V Pražském Klementinu pravidelná systematická měření probíhají od roku 1775. Stanice drží nejdelší nepřetržitou řadu meteorologických pozorování ve střední Evropě. Na snímku je kostel svatého Klimenta. Kredit: Daniel Baránek, Wikipedia, CC BY-SA 3.0

Budky s měřicími přístroji jsou umístěny na severní fasádě v 1. patře přístavku vnitřního bloku jižního křídla Klementina vedle kostela sv. Klimenta. Kredit: Aktron, Wikimedia Commons, CC BY 3.0

A) CO₂ ppm, pohlcování IR záření a změny teplot ČR 1961-2024

Graf 1. Trendy ppmCO₂ Mauna Loa a teplot ČR 1961-2024

Trend teploty, rozdíl 2024 a 1961 je 9,1°C - 6,8°C = 2,3°C.

Trend ppm CO₂ Mauna Loa, rozdíl 2024 a 1961 je 410 ppm - 310 ppm = 10O ppm.

Závěr: Nárůst ( trendu) ppmCO₂ o 100 ppm odpovídá nárůstu ( trendu) 2,3°C pro ČR.
Oba trendy mají velmi blízkou směrnici (úhel, který svírají v grafu k vodorovné ose), lze předpokládat, že v rozmezí dalších desítek let bude platit, že nárůst ppm CO₂ o 100 ppm bude odpovídat nárůstu teplot ( zde za 63 let) asi o 2,3°C. Jedná se o celkový nárůst teploty, na němž se nárůst ppm CO₂ podílí částí, kterou nelze dobře určit. Je mnoho vlivů, zvláště změna slunečního záření, odrazy od oblaků atd. Podstatné jsou jevy kladné zpětné vazby, zvláště změna albeda povrchu, když je nižší teplota a více sněhu.

Lze vypočítat radiační příspěvek CO₂, jako pohlcení IR záření , které vydává Země jako absolutně černé těleso. Tuto hodnotu IR záření lze přepočítat na přírůstek teploty.
F =(5,67E-8)*T^4 ( Stefan - Bolztmannův zákon.
Místo F bývá označení I ( ve Wikipedii), což je ve vzorcích špatně rozpoznatelné
()F[W/m²]=5,35*ln (pp CO₂ aktualní/pp CO₂ referenční)

Výkon pohlceného záření oxidem uhličitým je úměrný přirozenému logaritmu poměru aktuálního a referenčního ppm CO2. Tento vzorec je na stránce „Změny klima“ kam jsem to uložil někdy před 10-15 lety. Pod tímto vzorce vidím i ještě zamotanější vzorech pro pohlcování IR záření u CH₄. Horší je, že to sám nemohu najít na svých stránkách najít. Hledění do monitoru má nevýhody. Dřív se dalo zapamatovat, tenhle důležitý vzorec je někde za půlkou skript na levé stránce na konci prvního odstavce.
Potěšilo, že tento vzorec z dob, kdy klimatologové ještě se účastnili diskuzí, nachází i AI v prohlížeči Google pod heslem ()F[W/m²]=5,35*ln (pp CO₂ aktualní/pp CO₂ referenční). Ale ani IA neví, kde to našla. Píše docela dobře:“ klíčový vzorec pro výpočet radiačního působení (forcingu) skleníkového plynu CO₂ způsobeného změnou jeho koncentrace, kde se logaritmická závislost používá k vyjádření, jak se mění absorbované sluneční záření v důsledku rostoucí koncentrace CO₂ v atmosféře (např. oproti preindustriální úrovni). Číslo 5.35 představuje koeficient pro tento výpočet a ln je přirozený logaritmus, přičemž poměr koncentrací (aktuální/referenční) udává relativní zvýšení koncentrace, což vede k měřitelné změně energetické bilance Země v jednotkách Wattů na metr čtvereční“
Výborně, až na to, že watt se píše s malým w.
Lépe dále viz přiložený soubor Excelu ke stažení.

Zvýšení ppm CO₂ o 100ppm vede ke zvýšení radiačního pohlcování o 1,5 W/m², což vede ke zvýšení teploty o 0,3°C. To se týká jen radiačního působení ( radiačního forcingu) CO₂.

Závěr pro období 1961-2024 v ČR.

IR záření vlivem CO₂ při změně ( trendu) o 100 ppm CO₂ ( z 310 na 410 ppm) na způsobí pohlcení vyzařování ( které neodejde do vesmíru) o 1,5 W/m², což lze převést na zvýšení teploty o 0,3°C.

