Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Globalne zmiany środowiska dr inż. Danuta J. Michczyńska Wykład 2.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Globalne zmiany środowiska dr inż. Danuta J. Michczyńska Wykład 2."— Zapis prezentacji:

1 Globalne zmiany środowiska dr inż. Danuta J. Michczyńska Wykład 2

2 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 2

3 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 3

4 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 4 Zasadnicze cechy systemu klimatycznego Fizyczne, chemiczne i biologiczne procesy zachodzą w szerokim spektrum skal czasowych i przestrzennych. Fizyczne, chemiczne i biologiczne procesy zachodzą w szerokim spektrum skal czasowych i przestrzennych. Poszczególne komponenty systemu mogą podlegać różnym prawom, ale są wzajemnie zależne i ich ewolucja nie może być w pełni zrozumiana gdy są rozpatrywane oddzielnie. Poszczególne komponenty systemu mogą podlegać różnym prawom, ale są wzajemnie zależne i ich ewolucja nie może być w pełni zrozumiana gdy są rozpatrywane oddzielnie. System jest otwarty. Ta otwartość tkwi przede wszystkim w fakcie, że Ziemia otrzymuje energię od Słońca, a pomiędzy elementami systemu przekazywana jest energia i materia. System jest otwarty. Ta otwartość tkwi przede wszystkim w fakcie, że Ziemia otrzymuje energię od Słońca, a pomiędzy elementami systemu przekazywana jest energia i materia. Otwartość systemu skutkuje w ciągłym wzajemnym przystosowywaniu się i złożonych oddziaływaniach pomiędzy komponentami systemu. Otwartość systemu skutkuje w ciągłym wzajemnym przystosowywaniu się i złożonych oddziaływaniach pomiędzy komponentami systemu. Wzajemne oddziaływania są w większości nieliniowe. Wzajemne oddziaływania są w większości nieliniowe. Wszystkie elementy znajdują się w stanie równowagi dynamicznej Stabilizacja - uzyskiwana dzięki ujemnym sprzężeniom zwrotnym. Natomiast dodatnie sprzężenia zwrotne są głównym czynnikiem zmian środowiska. Wszystkie elementy znajdują się w stanie równowagi dynamicznej Stabilizacja - uzyskiwana dzięki ujemnym sprzężeniom zwrotnym. Natomiast dodatnie sprzężenia zwrotne są głównym czynnikiem zmian środowiska.

5 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 5 Środowisko jako system dynamiczny Komponenty systemu oddziałują ze sobą w różny sposób w zależności od skali czasu: Komponenty systemu oddziałują ze sobą w różny sposób w zależności od skali czasu: Składowe szybkie (godziny – tygodnie) – związane przede wszystkim z atmosferą. Składowe szybkie (godziny – tygodnie) – związane przede wszystkim z atmosferą. Składowa średniookresowa (sezon – rok – kilka lat) – cykle wegetacyjne, prądy oceaniczne napędzane wiatrem, zmiany zasolenia, SST. Składowa średniookresowa (sezon – rok – kilka lat) – cykle wegetacyjne, prądy oceaniczne napędzane wiatrem, zmiany zasolenia, SST. Składowa długookresowa (dziesiątki – setki lat i dłużej) – cyrkulacja termohalinowa, formowanie głębokiej wody oceanów, zmiana szaty roślinnej, bilans masy lodowców i lądolodów. Składowa długookresowa (dziesiątki – setki lat i dłużej) – cyrkulacja termohalinowa, formowanie głębokiej wody oceanów, zmiana szaty roślinnej, bilans masy lodowców i lądolodów.

