE
52. Cykle epok lodowych i ich mechanizm. Rola wymuszeń orbitalnych i sprzężeń w ziemskim systemie klimatycznym. Holocen. Zmiany poziomu morza podczas maksimum epok lodowych i interglacjałów.
53. 3.2. DALEJ WSTECZ W CZASIE
54. Zmiany klimatu w kenozoiku. Rola termostatu węglowego i innych czynników.
55. 3.3. PALEO-EOCEŃSKIE MAKSIMUM TERMICZNE (PETM)
56. Epizod hipertermiczny sprzed 56 milionów lat. Przebieg, przyczyny, następstwa i niepewności.
57. 3.4. WIELKIEWYMIERANIA
58. Okresy wielkich wymierań w historii Ziemi – obserwacje, przyczyny, przebieg, konsekwencje. Rola wulkanów i ich emisji.
59. 3.5. ZIEMIA-ŚNIEŻKA
60. Wejście Ziemi w stan (prawie?) całkowitego pokrycia lodem. Procesy prowadzące do wejścia i wyjścia z tego stanu.
61. 3.6. PODSUMOWANIE
62. 4. OBECNA ZMIANA KLIMATU
63. 4.1. ŚWIAT PALIW KOPALNYCH
64. Emisje dwutlenku węgla w epoce przemysłowej: spalanie paliw kopalnych, wylesianie, produkcja cementu. Światowe źródła energii, rola ropy, węgla i gazu. Emisje dwutlenku węgla a zużycie energii i PKB. Globalne i regionalnie zmiany emisji.
65. 4.2. ZABURZONY CYKL WĘGLOWY
66. Znaczenie antropogenicznych emisji dwutlenku węgla dla cyklu węglowego. Zmiany w cyklu węglowym: atmosfera, oceany, ekosystemy lądowe.
67. 4.3. INNE GAZY CIEPLARNIANE
68. Obserwowane zmiany koncentracji metanu, tlenków azotu i gazów przemysłowych. Równoważnik emisji dwutlenku węgla. Zestawienie wpływu antropogenicznych źródeł emisji i gazów cieplarnianych na zmianę klimatu.
69. 4.4. ZMIANA BILANSU RADIACYJNEGO ZIEMI
70. Wpływ antropogenicznych emisji gazów cieplarnianych, aerozoli (efekt bezpośredni i pośredni), zmian użytkowania terenu i innych czynników na bilans radiacyjny planety w zestawieniu z czynnikami naturalnymi. Obserwacje zmian widma i strumienia promieniowania długofalowego.
71. 4.5. BILANS ENERGETYCZNY ZIEMI: GDZIE PRZYBYWA ENERGII?
72. Zmiany energii skumulowanej w ziemskim systemie klimatycznym: atmosfera, oceany, lądy, lodowce, pomiary in-situ i satelitarne. Bilans i nierównowaga radiacyjna.
73. 4.6. FLUKTUACJE WZROSTU TEMPERATURY
74. Wpływ czynników szybkozmiennych na zmiany średniej temperatury globalnej: aktywność słoneczna, oscylacje oceaniczne, wulkany. Zestawienie czynników naturalnych i antropogenicznych.
75. 4.7. OBSERWACJE I NIEKTÓRE KONSEKWENCJE ZMIANY KLIMATU
76. „Globalne ocieplenie” a „Zmiana klimatu”. Wzrost temperatury i przesuwanie się stref klimatycznych, zmiany w Arktyce, lód morski wokół Antarktydy, topnienie lodowców i lądolodów, wzrost poziomu morza, zakwaszanie się oceanów, zmiany w występowaniu huraganów, spadek temperatury górnych warstw atmosfery, koszty gospodarcze.
77. 4.8. KLIMATYCZNE KONTROWERSJE
78. W jakim stopniu antropogeniczne emisje gazów cieplarnianych, a w szczególności dwutlenku węgla ze spalania paliw kopalnych, są przyczyną obecnej zmiany klimatu. Przegląd dowodów i weryfikacja wcześniejszych prognoz klimatologów.
79. 4.9. PODSUMOWANIE
80. 5. PROGNOZA NA PRZYSZŁOŚĆ
81. 5.1. ODPOWIEDŹ KLIMATU NA EMISJE GAZÓW CIEPLARNIANYCH
82. Oszacowanie ocieplenia wynikającego z wprowadzenia do szybkiego cyklu węglowego określonej ilości dwutlenku węgla. Kluczowe znaczenie emisji skumulowanej.
83. 5.2. POTENCJALNA PULA EMISJI
84. Ilość możliwych do wydobycia i spalenia paliw kopalnych: rezerwy i zasoby.
85. 5.3. SCENARIUSZE EMISJI I ZMIANY KLIMATU
86. Scenariusze emisji i zmiany klimatu – dwutlenek węgla i inne gazy cieplarniane. Budżet węglowy i jego rozmiar dla różnych scenariuszy.
87. 5.4. ZMIANY W CYKLU WĘGLOWYM