Skutečné zvýšení teploty 1961-2024 v ČR je v trendu 2,3°C při navýšení ppm CO₂ o 100 ppm CO₂ trendu na Mauna Loa.

Klimatologové mají závěr, že navýšení ppm CO₂ na dvojnásobek způsobí oteplení v širokém rozmezí asi o 3°C. Což způsobují další vlivy ( pozitivní zpětné vazby např. změna albeda s více sněhu atd .) označované jako klimatická citlivost.

Výchozí hodnoty bez trendu pro ČR 1961 jsou 7,9°C a 317,64 ppm CO₂ na Mauna Loa.
Konečné hodnoty bez trendu pro ČR 2024 jsou 10,3°C a 424,64 ppm CO₂ na Mauna Loa.

Rozdíl konečných hodnot bez trendu je 2,4°C a 107 ppm CO₂. takže vcelku shoda s výpočty provedenými z trendu.

Časový průběh zachycení IR záření by se měl nějak integrovat. Vyšší matematiku jsem opustil po absolvování VŠ a ona opustila mě. Integrál se dá chápat jako plocha pod křivkou grafu.

Plochy pod oběma trendy v grafu mají velmi blízký časový průběh, mají jen jinou výšku danou jinými jednotkami.
Závěr vědecký až zpožděně silvestrovský. Uvěřit tomu lze i jindy.

Hodnota 300 ppmCO₂ odpovídá číselně asi 7,8°C, 400 ppm asi 10,1°C .
Čili na tomto grafu platí průměrně vztah : ppmCO₂ = teplota[°C]*39,0

Nárůst na 450 ppm CO₂ odpovídá teplotě ČR 450/ 39 = 11,5°C . Roku 2024 bylo 10,3°C

Vložím osobní vzpomínku, aby nevznikl dojem, že článek psala umělá inteligence.
Nízké teploty 1962-1965 jsou vidět i na grafu.

Sněhu bylo tehdy víc, než podle rčení " po kolena, když si klekneš".
Většinu zimy ležel sníh a řadu týdnů se dalo na rybnících bruslit dokonce i brzy večer při úplňku. To potvrdí každý vrstevník. Dnes máme statistiku, že za 63 let se ČR oteplilo asi o 2,1°C.

Jako kluk jsem se vypravil dopoledne sám za humna lyžovat. Staré lyže jsme měli s bratrem jedny. Máma mě lehce zdržovala mateřským instinktem. " Di pozdějc, je eště zima". Sněhu bylo dost, jel jsem po včerejší stopě po zoraném poli, dole u poslední brázdy byl hrbol upravený jako můstek, pod ním byl v nářečí "zator" (asi 10 m strmý svah) dole vodorovná louka. Na zmrzlém sněhu to jelo rychle, skok byl moc dlouhý, spadl jsem na louce dopředu na břicho a narazil si na levé straně žebro před srdcem o špičku lyže. Vyrazil jsem si dech a ztratil vědomí.

Cesta na onen svět začala kupodivu příjemně, nic mě nebolelo. Viděl jsem sám sebe jako temnou postavu ve tmě jak pluje (jakoby pomalu plave) za kulatým světelným otvorem kdesi nahoře na obzoru. Měl jsem pocit, že tam ještě nemám plout, že si mám na něco důležitého vzpomenout. Asi, že mám dýchat. Probral jsem se s obličejem ve sněhu, přede mnou čepice, rukavice, hůlky, lyže pode mnou. Zvedl jsem se úplně promrzlý, všechno jsem tam nechal a vydrápal se do stráně. Při nadechování to bolí, ale srdce bije, vyhodnotil to mozek. A víc ho nezajímalo - zmrzlé nohy, ruce, uši, nos, hlava. Jen - krok, nádech a výdech. Máma mi naložila brnící nohy do lavoru se studenou vodou, zmrzlé ruce po chvilkách dávala do hrnce se studenou vodou a třela mi mokrým ručníkem uši a nos. Větší zima mi nikdy nebyla. Takže souhlasím, globálně se otepluje.

B) CO₂ ppm, přepočet na pohlcování IR záření a na změny teploty – Klementinum 1770-2024

Graf 2. CO₂ ppm Mauna Loa a trend a teploty Klementinum a trendy 1770-2024.

