Globális felmelegedés

Egyes légköri folyamatok gyorsítják, mások lassítják a globális felmelegedést. Milyen gyorsan kell vajon átállnunk aszálytűrő növényekre, jéghálókra, csepegtető öntözésre? A melegedés természetes gyorsítóiról és fékezőiről lesz szó.

Annak ellenére, hogy a globális és regionális klímamodellek egyre pontosabban leírják az éghajlati rendszer működését, még mindig sok az ismeretlen részlet. Az éghajlatot befolyásoló folyamatok bizonytalansága a légkörben, az óceánokban lezajló ? és egymással is kölcsönhatásban lévő ? visszacsatolási mechanizmusokkal magyarázható. (És akkor a naptevékenységet, a Föld dőlésszögének változását és egyéb ?kozmikus? okokat még szóba sem hoztunk! ? a szerk.)

A légköri folyamatok egy része gyorsíthatja, más részük lassíthatja a felmelegedést. Eredőjüket azért nehéz számszerűríteni, mert egyrészt nem ismerünk minden visszacsatolási mechanizmust, másrészt ezek mértéke is nehezen becsülhető.

GYORSÍT: TÖBB VÍZGŐZ

A légköri szén-dioxid-koncentráció emelkedésével megindul a globális melegedés, hiszen a szén-dioxid üvegházgáz. A melegebb légkör több nedvességet képes befogadni, tehát több a légköri vízgőztartalom is. Mivel a vízgőz szintén üvegházgáz, így még jobban nő az üvegházhatás, azaz tovább melegszik a légkör. Ezáltal az egyik üvegházgáz koncentrációjának fokozódása egy másik üvegházgáz koncentrációnövekedéséhez vezet, és ezzel bezárul a kör: beindul egy öngerjesztő (pozitív) visszacsatolási folyamatlánc.

GYORSÍT: OLVADÓ HÓ ÉS JÉG

Ha globális átlagban melegebb a Föld, kevesebb hó és jég található rajta. Mivel a hó- és jégfelszínek fényvisszaverő képessége nagy, olvadásukkal a Föld kevesebb energiát ver vissza a világűr irányába. Vagyis a légkör több sugárzást nyel el, azaz melegedik. Ez tovább csökkenti a hó és jég mennyiségét a felszínen. Ez is egy önerősítő, pozitív visszacsatolási mechanizmus.

FÉKEZ: FELHŐKÉPZŐDÉS

A felhőképződési folyamatokhoz kapcsolódó visszacsatolási mechanizmusok különösen bonyolultak. A sok ? gyakran egymással ellentétes ? összetevő miatt esetenként még a változások előjele sem állapítható meg egyértelműen. Alapvetően három felhő-visszacsatolási mechanizmust különíthetünk el.

A felhők mennyisége

Ha a globális felmelegedés miatt a felhők összmennyisége csökken, akkor ennek hatására csökken az üvegházhatás az infravörös tartományban (hosszúhullámú, általunk csak melegként érzékelt sugárzás). A melegedő Föld több energiát képes kibocsátani a világűrbe az infravörös tartományban, ezzel pedig mérsékeli a melegedést. Éppen úgy, ahogy egy csillagfényes éjszakát követően fogvacogtató hidegre ébredünk, míg felhőpaplan alatt alig csökken a hőmérséklet. Ha kevesebb a felhő, az tehát fékező hatással van a felmelegedésre.

A felhők vastagsága

Fékezi a felmelegedést az is, ha nő a felhők vastagsága ? legalábbis nappal. A globális melegedés hatására ugyanis növekedik a felhők vízgőztartalma. Ez a folyamat nagyobb kiterjedésű, vastagabb felhőket eredményez, amik meggátolják a rövidhullámú fény földfelszínre érkezését. Ugyanezt tapasztaljuk, amikor egy felhős napon alacsonyabb hőmérséklet alakul ki, mint egy verőfényesen. A felhőpaplan vastagodása tehát szintén negatív visszacsatolási folyamatként működik.

A felhők magassága

A felhőrétegek vertikális átrendeződése viszont az eddigiekkel ellentétben pozitív visszacsatolási folyamatokat indíthat el. Ha a globális melegedés miatt egy felhőréteg áthelyeződik egy magasabb és hidegebb régióba, akkor itt lehűlve kevesebb hőt (a földfelszín felől érkező infravörös sugárzást) képes magán átereszteni. Így a felhők magasabb régiókba emelkedése növeli az üvegházhatást, azaz pozitív visszacsatolási mechanizmust indít be.

LEZÚDULÓ ESŐK

Jól illusztrálják a fenti példák, hogy az éghajlati rendszer visszacsatolási mechanizmusai rendkívül bonyolultak, és több folyamat egy időben zajlik. Ennél fogva esetenként még a változás előjele is kétséges, nemhogy annak megbízható mennyiségi előrejelzése.

Az utóbbi néhány évtized mérései bizonyítják, hogy a légkör alsó részében (troposzféra) található vízgőz mennyisége egyértelműen növekedett, ami szoros összefüggésben van a szárazföldi és óceáni térségek növekvő léghőmérsékletével. Az óceánok felett a teljes légoszlop vízgőztartalma évtizedenként mintegy 0,9?1,5 százalékkal növekedett 1988. és 2004. között. Hasonlóan növekvő tendenciát mutat a troposzféra felső részének nedvességtartalma, ami nagymértékben növelte az üvegházhatást.