6 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 6 Środowisko jako system dynamiczny

7 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 7 Skale czasowe Pogoda i klimat ulegają ciągłym zmianom – od powolnych, dostrzegalnych w długich przedziałach czasu do nagłych i dramatycznych. Co jest przyczyną tych zmian? Pogoda i klimat ulegają ciągłym zmianom – od powolnych, dostrzegalnych w długich przedziałach czasu do nagłych i dramatycznych. Co jest przyczyną tych zmian? Środowisko, w którym żyjemy ulega ciągłym zmianom na skutek naturalnych i antropogenicznych przyczyn. Środowisko, w którym żyjemy ulega ciągłym zmianom na skutek naturalnych i antropogenicznych przyczyn. Naturalne zmiany środowiska zawsze były obecne w historii Ziemi, często pojawiały się cyklicznie. Naturalne zmiany środowiska zawsze były obecne w historii Ziemi, często pojawiały się cyklicznie. Natomiast zmiany wywoływane działalnością człowieka stały się znaczące w ostatnich kilku stuleciach. Populacja ludzi rośnie –> antropogeniczne zmiany środowiska również będą rosły. Natomiast zmiany wywoływane działalnością człowieka stały się znaczące w ostatnich kilku stuleciach. Populacja ludzi rośnie –> antropogeniczne zmiany środowiska również będą rosły. Najlepszą drogą zobaczenia jak zmienia się środowisko jest porównanie jego obecnego stanu i stanu w przeszłości. Jest to możliwe dzięki występowaniu naturalnych zjawisk, które są zależne od klimatu, i których zapis zachował się do czasów współczesnych (dane pośrednie – proxy data). Najlepszą drogą zobaczenia jak zmienia się środowisko jest porównanie jego obecnego stanu i stanu w przeszłości. Jest to możliwe dzięki występowaniu naturalnych zjawisk, które są zależne od klimatu, i których zapis zachował się do czasów współczesnych (dane pośrednie – proxy data). Kluczem do zrozumienia zmian globalnych jest przede wszystkim zrozumienie czym jest klimat i jak działa. Kluczem do zrozumienia zmian globalnych jest przede wszystkim zrozumienie czym jest klimat i jak działa.

8 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 8 Klimat a pogoda Klimat to średni stan środowiska w określonym miejscu i czasie. Obejmuje średnie wartości szeregu zmiennych pogodowych, takich jak: wiatr, temperatura, opady, wilgotność, zachmurzenie, ciśnienie, widoczność i jakość powietrza. Klimat to średni stan środowiska w określonym miejscu i czasie. Obejmuje średnie wartości szeregu zmiennych pogodowych, takich jak: wiatr, temperatura, opady, wilgotność, zachmurzenie, ciśnienie, widoczność i jakość powietrza. Klimat określonego miejsca można zdefiniować jako średnią (zwykle 30-letnią) pogody. Klimat można określić ilościowo przez obliczenie długookresowych średnich różnych elementów pogody Klimat określonego miejsca można zdefiniować jako średnią (zwykle 30-letnią) pogody. Klimat można określić ilościowo przez obliczenie długookresowych średnich różnych elementów pogody

9 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 9

10 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 10 The Climate Time Line Rysunek uproszczony, nie uwzględnia wzajemnych relacji pomiędzy zjawiskami pojawiającymi się w różnych skalach czasowych. Oś Y – względna zmienność, ale nie oparta na formalnych pomiarach (zmienność – zakres wartości pomiędzy minimum a maksimum). Generalnie: Im krótsza skala czasu – tym w skali przestrzennej większy lokalny wpływ; im dłuższa skala czasu – tym w skali przestrzennej większy globalny wpływ. Np. pogoda (zmienność w przedziale czasowym godziny – tygodnie) może zmieniać się na poziomie lokalnym. Natomiast procesy klimatyczne takie jak wymuszenie orbitalne mogą zmieniać klimat całej planety.

11 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 11 Changes in Earth's climate at different time scales. Image from: Ruddiman, W. F., Earth's Climate past and future. W.H. Freeman & Sons, New York (http://www.ngdc.noaa.gov/paleo/ctl/about7.html)

12 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 12 Linia czasu Materiały drukowane Materiały drukowane Future 24 hou rs

13 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 13 Kadr z filmu The day after

14 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 14 Kadr z filmu The day after

15 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 15 Pytania Czy możliwa jest taka/tak gwałtowna zmiana klimatu jak pokazana w filmie The day after? Czy możliwa jest taka/tak gwałtowna zmiana klimatu jak pokazana w filmie The day after? Czy tego typu zmiany miały miejsce w przeszłości? Jak znaleźć odpowiedź na to pytanie? Czy tego typu zmiany miały miejsce w przeszłości? Jak znaleźć odpowiedź na to pytanie? Jakie są przyczyny zmian klimatu? Jakie są przyczyny zmian klimatu?

