Zemlja se segreva, podnebje se spreminja

Povprečna temperatura Zemljinega površja se je od konca 19. stoletja povišala za 1 °C [1]. Globalno segrevanje je pretežno posledica povečane vsebnosti ogljikovega dioksida (CO2) in drugih toplogrednih plinov, ki se v ozračje sproščajo pri človekovih dejavnostih.

Toplogredni plini v ozračju (CO2, vodna para, metan (CH4)) didušikov oksid (N2O), ozon (O3) itd. [2]) imajo sposobnost, da dolgovalovno sevanje Zemljinega površja deloma vpijejo in izsevajo nazaj proti tlom. S tem ogrejejo površje in nekaj kilometrov debelo plast ozračja ob tleh. Ta pojav se imenuje učinek tople grede.

Ko sončno sevanje (zlasti vidna svetloba in kratkovalovno infrardeče sevanje) doseže Zemljo, ga ozračje približno tretjino odbije. Manjši del preostalega sevanja ozračje absorbira, večino pa prepusti. Prepuščeno sevanje nadaljuje pot do Zemljinega površja, od katerega se ga del odbije, preostali del pa vpijejo oceani in kopno. Absorbirano sevanje greje oceane in kopno, ti pa sevajo nazaj v obliki infrardečega sevanja. Toplogredni plini vpijejo del tega sevanja ter tako preprečijo, da bi sevanje neovirano ušlo s tal v vesolje [1].

Ker plini sevajo v vse smeri, je del tega sevanja usmerjen tudi navzdol in doseže Zemljino površje, ki ga absorbira. Temperatura površja je zato višja, kot bi bila samo zaradi neposrednega sončnega ogrevanja, višja je tudi temperatura najnižje plasti ozračja. To dodatno ogrevanje Zemljine površine zaradi ozračja je naravni učinek tople grede [2].

Zaradi učinka tople grede je naš planet dovolj topel za življenje, saj je povprečna temperatura na površju Zemlje okrog 15 ˚C. Brez ozračja in ob enaki svetlobni odbojnosti bi bila Zemlja zamrznjen planet s povprečno temperaturo površja le okrog –18 ˚C [5].

Premalo učinka tople grede. Na Marsu je učinek tople grede zaradi zelo tankega, redkega ozračja šibek. Površje planeta je zamrznjeno, brez znakov življenja.

Preveč učinka tople grede. V Venerinem ozračju je približno 154.000-krat več CO2 kot v Zemljinem ozračju. Zaradi močnega toplogrednega učinka je temperatura površja Venere 460 ˚C [6].



CO2 je najpomembnejši toplogredni plin, ki se sprošča pri človekovih dejavnostih. Zaradi visoke in hitro naraščajoče vsebnosti v ozračju ima večji skupni učinek segrevanja kot vsi ostali toplogredni plini skupaj [7]. Presežek CO2 v ozračju (glede na kopno in oceane) ima dolgo življenjsko dobo (40 % začetnega presežka ostane še po sto letih, okrog 25 % po tisočih letih [8]), zato je za njegovo naravno odstranitev iz ozračja potrebnega veliko časa.



Človekove dejavnosti, ki povzročijo največ izpustov toplogrednih plinov, so:

  • proizvodnja električne energije in toplote. Zgorevanje fosilnih goriv – premoga, zemeljskega plina in nafte – za proizvodnjo elektrike in toplote je v svetovnem merilu največji vir izpustov toplogrednih plinov, v Evropski uniji povzroči več kot polovico skupnih izpustov toplogrednih plinov (55 % leta 2017) [9] V to kategorijo spadajo tudi izpusti zaradi zgorevanja fosilnih goriv za ogrevanje, kuhanje itd. v kuriščih v stavbah. Nastaja predvsem CO2,
  • promet (22 % skupnih izpustov v Evropski uniji v letu 2017). Izpusti toplogrednih plinov tudi v tem sektorju nastajajo pri zgorevanju fosilnih goriv (večinoma bencina in dizelskega goriva) v cestnem, železniškem, zračnem in pomorskem prometu, pri čemer se sproščata CO2 in N2O,
  • kmetijstvo v Evropski uniji povzroči 10 % skupnih izpustov toplogrednih plinov (v 2017). Izpusti nastajajo pri živinoreji in gojenju poljščin ter ravnanju z gnojem (gnojenju in skladiščenju). Nastajata CH4 in N2O, v manjši meri tudi CO2,
  • industrijski procesi in gradbeništvo so bili v 2017 odgovorni za 9 % skupnih izpustov v Evropski uniji. Izpusti toplogrednih plinov v industriji prav tako nastajajo predvsem pri zgorevanju fosilnih goriv, in sicer za pridobivanje energije neposredno v industrijskih obratih (nastaja CO2), ter v kemičnih, metalurških in mineralnih procesih preoblikovanja, ki niso povezani s porabo energije (nastajajo F-plini, v manjši meri CH4 in N2O). (Opomba: Izpusti iz industrijske rabe električne energije so upoštevani v sektorju proizvodnja električne energije in toplote.),
  • ravnanje z odpadki je v Evropski uniji odgovorno za 3 % izpustov toplogrednih plinov (2017). Nastajata CH4 in N2O, v manjši meri CO2.

