Környezetvédelem | Felsőoktatás » Tóth János Attila - Klímaváltozás, Globális felmelegedés

Klímaváltozás, globális felmelegedés Tóth János Attila A rendszeres meteorológia mérések kb. 150 évvel ezelőtt kezdődtek • Az elmúlt 150 év hőmérséklet változásairól pontos a meteorológiai mérések, adatsorok állnak rendelkezésünkre. IPCC • IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) 1988-ban alakult • IPCC (Kormányközi Panel a Klímaváltozásról) – WMO (World Meteorological Organization) – UNEP (United Nations Environment Programme) • • • • 1990 (1. sz jelentés) 1995 (2. sz jelentés) 2001 (3. sz jelentés) 2007 (4. sz jelentés) Az elmúlt 150 év folyamán a Föld átlaghőmérséklete 0,6-0,8 oC-al emelkedett (Forrás: IPCC 2001) OMSZ • Magyar Királyi Országos Meteorológiai és Földmágnességi Intézet (1870) • Országos Meteorológiai Szolgálat (OMSZ) – A papíron összegyűjtött feljegyzések tömege 36 tonna – Az adatok digitalizálása 1986-ban kezdődött • Automata mérőhálózat

kiépítése (1996) – 90 állomás, 10 percenkénti adatrögzítés Magyarország hőmérséklete és csapadéka az elmúlt évszázad folyamán • A melegedés mértéke: 0,49-0,85 oC (átlagban 0,68 oC) * • Az évi csapadékösszeg átlagosan 83 mm-el csökkent* Forrás: *Szalai 2004, Jolánka et al., 2004 A felmelegedést a Síkfőkút Project adatai is jelzik Léghőmérséklet (oC) Az évi átlaghőmérséklet alakulása Síkfőkúton 1978-1994 között 11,8 11,6 11,4 11,2 11 10,8 10,6 10,4 10,2 10 9,8 9,6 9,4 9,2 9 8,8 8,6 8,4 8,2 y = 0,0983x + 9,039 R2 = 0,3771 Erdő y = 0,087x + 9,4463 R2 = 0,3173 Nyílt terület Erdő Nyílt terület 16 év alatt az évi átlaghőmérséklet a szabadföldi területen 1,39 oC-al, az erdőben 1,57 oC-al emelkedett (Antal E., Berki I, Justyák J, Kiss Gy, Tarr K, Víg P, 1997: A síkfőkúti erdőtársulás hő- és vízháztartási viszonyainak vizsgálata az erdőpusztulás és az éghajlatváltozás tükrében) A

klímaváltozást a Síkfőkút Project adatai is jelzik Az évi csapadékösszegek alakulása Síkfőkúton1973-1996 között 900 Csapadék (mm) 800 y = -9,7661x + 674,99 R2 = 0,3449 700 600 500 400 300 200 100 1996 1995 1994 1993 1992 1991 1990 1989 1988 1987 1986 1985 1984 1983 1982 1981 1980 1979 1978 1977 1976 1975 1974 1973 0 Az elmúlt 23 év folyamán az évi csapadék átlag 224 mm-el csökkent. (Antal E., Berki I, Justyák J, Kiss Gy, Tarr K, Víg P, 1997: A síkfőkúti erdőtársulás hő- és vízháztartási viszonyainak vizsgálata az erdőpusztulás és az éghajlatváltozás tükrében) A múlt klímája • Hogyan tudunk következtetni a meteorológia mérésék előtti időszakok éghajlatára? • Számos lehetőség van a rendszeres műszeres méréseket megelőző időszakot jellemző ún. proxy adatsorok összeállítására. Proxy adatsorok készítése • Az elmúlt néhány évszázad éghajlatára – történeti