16 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 16 Historia poznawania zmienności środowiska Obserwacje: Obserwacje: Występujące w wielu miejscach Ziemi nagromadzenia okruchów skalnych, żwirów, piasku i gliny początkowo kojarzono jednoznacznie ze śladami biblijnego potopu. Występujące w wielu miejscach Ziemi nagromadzenia okruchów skalnych, żwirów, piasku i gliny początkowo kojarzono jednoznacznie ze śladami biblijnego potopu. Skąd jednak obecność ogromnych głazów narzutowych na terenach bardzo odległych od skał macierzystych takich głazów? Skąd jednak obecność ogromnych głazów narzutowych na terenach bardzo odległych od skał macierzystych takich głazów?

17 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 17 Historia poznawania zmienności środowiska Teoria zlodowaceń schyłek XVIII wieku – na podstawie obserwacji głazów narzutowych James Hutton formułuje hipotezę, że były one transportowane przez lodowce 1837 – Jean Luis Agassiz przedstawia teorię zlodowaceń; Sir Charles Lyell Teoria dyluwialna (Wielkiego Potopu) (Principles of Geology) ogromne głazy występujące w glinie – głazy uwolnione z topniejących gór lodowych, które dryfowały podczas Wielkiego Potopu Jean Louis Agassiz William Buckland William Buckland stwierdza, że ani teoria potopu, ani dryf gór lodowych nie mogą wytłumaczyć zjawiska głazów narzutowych i przyjmuje teorię Agassiza.

18 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 18 Obserwacje Agassiza i Charpentiera Morena boczna Gorner Glacier, Zermatt, Switzerland Dzięki temu, że w strefie kontaktu lodowiec – podłoże występują wody roztopowe lodowiec może przemieszczać się. Woda spełnia rolę smaru. Dzięki temu, że w strefie kontaktu lodowiec – podłoże występują wody roztopowe lodowiec może przemieszczać się. Woda spełnia rolę smaru.

19 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 19 Ślady działalności lodowców / lądolodu Moreny boczne i czołowa, Bylot Island, Canada Charakterystyczne żłobkowanie podłoża skalnego jako rezultat przesuwającego się lodowca udy/Paleoclimatology/

20 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 20 Historia poznawania zmienności środowiska 1859 – Karol Darwin w swoim dziele O powstawaniu gatunków wskazuje na związki pomiędzy zmiennością gatunków i środowiska – Karol Darwin w swoim dziele O powstawaniu gatunków wskazuje na związki pomiędzy zmiennością gatunków i środowiska. koniec XIX wieku – Jamieson wykazał, że następują wahania poziomu morza; Archibald Geikie wystąpił z ideą wielokrotnych zlodowaceń koniec XIX wieku – Jamieson wykazał, że następują wahania poziomu morza; Archibald Geikie wystąpił z ideą wielokrotnych zlodowaceń 1909 – Albrecht Penck i Eduard Bruckner rozpoznali w szeregach tarasów alpejskich formy polodowcowe powstałe w następstwie oscylacji ciepłych i chłodnych faz klimatu. Ugruntowanie się teorii zlodowaceń – Albrecht Penck i Eduard Bruckner rozpoznali w szeregach tarasów alpejskich formy polodowcowe powstałe w następstwie oscylacji ciepłych i chłodnych faz klimatu. Ugruntowanie się teorii zlodowaceń Milutin Milankowic odświeżył XIX-wieczną teorię Jamesa Croll, sugerującą, że zmiany ekscentryczności orbity ziemskiej mogą być przyczyną powstawania zlodowaceń Milutin Milankowic odświeżył XIX-wieczną teorię Jamesa Croll, sugerującą, że zmiany ekscentryczności orbity ziemskiej mogą być przyczyną powstawania zlodowaceń.