Porast vsebnosti CO2 v ozračju, ki je posledica človekovih dejavnosti, predstavlja daleč največji delež povečanja toplogrednega učinka od predindustrijske dobe do danes.

[2] Plini z visokim toplogrednim učinkom, ki se sproščajo pri človekovih dejavnostih, so tudi F-plini, med katere spadajo fluorirani ogljikovodiki (HFC), perfluorirani ogljikovodiki (PFC) in žveplov heksafluorid (SF6) ter dušikov trifluorid.

[3] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2

[4] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2; vir slike: https://www.wonderworksonline.com/science-library/atmosphere-climate/greenhouse-effect/

[5] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2

[6] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2; vir slike: https://climate.nasa.gov/causes/

[7] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2

[8] Ciais, P., in dr. (2013): Carbon and Other Biogeochemical Cycles. V: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, Velika Britanija, in New York, NY, ZDA. Dostopno na www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/WG1AR5_Chapter06_FINAL.pdf.

[9] Vir podatkov o izpustih toplogrednih plinov v različnih sektorjih v Evropski uniji: European Environment Agency (2019): Annual European Union greenhouse gas inventory 1990–2017 and inventory report 2019, dostopno prek www.eea.europa.eu/publications/european-union-greenhouse-gas-inventory-2019.

Starodavni mehurčki zraka, ujeti v ledenikih, nam omogočajo vpogled v stanje ozračja in podnebja daleč nazaj v zgodovini Zemlje. Povedo nam, da se je vsebnost CO2 v ozračju v času ledenih dob gibala okrog 200 delcev na milijon (angl. parts per million – ppm), v toplejših vmesnih obdobjih pa okrog 280 ppm [10]. V zadnjih 800.000 letih ni nikoli za dlje časa presegla 300 ppm. Od začetka industrijske revolucije in še posebej od sredine 20. stoletja dalje pa je vsebnost CO2 zaradi izpustov, ki so posledica človekove dejavnosti, hitro naraščala in je leta 2013 prvič v zabeleženi zgodovini presegla 400 ppm [11].

Vsebnost CO2 v ozračju v 400.000 letih Zemljine zgodovine in strmi porast od sredine 20. stoletja [12]

Za dolgo obdobje od konca zadnje ledene dobe pred približno 10.000 leti, imenovano »holocen«, je bila značilna stabilnost Zemljinega podnebnega sistema [13]. V tem obdobju stabilnosti, v katerem so se pojavljale, razvijale in uspevale človeške civilizacije [14], so bili naravni viri CO2 (dihanje živali in rastlin) skoraj popolnoma uravnoteženi z naravnimi ponori CO2 (oceani in rastline, ki CO2 porabijo v procesu fotosinteze) [15].

Rezultat tega naravnega ravnotežja so bile le majhne spremembe vsebnosti CO2 v ozračju v zadnjih 10.000 letih. To ravnotežje pa je porušila dodatna količina CO2, ki se je v ozračje sprostila zaradi človekovih dejavnosti [16] in so jo naravni ponori le deloma izločili iz ozračja. Od začetka industrijske revolucije se je raven CO2 v ozračju povečala za približno 50 %. Ker so v tem obdobju človeške dejavnosti postale glavni razlog globalnih okoljskih sprememb, je ta nova era dobila ime »antropocen« [17] [18].

Naravni viri in ponori CO2 [19]

S hitrim in močnim povečanjem vsebnosti CO2 je človek pomembno posegel v sestavo Zemljinega ozračja in porušil ravnotežje med viri in ponori CO2. S tem je ogrozil stabilnost podnebnega sistema.

K povečanju vsebnosti CO2 je največ prispevalo kurjenje fosilnih goriv (nafte, premoga in zemeljskega plina), pa tudi od človeka povzročene spremembe ekosistemov (predvsem uničenje gozdov) in s tem zmanjšanje njihove zmožnosti, da iz ozračja izločijo CO2. Porast vsebnosti CO2 v ozračju v zadnjem stoletju kaže tesno povezavo s količino porabljenih fosilnih goriv [20]. Pri tem je treba dodati, da je le približno 45 % izpustov CO2 ostalo v ozračju, preostali delež so vsrkali oceani in kopno [21].