A klímaváltozás leginkább és legkönnyebben a hőmérséklet emelkedésében figyelhető meg, de emellett a légköri mozgásokban, a nedvességtartalomban és a csapadékban is végbemennek változások. A hőmérséklet növekedése a légkör nedvességbefogadó képességét fokonként mintegy hét százalékkal növeli. A legújabb kutatási eredmények alapján ez a megnövekedett vízgőzmennyiség intenzívebb csapadéktevékenységhez vezet ugyan, de a teljes lehullott csapadékmennyiség nem változik lényegesen: ritkábban esik, de akkor nagyon!

SZENNYES FELHŐK

A vízgőz mennyiségét, valamint a felhőképződési folyamatokat nem csupán a melegedésből származó többletenergia befolyásolja. Közel ugyanekkora szerep jut az emberi tevékenységből származó, légkörbe juttatott aeroszol-részecskéknek. Az ipari forradalom óta például a szulfát és karbon aeroszol-részecskék száma jelentősen megnövekedett a légkörben, amely már kimutatható hatással van az éghajlatra.

A porszemcsék ? a felhőhöz hasonlóan ? a beérkező rövidhullámú napsugárzást visszaverik a világűrbe, így a felszínre kevesebb energia jut le, azaz fékezik a melegedést. Másrészt a korom- és porrészecskék elnyelik a napsugárzást, így felmelegítik a légkör felszínhez közeli rétegeit.

Az aeroszol-részecskék közvetett hatása talán még ennél is fontosabb, mert kihat a felhők fényvisszaverő képességére és élettarta mára is. A vízcseppekből és jégkristályokból álló felhőkben ezek a részecskék kondenzációs magként viselkednek. Ez a hatás felelős azért, hogy a vízfelhők nagyobb mértékben verik vissza a napsugárzást. A szennyezettebb felhők fehérebbnek tűnnek (több, de kisebb részecske található bennük), és jobban visszaverik a napsugárzást. A szennyezettség hatással van a felhő élettartamára is.

A több, de kisebb részecskéből álló, szennyezettebb felhők csökkentik annak valószínűségét, hogy a felhőrészecskék elérik az esőcseppek mérettartományát, és így megnövelik a felhők élettartamát.

Összefoglalva: a pozitív visszacsatolási folyamatok mellett fékező hatások is szerepet játszanak az éghajlatváltozásban. A klímamodellek gyors fejlődése ellenére még mindig sok a bizonytalanság a légkör vízgőztartalmával, felhőképződési folyamataival kapcsolatban.

Bartholy Judit, Pongrácz Rita, ELTE Meteorológiai tanszék

HAZAI TALÁLMÁNY

Egy budapesti székhelyű, 15 fős fejlesztői szövetség (SMARTii team) érdekes kísérletekbe kezdett a szén-dioxid megkötésére. A fél éve zajló fejlesztés eredményéről videót is készítettek (http:// tinyurl.com/co-2-kiserlet). A team vezetője, Cseh Péter lapunknak elmondta, hogy a felhasznált kompozit anyaggal eddig a tartályba vezetett gáz 27 százalékát tudták megkötni. Céljuk, hogy egy év alatt létrehozzanak egy olyan ipari prototípust, amely akár egy erőmű füstgázmennyiségét is képes megkötni. A prototípus beszerelése egyelőre még milliárdos kiadást jelentene egy olyan erőmű számára, mint amilyen a mátrai is. Ez a lignites, 920 MWh-s teljesítményű üzem mintegy 2 millió tonna CO2-t bocsát ki évente. A fejlesztők szerint a kibocsátás-megtakarítás révén a beruházás 5?7 év alatt megtérülne. A találmány iránt egyelőre csak Németországból és az Egyesült Államokból érdeklődtek.

A KÁRTEVŐK SZERETIK A MELEGET!

A rovarvilág az éghajlat kismértékű változásaira is érzékenyen reagál. Legnagyobb jelentőségük az enyhébbé váló teleknek van, ezek növelik a rovarok áttelelésének esélyeit. Ennek következtében:

• nagyobb lesz a tavaszi induló kártevő-népesség,
• új kártevők jelennek meg,
• állandósul a korai szabadföldi kártétel számos rovar esetében, melyek korábban tőlünk délebbre (pl. gyapottok- bagolylepke), az üvegházak környékén (pl. nyugati virágtripsz), vagy téli tápnövényükön (pl. zselnice meggylevéltetű) teleltek át.

A vegetációs időszakban a magasabb hőmérséklet a többnemzedékes fajoknál a nemzedékszám növekedéséhez vezet (pl. kukoricamoly). Ezeknél nagyobb tavaszi induló állománnyal, egyben a jelenleginél lényegesen nagyobb őszi kártevő-népességgel kell számolni. Emiatt fokozottabban lesznek kitéve a rovarok által terjesztett vírusbetegségeknek az őszi kalászosok, különösen a korai vetésű őszi árpa.

A felmelegedés tehát várhatóan egyre nagyobb kártevőnyomást eredményez. A növények fejlődési állapotához viszonyítva meglepő időszakokban jelennek majd meg a jól ismert, vagy éppen ismeretlen kártevők. Mindezek alapján várható, hogy intenzívebb védekezésre lesz szükség számos növénykultúrában, és a jelenleginél is nehezebbé válik a növényvédelmi munkák időzítése.

Kiss Balázs, MTA Növény védelmi Kutatóintézet