21 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 21 Zasięg ostatniego zlodowacenia

22 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 22 Ślady działalności lądolodu na terenie Polski Głaz narzutowy Szwedzki Kamień w Szczecińskim Parku Krajobrazowym Puszcza Bukowa Głazy narzutowe Trojaczki, Tarnów. Przywleczone zostały ze Skandynawii przez lądolód 500 tys. lat temu, w czasie zlodowacenia południowo-polskiego. Skała, z której są zbudowane głazy, to jasnoszary i różowy granitoid Arno o wieku ok. 1,8 - 1,9 miliarda lat. Występuje on w środkowej Szwecji, 40 km na zachód od Sztokholmu, a więc głazy te wtopione w lądolód przebyły do nas drogę liczącą ponad 1000 km.

23 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 23 Na terenie Polski wyróżnia się co najmniej trzy zlodowacenia: - południowopolskie (Sanu) – zwane też krakowskim; - środkowopolskie (Odry); - północnopolskie (Wisły) – bałtyckie.

24 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 24 Stratygrafia Stratygrafia - dział geologii historycznej zajmujący się ustalaniem wieku i przyczyn rozmieszczenia skał w skorupie ziemskiej. Twórcą stratygrafii był angielski inżynier William Smith, który w 1795 roku odkrył podczas budowy kanałów, że w warstwach skalnych są obecne charakterystyczne dla nich skamieniałości, które pozwalają te warstwy identyfikować i określać ich wiek geologiczny. Stratygrafia przyczyniła się m.in. do rozwoju badań paleontologicznych. Dopiero jednak rozwój znacznie bardziej precyzyjnej geochemii pierwiastków promieniotwórczych umożliwił wyznaczenie wieku skał w latach. Stratygrafia - dział geologii historycznej zajmujący się ustalaniem wieku i przyczyn rozmieszczenia skał w skorupie ziemskiej. Twórcą stratygrafii był angielski inżynier William Smith, który w 1795 roku odkrył podczas budowy kanałów, że w warstwach skalnych są obecne charakterystyczne dla nich skamieniałości, które pozwalają te warstwy identyfikować i określać ich wiek geologiczny. Stratygrafia przyczyniła się m.in. do rozwoju badań paleontologicznych. Dopiero jednak rozwój znacznie bardziej precyzyjnej geochemii pierwiastków promieniotwórczych umożliwił wyznaczenie wieku skał w latach.

25 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 25 Stratygrafia – cd. Do podstawowych metod wykorzystywanych przez stratygrafię należą: Do podstawowych metod wykorzystywanych przez stratygrafię należą: litostratygrafia (wykorzystująca właściwości fizyczne i chemiczne skał) litostratygrafia (wykorzystująca właściwości fizyczne i chemiczne skał) biostratygrafia (wyróżniająca jednostki skalne na podstawie znajdowanych w nich skamieniałości) biostratygrafia (wyróżniająca jednostki skalne na podstawie znajdowanych w nich skamieniałości) chronostratygrafia (porządkująca skały na podstawie ich wieku) chronostratygrafia (porządkująca skały na podstawie ich wieku) Obecny podział chronostratygraficzny czasu geologicznego można znaleźć na stronie Międzynarodowej Komisji Stratygraficznej - The International Commission on Stratigraphy Obecny podział chronostratygraficzny czasu geologicznego można znaleźć na stronie Międzynarodowej Komisji Stratygraficznej - The International Commission on Stratigraphy

26 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 26

27 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 27

28 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 28 Miliony lat Podział chronostratygraficzny

29 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 29 Kenozoik EpokaEpoka Wiek mln lat) Zarys paleogeografiiŚwiat roślinnyŚwiat zwierzęcy PaleogenPaleogen 65 Rozszerzały się Oceany Atlantycki i Indyjski, zmniejszały Oceany Tetydy i Spokojny; subkontynent indyjski zderzył się z Azją, a Australia oderwała się od Antarktydy; zbliżanie się lądów Afryki i Europy spowodowało wypiętrzanie się łańcuchów górskich, wskutek ruchów górotwórczych orogenezy alpejskiej; rozczłonkowanie lądów wpłynęło na aktywniejszą cyrkulację wód oceanicznych, czego efektem było ochłodzenie się klimatu; na Antarktydzie rozwinęła się pokrywa lodowa. Szybki rozwój roślin okrytonasiennych; szczytowy rozwój zielenic z rodziny Dasycladaceae. W morzach szeroko rozpowszechnione były otwornice (gł. numulity), koralowce, mięczaki (gł. ślimaki i małże), a ze szkarłupni - jeżowce i liliowce; w środowisku lądowym bardzo szybka radiacja ssaków (m.in. koniowate, trąbowce, naczelne), które zajmowały opuszczone po wymarłych gadach nisze ekologiczne.