Vsebnost CO2 v ozračju v zadnjih desetletjih hitro narašča [22]

[10] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2

[11] https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/

[12] Slika prirejena po: https://climate.nasa.gov/evidence/

[13] Kakšna je razlika med vremenom in podnebjem?

Vreme je stanje ozračja v določenem trenutku ali krajšem obdobju, podnebje pa opisuje obnašanje ozračja znotraj dolgih časovnih obdobij. Podnebje je statistični opis vremena na določenem območju. Vreme opisujemo s številnimi spremenljivkami, na primer temperaturo in vlažnostjo ozračja, padavinami,vetrom, zračnim tlakom in sončnim obsevanjem. Podnebne spremembe so spremembe dolgoročnih povprečij in spremenljivosti omenjenih spremenljivk. Posamezne zime brez snega praviloma ne pripišemo podnebnim spremembam, pač pa naravni spremenljivosti vremena. Če pa se snežna odeja zmanjšuje v večdesetletnem obdobju, pa to kaže na spreminjanje podnebja. V določenih primerih lahko tudi posamezen vremenski pojav pripišemo podnebnim spremembam, saj bi bila verjetnost tega vremenskega pojava v podnebju, ki je prevladovalo pred pojavom podnebnih sprememb, zanemarljiva.

Poleg dolgoročnih sprememb podnebja obstajajo tudi kratkoročnejše spremembe ali podnebna spremenljivost, ki so lahko enkratne ali ponavljajoče se spremembe zaradi različnih vplivov v Zemljinem sistemu, kot so npr. vulkanski izbruhi ter pojava el niño in la niña.

(Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2“)

[14] Rockström, J., in dr. (2009): A Safe Operating Space for Humanity, Nature 461: 472–475.

[15] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2

[16] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2

[17] Crutzen, P., in Stoermer, P. J. (2000): The “Anthropocene”. IGBP Newsletter 41: 12–14.

[18] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2

[19] Slika prirejena po: https://scied.ucar.edu/carbon-cycle

[20] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2

[21] NASA Earth Observatory (2011): Effects of Changing Carbon Cycle, dostopno na https://earthobservatory.nasa.gov/Features/CarbonCycle/page5.php.

[22] Slika prirejena po: NOAA Earth System Research Laboratory, Global Monitoring Division, www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/global.html#global.

Vsaka sprememba v Zemljinem podnebnem sistemu, ki vpliva na to, koliko energije vstopa v sistem oziroma ga zapusti, lahko poruši Zemljino sevalno ravnotežje [23] (ravnotežje med dotokom energije, ki na naš planet prihaja od Sonca, in energijo, ki jo Zemlja seva nazaj v vesolje) in lahko povzroči spremembo temperature ozračja in Zemljine površine. Med naravnimi dejavniki, ki povzročajo takšne spremembe, so spremembe Sončevega izseva, spremembe oblike Zemljine orbite in osi vrtenja (te se dogajajo v obdobjih, ki trajajo več deset tisoč do sto tisoč let) ter veliki ognjeniški izbruhi, pri katerih svetlobo odbijajoči delci dosežejo stratosfero in tam ostanejo do nekaj let [24].

Človek vpliva na podnebje najmočneje z višanjem vsebnosti toplogrednih plinov v ozračju, poleg tega pa še z onesnaževanjem ozračja z aerosoli (mikroskopskimi delci, ki absorbirajo ali odbijajo sončne žarke ter posredno vplivajo tudi na oblake) [25] ter spreminjanjem lastnosti Zemljinega površja (npr. krčenjem gozdov), kar vpliva na svetlobno odbojnost in vodni krog.

Zgodovinski podatki kažejo, da so dolgoročnim spremembam vsebnosti CO2 vedno tesno sledile (ali sovpadale) spremembe temperature ozračja [26].

Zadnjih 300.000 let je temperatura Zemljinega ozračja na Antarktiki (rdeča krivulja) na večtisočletni ravni dobro sovpadala s spremembami vsebnosti CO2 v ozračju (modra krivulja) [27]

Raztegnjena časovna os za obdobje po začetku industrijske revolucije (od konca 19. stoletja do danes) pokaže, da tudi povečano vsebnost CO2 v ozračju v zadnjem stoletju spremlja dvig povprečne temperature na svetovni ravni [28].