feljegyzésekből – fák évgyűrűinek elemzéséből • A távolabbi, történelem előtti időszakokról – pollenanalizissel – üledékes rétegelemzéssel – koralltelepek szerkezetének tanulmányozásával – vagy a gleccserekből és a sarkvidéki területek vastag jégrétegeiből vett furatminták vizsgálatával tájékozódhatunk. Grönland a világ legnagyobb szigete • • • • • • • • • A jégkorszak ma is tart Gönland =zöld föld Öslakosai eszkimók 240 trillió t jég Elolvadása esetén a tengerek vize 5 m-el emelkedne A jégpáncél átlagos vastagsága 1600 m 2500 x 1000 km 3300 m Talapzata a tengerszint alatt 300 m-re van A tál alakú talapzat alját a jég súlya nyomta le Forrás: Az egyetlen Föld. A jégkorszak nyomában Alaszkai kutatások (USA) Juno gleccser vizsgálata 1 év alatt 6 m anyag Fúrások Kutatógögrök Fern = csonthó Elválasztó fekete rétegek Forrás: Az egyetlen Föld. A jégkorszak nyomában A

jégréteg szerkezete Polarizációs mikroszkópos vizsgálat 15 m: Vörös, kék, zöld A légbuborékok feketék Jégkristályok: 2 mm 30 m: 30 t/m2 Jégkristályok: 5 mm A légbuborékok kisebbek 50 m: Jégkristályok nagyok A jégáram megindul Forrás: Az egyetlen Föld. A jégkorszak nyomában A gleccserek mozgása Forrás: Az egyetlen Föld. A jégkorszak nyomában A gleccserek anyagszállítása Forrás: Az egyetlen Föld. A jégkorszak nyomában Forrás: Bartholy Judit: Az éghajlat változása. Bizonyosságok és bizonytalanságok Jégfuratminták vétele 3000 m 740 000 év 2004 Forrás: A klíma A furatelemzés során az elmúlt idők légköri összetételére a lehullott hópelyhek közé szorult légbuborékok analízisével következtetünk (6. ábra) Forrás: Bartholy Judit: Az éghajlat változása. Bizonyosságok és bizonytalanságok Forrás: Bartholy Judit: Az éghajlat változása. Bizonyosságok és bizonytalanságok A

jégkorszakok okai (1) Hűvös nyarak, a téli hó nem olvad el nyáron sem megindul a hófelhalmozódás. Okai: 1. A Föld pályasíkjának módosulása 100 ezer évenként, naptávoli nyarak 2. Tengelyferdeség változása 40 ezer évenként (Jelenleg 23,5o) Forrás: Az egyetlen Föld. A jégkorszak nyomában A jégkorszakok okai (2) Albedo hatás Forrás: Az egyetlen Föld. A jégkorszak nyomában A Golf áramlás havazást kiváltó hatása Az eljegesedés kiinduló pontja Forrás: Az egyetlen Föld. A jégkorszak nyomában Az eljegesedés kiterjedése Forrás: Az egyetlen Föld. A jégkorszak nyomában Vándorkövek Kanada (Alberta tartomány) Forrás: Az egyetlen Föld. A jégkorszak nyomában New-York (Central Park) Ingókövek Forrás: Az egyetlen Föld. A jégkorszak nyomában Forrás: Bartholy Judit: Az éghajlat változása. Bizonyosságok és bizonytalanságok IPCC scenáriók 2100-ra 1,5 - 5,8 oC Forrás: Bartholy Judit: Az

éghajlat változása. Bizonyosságok és bizonytalanságok Hazai forgatókönyvek • A következő évtizedekben mediterrán jelleg erősödése várható* – Enyhe csapadékosabb telek – Melegebb szárazabb nyarak • Az évi csapadékösszeg csökken* • 2050-re * – a hőmérsékletemelkedés: 1,1 oC – Az évi csapadékcsökkenés: 40 mm Forrás: *Mika 200, 2004, Mátyás 2004 A globális felmelegedés okai A klímaváltozás okai • Természetes eredetűek: 1. 2. 3. 4. 5. Természetes eredetű üvegházhatás Vulkáni tevékenység Az óceánok cirkulációja, Az óceánok mint CO2 nyelők A Nap sugárzásának és a Föld orbitális paramétereinek megváltozása 6. Önerősítő és öngyengítő visszacsatolások • Emberi tevékenység A. Az üvegházhatású gázok légkörbe juttatása B. A földhasználat megváltoztatása A klímaváltozás értelmezése • Politikusok és környezetvédők általában klímaváltozás alatt az antropogén