30 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 30 Kenozoik – cd. EpokaEpoka Wiek mln lat) Zarys paleogeografiiŚwiat roślinnyŚwiat zwierzęcy neogenneogen 22,5 Ostateczne zamknięcie Oceanu Tetydy, a dalsze zbliżanie się Afryki i Europy spowodowało wydźwignięcie się wielu łańcuchów górskich (np. Kaukazu, Alp, Karpat, Pirenejów, Gór Betyckich, Atlasu); od Afryki oddzielił się blok Arabii; nastąpiło połączenie Ameryki Pn. z Pd.; zbliżony do dzisiejszego (lub niewiele cieplejszy) klimat, z końcem neogenu uległ wyraźnemu ochłodzeniu będącemu zapowiedzią zbliżającej się epoki lodowcowej. Powszechne panowanie roślin okrytonasiennych; wyodrębnianie się wielkich zbiorowisk roślinnych tzw. geoflor trzeciorzędowych. Szybka radiacja adaptatywna wśród ssaków łożyskowych, które opanowały wszystkie nisze ekologiczne i prawie wszędzie (poza Australią) całkowicie wyparły stekowce; ewolucja ssaków drapieżnych; pojawiły się pierwsze małpy człekokształtne.

31 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 31 Kenozoik – cd. EpokaEpoka Wiek mln lat) Zarys paleogeografiiŚwiat roślinnyŚwiat zwierzęcy PlejstocenPlejstocen 1,8 Ukształtował się zbliżony do dzisiejszego rozkład lądów i oceanów; silne ochłodzenie klimatu; w połowie plejstocenu nastąpiło wielkie kontynentalne zlodowacenie; w związku z tym kilkakrotnie zmianom ulegał poziom oceanu światowego. Zmiany w rozkładzie szaty roślinnej na świecie, związane ze zmianami klimatu i zlodowaceniami; przesuwały się strefy roślinne, np. kurczyły się wilgotne lasy równikowe, które ulegały rozdzieleniu na niewielkie wyspy-ostoje (tzw. refugia); następowały migracje całych flor; na niektórych obszarach znaczna ich część wymierała. Żyły, wymarłe już dziś, zwierzęta zasiedlające strefę tundrową wokół lądolodów (m.in. nosorożce włochate, mamuty, tygrysy szablozębne, hieny i niedźwiedzie jaskiniowe); pojawiły się formy ludzkie m.in. neandertalczyk (Homo sapiens neanderthalensis), a pod koniec epoki człowiek rozumny.

32 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 2str. 32 Kenozoik – cd. EpokaEpoka Wiek mln lat) Zarys paleogeografiiŚwiat roślinnyŚwiat zwierzęcy HolocenHolocen 0,01 Ukształtował się obecny rozkład lądów i mórz, po zmianach poziomu morza wywołanych zlodowaceniem; trwały fałdowania i ruchy wypiętrzające na obszarach młodych gór i dzisiejszych strefach subdukcji, nastąpiły zmiany klimatu wywołane działalnością człowieka. Szybki rozwój istniejących zbiorowisk roślinnych; zmiany w poszczególnych zbiorowiskach wywołane działalnością człowieka - wycinanie wilgotnych lasów równikowych, eksploatacja lasów strefy umiarkowanej, niszczenie roślinności stref suchych powodujące przesuwanie się granic pustyni; wskutek tych działań wymierają pojedyncze gatunki roślin. Świat opanował człowiek rozumny (Homo sapiens sapiens), który szeroko rozprzestrzenił się na wszystkie lądy; udomowienie kilkudziesięciu gatunków zwierząt (m.in. kury, świnie, krowy, psy); w związku z przemianami siedlisk życia zwierząt i nieracjonalną gospodarką człowieka wymierają liczne gatunki (m.in. tur, dodo, krowa morska).


Pobierz ppt "Globalne zmiany środowiska dr inż. Danuta J. Michczyńska Wykład 2."

Podobne prezentacje


Reklamy Google