Globalna temperatura Zemljinega površja se je od začetka industrijske revolucije povišala za približno 1 ˚C [29]. (Graf predstavlja meritve globalne temperature, ki so jih opravile državne meteorološke agencije iz ZDA (NASA in NOAA), Velike Britanije (Hadley Center) in Japonske. Obdobje 1951–1980 označuje 0 °C.)

Medvladni odbor za podnebne spremembe (IPCC) [30] je v svojem petem poročilu o podnebnih spremembah, objavljenem leta 2014 [31], z vsaj 95-odstotno zanesljivostjo ugotovil, da so segrevanje našega planeta v zadnjih 50 letih v veliki meri povzročili toplogredni plini, ki so posledica človekovih dejavnosti [32].

Sprememba temperature Zemljinega površja predvsem zaradi velike mase oceanov, ki imajo zmožnost uskladiščiti velike količine toplote, časovno zaostaja za spremembami vsebnosti CO2 v ozračju. Tudi če bi se vsebnost toplogrednih plinov danes ustalila, bi se površje Zemlje zaradi toplogrednih plinov, ki so že v ozračju, še naprej segrevalo (za približno 0,5 °C do konca 21. stoletja). Nadaljnje povišanje temperature je odvisno od tega, koliko toplogrednih plinov bomo spustili v ozračje v prihodnosti [33] [34].

Temperature Zemljinega površja. S klikom na sliko vstopite v podnebni časovni stroj in lahko opazujete spreminjanje globalne temperature od začetka industrijske revolucije oziroma leta 1884 do leta 2018. Modra barva označuje področja, ki so hladnejša od povprečja. Rdeča barva označuje področja, ki so toplejša od povprečja [35]. (Sprememba temperature za 1 stopinjo Fahrenheita (°F) je enaka spremembi temperature za 0,556 ˚C.)

Dokler bo vsebnost toplogrednih plinov zaradi človekovih dejavnosti naraščala in krepila učinek tople grede, bo količina zadržane sončne energije v Zemljinem podnebnem sistemu še naprej presegala količino energije, ki pobegne v vesolje, in temperatura Zemljinega površja in prizemnega sloja ozračja se bo še naprej zviševala. Dodatna energija, ki zaradi okrepljenega toplogrednega učinka ostaja v podnebnem sistemu, povzroča spremembe Zemljinega podnebja [36].

[23] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2

[24] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2

[25] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2

[26] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2

[27] Slika prirejena po: NOAA Climate.gov

[28] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2

[29] Slika prirejena po: NASA Earth Observatory: earthobservatory.nasa.gov/images/144510/2018-was-the-fourth-warmest-year-continuing-long-warming-trend

[30] Medvladni odbor za podnebne spremembe (angl. The Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC) je mednarodno telo, namenjeno nepristranskim in znanstvenim ocenam podnebnih sprememb in njihovih posledic. Sestavlja ga več kot 1000 neodvisnih znanstvenikov z vsega sveta. Deluje pod okriljem Združenih narodov in redno pripravlja poročila, ki so namenjena predvsem oblikovalcem politik. Poročila IPCC so tudi podlaga za mednarodna pogajanja o ukrepih za preprečevanje podnebnih sprememb in prilagajanje nanje, ki poteka na podnebnih konferencah v okviru Okvirne konvencije Združenih narodov o podnebnih spremembah (angl. United Nations Framework Convention on Climate Change – UNFCCC).

[31] IPCC je do priprav na podnebno konferenco v Parizu (2015) pripravil peto ocenjevalno poročilo (angl. Fifth Assessment Report – AR5), ki je dostopno na: www.ipcc.ch/report/ar5/.

[32] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2

[33] Meehl, G. A. (2005): How Much More Global Warming and Sea Level Rise? Science 307: 1769-1772.

[34] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2

[35] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2; vir podnebni časovni stroj: https://climate.nasa.gov/interactives/climate-time-machine

[36] Vir: spletna stran Slovenija znižuje CO2 – dobre prakse: www.slovenija-co2.si/index.php/o-co2


[1] IPCC (2018): Global Warming of 1.5°C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty, dostopno prek https://www.ipcc.ch/sr15/.

Kazalo po  fizikalnem ozadju podnebnih sprememb in njihovih posledicah za Slovenijo:

Celoten dokument je na voljo za prenos tukaj.


Opis fizikalnega ozadja podnebnih sprememb in njihovih posledic za Slovenijo je bil pripravljen v okviru projekta LIFE IP CARE4CLIMATE (LIFE17 IPC/SI/000007), ki je integralni projekt, sofinanciran s sredstvi evropskega programa LIFE, sredstvi Sklada za podnebne spremembe in sredstvi partnerjev projekta.