88. Sprzężenia cyklu węglowego w obliczu ocieplenia klimatu: tajanie wieloletniej zmarzliny, efekt nawożenia roślin dwutlenkiem węgla, lasy tropikalne, hydraty metanu.
89. 5.5. SKUTKI OCIEPLANIA SIĘ KLIMATU
90. Prognozowane skutki ocieplania klimatu: przesuwanie się stref klimatycznych, zmiany temperatury i opadów, wzrost poziomu morza, wpływ na bezpieczeństwo żywnościowe, wymieranie gatunków i inne. Punkty krytyczne systemu klimatycznego. Konsekwencje dla Polski. Perspektywy na nową epokę lodową.
91. 5.6. CZARNY SCENARIUSZ
92. Czego możemy się spodziewać, kontynuując rozwój oparty na paliwach kopalnych: wpływ wysokich stężeń dwutlenku węgla na inteligencję, groźne dla życia temperatury, migracje i inne. Scenariusz wysokich emisji w kontekście dawnych zmian klimatu i wielkich wymierań. Scenariusz Wenus?
93. 5.7. GEOINŻYNIERIA
94. Inżynieria klimatu w skali planetarnej. Technologie usuwania węgla z szybkiego cyklu węglowego: wychwyt i magazynowanie dwutlenku węgla, zalesianie, bioenergia z wychwytem dwutlenku węgla, biowęgiel, przyspieszenie oceanicznej pompy biologicznej, sztuczne drzewa, sztuczny termostat węglowy. Technologie zmniejszania strumienia energii słonecznej: przesłony w kosmosie, rozpylanie aerozoli w stratosferze, wybielanie chmur, zwiększenie albedo powierzchni Ziemi.
95. 5.8. PRÓG 2°C
96. Pochodzenie progu „niebezpiecznej zmiany klimatu”. Przełożenie progu 2°C na dostępny budżet węglowy. Ujemne emisje. Niezbędne zmiany w emisjach z energetyki i przemysłu oraz rolnictwa. Kwestia podziału budżetu węglowego.
97. 5.9. Z POLSKIEJ PERSPEKTYWY
98. Polskie trendy emisji gazów cieplarnianych. Dotychczasowe redukcje. Kwestia polskich złóż węgla.
99. 5.10. DROGA DO PRZYSZŁOŚCI
100. Efektywność energetyczna i czyste źródła energii. Stosowanie zasady „zanieczyszczający płaci”. Wnioski końcowe. Nauka_o_klimacie srodki.indd 12
101. 6. MATERIAŁY DODATKOWE
102. 6.1. HISTORIA BADAŃ KLIMATU
103. Badania klimatu od XVIII wieku do współczesności – ciągłość badań naukowych.
104. 6.2. BADANIE KLIMATU - TERAŹNIEJSZOŚĆ I NIEDAWNA PRZESZŁOŚĆ
105. Metody badania klimatu: pomiary temperatury na lądach i homogenizacja danych, pomiary temperatury na oceanach i w ich głębinach, pomiary satelitarne, inne współczesne narzędzia i metody pomiarowe.
106. 6.3. BADANIE KLIMATU - PALEOKLIMAT
107. Metody badania dawnego klimatu: zapisy historyczne, zasięg lodowców, słoje drzew, izotopy, rdzenie lodowe, niebieski lód, resztki nieorganiczne w osadach oceanicznych, odwierty głębinowe, nacieki jaskiniowe, aparaty szparkowe, pyłki oraz pozostałości roślinne i zwierzęce na lądach, resztki organiczne w osadach oceanicznych, koralowce, paleozole i inne.
108. 6.4. ŹRÓDŁA KONTROWERSJI W KWESTII ZMIANY KLIMATU
109. Zmiana klimatu jako wyzwanie społeczne, psychologiczne i gospodarcze. Przemysł sfabrykowanych wątpliwości. Tragedia wspólnego pastwiska. Psychologia zmiany klimatu. Dyskontowanie przyszłości.
110. 6.5. MITY KLIMATYCZNE - INSTRUKCJA OBSŁUGI
111. Mechanizmy powstawania mitów klimatycznych. Przykłady mitów i sposoby ich wyjaśniania.
112. 6.6. POCHŁANIANIE I EMISJA PROMIENIOWANIA PRZEZ GAZY
113. Podstawy fizyczne pochłaniania i emisji promieniowania przez gazy.
114. 6.7. MODELE NUMERYCZNE
115. Podstawowe informacje o modelach klimatu: elementy składowe, zasady działania, ewolucja. Modelowanie pogody a modelowanie klimatu. Ograniczenia modeli i ich wiarygodność z punktu widzenia symulowania dawnego klimatu i jego przyszłych zmian.
116. 6.8. ŹRÓDŁA DANYCH KLIMATYCZNYCH
117. ODPOWIEDZI DO ZADAŃ
118. BIBLIOGRAFIA
119. SPIS ILUSTRACJI *

Zobacz spis treści

---

---