eredetű globális melegedést értik • A meteorológusok, a természetes és antropogén eredetű éghajlatváltozások együtt vizsgálják 1. A természetes üvegházhatás Az üvegházhatású gázok molekulájában 3 vagy annál több atom található A melegítő hatás nélkül a Föld átlaghőmérséklete 33 oC-al alacsonyabb lenne Természetes eredetű üvegházhatású gázok Forrás: Bartholy Judit: Az éghajlat változása. Bizonyosságok és bizonytalanságok 2. Vulkáni tevékenység • Vulkánkitörések alkalmával több ezer km3 mennyiségű anyag lökődik fel a légkörbe, melynek nagy része néhány napon belül leülepszik, vagy esőzések révén kimosódik a légkörből. • A kis átmérőjű részecskék (szulfát-aeroszolok) nagyobb, robbanás erejű vulkánkitörések alkalmával feljutnak az alsó sztratoszférába, akár 30 km-es magasságba is. Ezen a szinten már szinte egyáltalán nincs felhő- és csapadékképződés, így akár

1-2 évig is eltarthat, mire ezek a részecskék kikerülnek a légkörből. • A vulkánkitörésekből származó részecskéken szóródnak a Napból érkező sugarak, s így megnövelvén a planetáris albedót hűtő hatást fejtenek ki. • Például az El Chicon és a Pinatubo vulkánok a kitörések évében (1982, ill. 1991) 0,5-0,7°C-kal csökkentették a globálisan átlagolt felszínhőmérsékletet 3. Az óceánok cirkulációja A Világóceán mélytengeri és felszíni áramlásainak rendszere az ún. óceáni szállítószalag (28 ábra) egyedüli jelentős leáramlási zónája az Atlanti-óceán északi részén található. Az áramlás jellege elsődlegesen termohalin, ami azt jelenti, hogy a hőmérsékleti (termo) és a sótartalombeli (halin) különbségek kiegyenlítődésére irányul. A hidegebb és nagyobb sókoncentrációjú sűrűbb víz lesüllyed az észak-atlanti térségben. Forrás: Bartholy Judit: Az éghajlat változása. Bizonyosságok és

bizonytalanságok A globális melegedés következtében jelentős mértékben olvadó sarki jég csökkentheti a leáramlás mennyiségét és intenzitását az olvadó jég alacsony sótartalma miatt, ami elméletileg legvégső esetben akár az áramlás leállásához is vezethet. Az elmúlt három évtizedben kimutatható egy kismértékű, s ellenkező előjelű sótartalom-változás a trópusi vizekben és az észak-atlanti térségben (29. ábra) Forrás: Bartholy Judit: Az éghajlat változása. Bizonyosságok és bizonytalanságok A Pentagon jelentés és a Holnapután c. film • Valóra válhat-e az ún. Pentagon-jelentésben szereplő hirtelen éghajlatváltozás, vagy akár a Holnapután című filmben megjelenített drámai klímaváltozás? • Sem a jelentés, sem a film nem adja tudományos közelítését a problémának. A sajtó félreértette, netán szándékosan félremagyarázta a jelentés megállapításait. • A jelentés készítői nem

meteorológusok, hanem biztonsági szakemberek, s feladatuk a lehetséges legszélsőségesebb forgatókönyv, s nem a reális jövőkép bemutatása volt. • A tanulmány azt állítja, hogy a globális melegedés miatt megváltozhat az óceáni cirkuláció, s a Golf-áramlás hirtelen leállhat. Ennek következtében az európai és az észak-amerikai kontinens erősen lehűl. Mindazonáltal annak ellenére, hogy ezen események bekövetkeztének minimális esélye van, mégsem mondhatjuk, hogy teljességgel lehetetlen. 4. Az óceánok mint CO2 nyelők Korallok Trópusi tengerekben A tengerek 60 x- több CO2 tartalmaznak mint a levegő 18 oC alatt nem növekednek Anyaguk CaCO3 Nagy Korallgát: 2000 km hosszú 200 m magas Forrás: Az egyetlen Föld. A kőzetbe zárt légkör 4. A Nap sugárzásának és a Föld orbitális paramétereinek megváltozása • • • • Minthogy a földi energiakészlet forrása a Nap, így annak sugárzásváltozásai lényeges hatással