Polynomický trend odpovídá lépe průběhu teplot, ta klesá v trendu s minimem někde u 1874 a teploty z roku 1770 dosahuje až 1974, tedy po 100 letech. Rozpor je zřejmý.
Od počátku průmyslové revoluce rostly emise (větší počet lidí, začátek využívání uhlí), teploty od 1770 asi 100 let klesaly.

1770 ( před průmyslovou revolucí) se uvádí odhad 280 ppm CO₂, graf jsem udělal lineární až do 1958. Od 1959 jsou hodnoty z Mauna Loa.

Teploty 2024-1770 = 13,3°C -10,2°C = 3,1°C. (Trend lineární teploty 10,5°C-9,0°C =1,5°C)

Trend ppm CO₂ Mauna Loa, rozdíl 2024 a 1770 je 424,6 ppm -280 ppm = 144,6 ppm.

Závěr : Nárůst ppmCO₂ o 144,6 ppm ( zaokrouhlíme na 145 ppm) odpovídá nárůstu teploty o 3,1°C pro Klementinum. Zaokrouhlíme na 3° C. (Praha jako tepelný ostrov ?).

Nárůst o 145 ppm CO₂ zhruba odpovídá nárůstu teploty o 3°C.
Oba trendy mají velmi blízkou směrnici (úhel, který svírají v grafu), lze předpokládat, že v rozmezí dalších desítek let bude platit, že nárůst ppm CO₂ o 150 ppm bude odpovídat nárůstu teplot ( zde za 254 let) asi o 3°C. Jedná se o celkový nárůst teploty, na němž se nárůst ppm CO₂ podílí částí, kterou nelze dobře určit. Vliv mají zvláště kladné zpětné vazby, změny albeda oblačnosti a slunečního záření.

Lze vypočítat radiační příspěvek CO₂, jako pohlcení IR záření , které vydává Země jako absolutně černé těleso. Tuto hodnotu IR záření lze přepočítat na přírůstek teploty.

()F[W/m²]=5,35*ln (ppCO₂ aktualní/pp CO₂ referenční)
F =(5,67E-8)*T^4 ( Stefan- Bolztmannův zákon.
Místo F bývá označení I ( ve Wikipedii), což je ve vzorcích špatně rozpoznatelné

Závěr pro období 1770- 2024 Klementinum, teploty a ppm CO₂ Mauna Loa

IR záření vlivem CO₂ při změně o 145 ppm CO₂ ( z 280 ppm na 425 ppm) způsobí pohlcení vyzařování ( radiační forcing, který neodejde do vesmíru) o 2,23 W/m², což lze převést na zvýšení teploty o 0,43°C.

Skutečné zvýšení teploty Klementina je od 1770-2024 = 13,3°C -10,2°C je 3,13,1 °C°C při navýšení ppm CO₂ o 145 ppm CO₂.

Klimatologové mají závěr, že navýšení ppm CO₂ na dvojnásobek způsobí oteplení v širokém rozmezí asi o 3°C. Což způsobují další vlivy (pozitivní zpětné vazby např. změna albeda s více sněhu atd .) označované jako klimatická citlivost.

Výchozí hodnoty pro Klementinum 1770-2024 jsou 10,2°C 280ppm CO₂ na Mauna Loa.
Konečné hodnoty pro Klementinum 1770-2024 jsou 13,3°C a 424,64 ppm CO2 na Mauna Loa.
Rozdíl konečných hodnot je 3,1°C a 145 ppm CO₂.

Porovnání výsledků za 63 let ČR a 254 let Klementina.

Zvýšení ppm CO₂ u ČR o 100 ppm vedlo ke zvýšení teploty o 0,3°C vlivem pohlcování IR záření CO₂ .

Zvýšení ppm CO2 u Klementina o 145 ppm vedlo ke zvýšení teploty o 0,43°C vlivem pohlcování IR záření CO₂ .

Přepočteno na 100 ppm CO₂ u Klementina (100/145)*0,43 = 0,297 °C.
Čili jako u ČR 1961-2024 je 0,3°C nárůst pro zvýšení o 100 ppm CO₂.

Dále je třeba zvážit, že výpočty byly vedeny přes výkon pohlceného záření [W/m²], ale jedná se o předání energie, která pak změní teplotu a následující rovnováhu příjmu záření slunce a vyzařování energie do vesmíru.

