Zdroje tepla: vy se ptáte, my odpovídáme!

Dotaz:

Zajímalo by mě, co vše způsobuje oteplení na naši zemi, nejlépe kdyby to bylo třeba vyjádřeno v procentech. Beru v úvahu, že průměrná teplota u nás je 9 °C a tím se stává zdrojem Slunce, potom činnost člověka ve smyslu hoření jako spalovací motory, kotelny, vaření jídla, teploty v objektech…, prostě veškeré činnosti člověka, u kterých vzniká teplota nad 9 °C. Další zdroj je živočich, který má tělesnou teplotu cca 37 °C…celoživotně ohřívá své okolí a tam samozřejmě patří i člověk. A další zdroj je vlastní dýchání živočichů, člověka. Například nadechneme vzduch −10 °C a okamžitě vydechneme 37 °C a to děláme celý život včetně všech živočichů a není nás zrovna málo. Určitě jsou ještě další zdroje tepla… Zabýval se někdo tímto směrem?

Minutová odpověď:

1)

Přímá tvorba tepla pomocí procesů popsaných v dotazu je z hlediska oteplování atmosféry zanedbatelná.

2)

Teplo, které tvoří například živočichové, je vlastně jen přeměněná sluneční energie.

3)

Rozhodujícím faktorem v oteplování planety je tzv. skleníkový efekt, při kterém dochází ke snižování množství tepla, které se vyzáří ze Země do vesmíru, a teplo se pak hromadí na povrchu planety.

To, kolik energie je celkově v soustavě Země–atmosféra, je dáno součtem dvou hlavních procesů: tzv. příkonem slunečního záření na jedné straně (kolik tepla k nám doputuje od Slunce) a tzv. infračerveným vyzařováním do vesmíru na straně druhé (kolik tepla se vyzáří z atmosféry do vesmíru). Tato bilance je popsána pomocí Stefanova–Boltzmannova zákona. Má-li být teplota na Zemi v průměru neměnná, musí být obě tyto složky v rovnováze.

Pokud nějakým způsobem omezíme vyzařování tepla z atmosféry do vesmíru, příkon energie ze Slunce bude větší než vyzařování a naše planeta se začne oteplovat (musí platit zákon zachování energie). Schopnost omezovat infračervené vyzařování do vesmíru mají tzv. skleníkové plyny, kam patří především oxid uhličitý, metan, oxid dusný, vodní pára, ozon a některé freony. Skleníkové plyny samy o sobě jsou podstatnou součástí atmosféry – bez nich by průměrná teplota na povrchu naší planety byla kolem −18 °C [1].

Problematický je ovšem nárůst jejich množství v atmosféře, který pozorujeme od dob průmyslové revoluce (viz např. [2]). To vede právě k omezení infračerveného vyzařování a k růstu celosvětové průměrné teploty [3]. To je hlavní příčina pozorovaných dlouhodobých změn teploty. Energie z přímých zdrojů tepla popsaných v dotazu (např. živé organismy) je vlastně jen přeměněnou sluneční energií. Platí tedy, že jsou proti procesu skleníkového efektu v oteplování planety zanedbatelné.

Pro Zeptej se vědce odpovídali Ladislav a Kristýna