bírnak a földi éghajlatra. Bizonyos kutatók úgy vélekednek, hogy a 20. század első felének melegedése részben magyarázható a Nap sugárzási energiájának időszakos növekedésével. A műszeres mérések megkezdése előtti időszakról nagyon nehéz pontos adatokkal szolgálni a Nap sugárzási energiájáról, mégis kutatási eredmények alapján úgy tűnik, hogy az utolsó egymillió évben a Nap kisugárzott energiája csak nagyon kis mértékben változott. A Föld pályaparamétereinek kicsi és lassú változása is vezethet klimatológiailag fontos évszakeltolódásokhoz az évezredek során. Éghajlati visszacsatolások erősíthetik ezeket a kis változásokat, s akár jégkorszakokat is eredményezhetnek. Ilyen paraméterek például a Nap körüli ellipszispálya lapultsága, a Föld forgástengelyének dőlésszöge, a forgási szögsebesség módosulása. 5. Önerősítő és öngyengítő visszacsatolások • A globális melegedés folyamatához

számos visszacsatolási mechanizmus kapcsolható, melyek közül a három legfontosabb – a hó-jég-albedó, – a vízgőz – és a felhő típusú visszacsatolási mechanizmusok. • • Közülük talán a legismertebb az önerősítő (pozitív) hó-jég-albedó visszacsatolási mechanizmus. Itt a globális melegedés következtében változik a Föld planetáris albedója. A hó és a jég mennyisége csökken a Földön, így bolygónk a világűr felé kevésbé reflektív, azaz kevesebb energiát ver vissza, viszont ennek következtében a légkör több sugárzási energiát képes elnyelni, s így melegebb lesz a légkör, amely a hó és jég mennyiségének további csökkenését eredményezi. Ez a körfolyamat a kiinduló melegedő hatást felerősíti, ezért hívjuk önerősítő visszacsatolási mechanizmusnak. Kis részecskék (ún. aeroszolok) légkörbe juttatása melegítő és hűtő hatással egyaránt járhat: a világos színű szulfát-aeroszolok a

sugárzás nagyobb mértékű szórása miatt hűtő hatásúak, míg a sötét koromszemcsék a napsugárzás nagyobb mértékű elnyelése miatt melegítő hatásúak. A.) Az antropogén tevékenység hatására a légkörbe juttatott többlet üvegházhatású gázok Mennyiségi összetételük Forrás: Az egyetlen Föld. A kőzetbe zárt légkör A fokozódó üvegházhatás következtében emelkedik a Föld átlagosan 15 oC-os hőmérséklete Az emberi tevékenység hatása a légkör CO2 koncentrációjára Forrás: A klíma Forrás: Bartholy Judit: Az éghajlat változása. Bizonyosságok és bizonytalanságok Mauna Loa 1958: 315 ppm 1988: 350 ppm 2007: 380 ppm Kb évi 1 ppm-el növekszik Forrás: Az egyetlen Föld. A kőzetbe zárt légkör A légkör CO2 koncentrációja 1958-tól és az ipari forradalom kezdetétől 2000-ig 1000-től 2000-ig Az emberi tevékenység hatása a légkör CH4 koncentrációjára Forrás: A klíma

Forrás: Bartholy Judit: Az éghajlat változása. Bizonyosságok és bizonytalanságok Az emberi tevékenység hatása a légkör CFC koncentrációjára Forrás: A klíma Forrás: Bartholy Judit: Az éghajlat változása. Bizonyosságok és bizonytalanságok B.) A földhasználat megváltoztatása Az emberek a Föld felszínét is átalakítják: erdőből például megművelt szántóföld lesz (mely éves ciklussal jelentős felszíni változásokat mutat); vagy természetes felszínből betonnal, aszfalttal, tetőkkel lefedett városi környezet (12. ábra) Ezek a változások módosítják a lokális/regionális éghajlatot például a városi hősziget-jelenség kialakulása révén Forrás: Bartholy Judit: Az éghajlat változása. Bizonyosságok és bizonytalanságok A globális felmelegedés hatásai Forrás: Bartholy Judit: Az éghajlat változása. Bizonyosságok és bizonytalanságok Forrás: Bartholy Judit: Az éghajlat változása.