Střední kinetická energie jedné molekuly plynu je úměrná absolutní teplotě
E₀ =(1/2) m₀ v_k² =(3/2)kT, kde k =1,38 E^-23 K^-1, kde k je Boltzmannova kontanta

Další vztah je, že práce ( energie) W[J] = P[W]*t[s]

Energie = výkon x čas.
Jestliže výkon bude probíhat delší čas, předá se více energie.

Vložím krátké životní vzpomínky, abych nevzbudil podezření, že článek zplodila umělá inteligence, která při tom spotřebovala energii a zvýšilo se tím ppm CO₂. Já jsem spotřeboval hrníček čaje s lžičkou medu. V článku a výpočtech jsem použil selský rozum, jehož jsem snad dědicem. Rodiče byli sedláci, pamatuji jak statečně vzdorovali vstupu do JZD, v nejhorší době vstoupili , v době o málo lepší vystoupili a nakonec zase vstoupili. S nimi do JZD vstoupil i náš pár koní, který nám po večerech pomáhal svážet seno pro záhumenkovou krávu. Když jsme složili seno na půdu, máma mi dala dva silné krajíce chleba "aby koně věděli, že jsou tady doma". Koně jak mě uviděli, táhli mi naproti na smyk prázdný zašlajfovaný vůz. Kráva se měla dobře a měla každý rok tele, za peníze za něj jsem přežil rok na přírodovědě v Praze. Když jsem ve 20 letech dorazil na prázdniny do malé rodné vesnice, máma už byla vdova a sekali jsme spolu asi týdnen ráno tak 4 hodiny kosou strmé svahy kvůli senu. "Dělej tak, aby si zejtra moch dělat taky celej den" řekla máma jihočesky, jakoby znala vzorec práce = výkon x čas. Za dva dny jsem měl na dlaních krvavé mozoly, než si ruce zvykly. " Já som ti to říkala. Dej si na to zelený listy jitrocele" řekla pak s nádechem doudlebského nářečí.

Asi mě ty vzpomínky přivedly na to, že je třeba v grafech řešit výkon x čas.
Pohlcením IR záření se atmosféře ustaví nová rovnováha teploty a tomu odpovídající vyzařování a pohlcování IR záření.

Průběh zachycení IR záření by se měl nějak integrovat. Vyšší matematiku jsem opustil po absolvování VŠ a ona opustila mě. Integrál se dá chápat jako plocha pod křivkou grafu.

Plochy pod oběma trendy v grafu mají velmi blízký časový průběh, mají jen jinou výšku danou jinými jednotkami. Závěr vědecký až zpožděně silvestrovský, ale uvěřit se tomu dá i jindy.

Hodnota 300 ppm odpovídá číselně asi 9,7°C, 400 ppm asi 13°C .
Čili na tomto grafu Klementina platí vztah: ppmCO₂ = teplota[°C]*30,8.

Pak 450 ppm CO₂ odpovídá teplotě Klementina 450/ 30,8 = 14,6°C.. Skutečná teplota probíhala ve značných skocích i z roku na rok. I to svědčí o tom, že prakticky plynule rostoucí ppm CO₂ se musí aplikovat na delší období. Klimatologové žádají alespoň 30 let, a to hlavně souvislosti s periodou oceánských proudů.

Vliv tepelného ostrova v centru Prahy, kde Klementinum opravdu je, uvádí meteorolog Libor Žák asi na +3°C na průměrem ČR (viz zde).

"Centrum Prahy je dokonce nejteplejší oblastí v České republice.Naměřené teploty vzduchu jsou tu zhruba o 3 °C vyšší, než je průměr České republiky. Teplota vzduchu tady navíc roste rychleji než ve zbytku České republiky."
Rok 2024 - v mém článku v grafu ČR 10,3°a Klementinum 13,3°C, je v tomto roce rozdíl 3°C.
Vliv tepelného ostrova Klementinum se dá spočítat zhruba a amatérsky tak, že se vytvoří lineární trendy teplot ČR a Klementina, trend Klementina stoupá rychleji, z počátečních a koncových hodnot trendu se dá vyjádřit přepočítávací konstanta, kterou vynásobíme všechny hodnoty Klementina, které budou nižší v daném poměru. Je to v mém loňském článku zde.

_CO2 ppm, pohlcování IR a změna teploty ČR.xlsx

CO2 ppm a teploty Klementinum.jpg

CO2 ppm Mauna LOa a teploty CR 1961-2024.jpg

CO2 ppm, pohlcování IR a změna teploty ČR.xlsx

Vypocet-CR.jpg

vypocet-Klementinum.jpg