Opomíjená úloha vegetace v distribuci sluneční energie a utváření klimatu – sonda znalostí začínajících studentů učitelství přírodopisu

Abstract

Z pohledu utváření klimatu a zachování dostatku vody v krajině hraje vegetace v životním prostředí člověka zcela klíčovou roli. Díky výparu vody (evapotranspiraci) přeměňuje většinu dopadající sluneční energie na skupenské teplo vody a chladí své okolí výkonem několik set W.m-2. Evapotranspirace snižuje teplotní gradienty a stojí na začátku tzv. krátkého cyklu vody, díky němuž se voda do krajiny opět vrací ve formě srážek. Vegetační kryt v krajině tak významně zmírňuje dopady globální klimatické změny a pro zachování dostatečného množství vody v krajině pro budoucí generace má klíčový význam. I přesto však je, bohužel, všeobecné povědomí o této úloze vegetace v distribuci sluneční energie a utváření klimatu poměrně nízké. Nedostatečná pozornost je tomuto tématu věnována již v rámci školní výuky. Následující článek přináší výsledky sondy, která jako první v českém prostředí mapuje znalosti začínajících studentů učitelství přírodopisu k tomuto tématu. Sonda odhalila velmi malé povědomí o roli vegetace v distribuci solární energie a koloběhu vody v krajině u začínajících studentů přírodopisu na Pedagogické fakultě Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích. Kritickými místy jsou zejména nedostatečná znalost principu transpirace a pochopení zákonitých souvislostí mezi fyzikálními a fyziologickými ději a úlohou rostlin v malém cyklu vody.

How and Why Teach About Solar Energy Distribution in the Landscape: The Use of Thermovison and Further Digital Technologies in Inovative Science Education

“…Jak naznačují dosavadní výzkumy, úroveň znalostí žáků základních škol (Ryplová & Pokorný, 2020), absolventů středních škol (Ryplová & Pokorný, 2019) i začínajících studentů učitelství přírodopisu (Ryplová & Pokorný, 2018) k tématu role vegetace v distribuci sluneční energie a s ním souvisejícího koloběhu vody v krajině je velmi nízká. Vegetace, díky své "klimatizační schopnosti" spojuje distribuci sluneční energie s koloběhem vody a významně tak ovlivňuje zadržování vody v krajině (Pokorný, 2019;Ellison a kol, 2017;Huryna & Pokorný, 2016). Po průchodu atmosférou dopadá na povrch Země za slunného letního dne až 1000 Wm -2 sluneční energie.…”

“…latentní teplo. Díky vysoké tepelné kapacitě vody dochází při výparu vody z listů rostlin k poměrně velkým přenosům energie, rostliny pro transpiraci využijí řádově stovky wattů sluneční energie na m 2 (Pokorný, 2019). Tato energie proto nemůže být využita k ohřevu zemského povrchu, od kterého se pak ohřívá vzduch.…”

“…Tato energie proto nemůže být využita k ohřevu zemského povrchu, od kterého se pak ohřívá vzduch. Tímto způsobem tedy vegetace ochlazuje sebe i své okolí (Pokorný, 2019;Ellison a kol., 2017;Schneider & Sagan, 2005). Vzduch nasycený vodní parou stoupá pomalu vzhůru a vodní pára na chladných místech kondenzuje zpět na vodu, která se ve formě mírných dešťových srážek a mlhy vrací zpět do krajiny.…”

“…Návrat vody do krajiny díky kondenzaci vodní páry je uzavřením tzv. krátkého vodního cyklu (Pokorný, 2019). Pokud sluneční energie dopadá na povrch bez vody a vegetace, není možné její podstatnou část využít na výpar.…”

“…Dochází k přerušení tzv. krátkého vodního cyklu (Pokorný, 2019;Huryna & Pokorný, 2016). Vegetace v krajině tedy pomáhá udržet vodu.…”