Bizonyosságok és bizonytalanságok Gleccserolvadás Forrás: Klímakippek, hatás Upsala Glacier, Argentina Grinnel Glacier Glacier National Park USA (Mo) A tengervízszint emelkedése Az alacsonyabban fekvő városok (pl. New York) víz alá kerülhetnek Áradások gyakorisága növekszik A vizzel elöntött területek nagysága növekszik A mediterán klíma északabbra tolódik Az élőhely megváltozása, fajok kipusztulása Az élőhelyek megváltoznak ami növeli a fajok kipusztulási veszélyét A korallzátonyok kifehéredése A klímaváltozás hatása a síkfőkúti cseres tölgyes fafaj összetételére az elmúlt 31 év folyamán Qp = Quercus petraea, Qc = Quercus cerris, Ac = Acer campestre, At = Acer tataricum, Ca = Cerasus avium, Cb = Carpinus betulus Kotroczó Zs., Krakomperger Zs, Papp M, Bowden, R, D, Tóth JA, 2005: A síkfőkúti cseres-tölgyes fafaj összetételének és strukturájának hosszú-távú

változása A klímaváltozás várható hatása az erdőklímára A jelen klímában Zonális erdőklíma és az erdősztyepp klíma aránya Forrás: Mátyás (2004) 2050 1 oC-os nyári melegedést és 40 mm csapadékcsökkenést feltételezve A klímaváltozás hatása a talaj nedvesség tartalmára, a mezőgazdasági termelésre Forrás: Az egyetlen Föld. A törékeny bolygó A katasztrófák száma növekedni fog Közvéleménykutatás Túlélési kézikönyvek A globális felmelegedés várható hatása a különböző scenáriók alapján Forrás: Klímakippek, szcenáriók A globális felmelegedés elleni intézkedések Saját magunk is hozzájárulhatunk a klímaváltozás fokozódásának csökkentéséhez Forrás: Klímakippek, megoldás Kézikönyvek a globális felmelegedés ellen Nemzetközi összefogás • Kiotói jegyzőkönyv (1997) • A fejlett államok átlagosan az 1990-es éves szinthez képest 5%-os CO2

csökkentést vállaltak 2008-2012 – re A VAHAVA Project • • • • Vahava-projekt (2003-2006) (Változás-hatás-válaszadás) Vezetője: Láng István akadémikus Megállapították: további melegedésre és szárazodásra kell felkészülni, szélsőséges időjárási jelenségekkel. • Előkészületek kívánatosak, erre vonatkozó javaslataikat kidolgozták és közzétették. • Lényeges a döntéshozók, az önkormányzatok, a vállalkozók és a lakosság megfelelő felkészítése, hiteles tájékoztatása, megfelelő információkkal való ellátása. • Lásd: VAHAVA Video I-III. Tiltakozó akció a gleccserek olvadásának megakadályozására Greenpeace akció a Lánchídon A globális felmelegedéssel foglalkozó Website-ok A globális felmelegedés nem is igaz, kész átverés az egész Forrás: Klímakippek, kontra Bolygónk veszélyben van Forrás: Klímakippek, pro Humor Jegesmedvék a globális felmelegedés ellen

Forrás: Klímakippek, humor Karikatura azokról akik nem hisznek a globális felmelegedésben Karikatura Al Gore-ról aki a globális felmelegedés elleni küzdelem szószólója az USA-ban Karikatura Al Gore-ról Viharok gyakoriságának növekedése Forrás: Klímakippek, humor