Földrajz | Felsőoktatás » Hogyan változik éghajlatunk?

Hogyan változik éghajlatunk? Az ember beavatkozik Az emberiség hosszú évezredeken keresztül csak korlátozott tevékenységet folytatott, ami a természet egészét alig érintő, lokális változásokat okozott. Az ipari forradalom óta azonban a helyzet gyökeresen megváltozott. A 20 század az emberiség történetében eddig soha nem tapasztalt fejlődést eredményezett. A népesség száma rohamos növekedésnek indult, az általános jólét megteremtéséhez az egy főre jutó energiafelhasználás minden eddigi méretet sokszorosan felülmúlt. Az elegendő táplálék biztosításához pedig egyre fejlettebb mezőgazdasági technológiák elterjesztésére volt szükség. Korszakunk növekvő ipari és mezőgazdasági termelése, de nem utolsósorban a motorizált közlekedés a légkört sem kíméli. Vegyük sorra azokat az anyagokat, amelyek az emberi tevékenység folytán, tehát antropogén forrásokból kerülnek a légkörbe, nem zárva ki azt, hogy ezek egy

része természetes forrásokból is ered. A táblázat nem teljes, csupán a fontosabb hatások kiemelése volt a cél Megnevezés Nitrogén-oxidok NOx Kén-dioxid S02 Szén-monoxid CO Szén-dioxid CO2 Metán CH4 Halogénezett szénhidrogének, freonok CFC Ólom Pb Antropogén forrás közlekedés, repülőgépek, műtrágyagyártás fosszilis tüzelőanyagok égetése, közlekedés fosszilis tüzelőanyagok égetése, közlekedés fosszilis tüzelőanyagok égetése, közlekedés rizstermesztés, szarvasmarha- és juhtenyésztés hűtőberendezések, szórópalackok gépjárművek kipufogógázai ipar, közlekedés Aeroszol Ózon a talajközeli levegőben közlekedés, ipar 03 Hatása a légkörben salétromsav képződés, savas esők, ózonbontás, szmogkeletkezés kénsav képződés, savas esők egészségártalom, üvegházhatás Üvegházhatás üvegházhatás, oxigén szabályozás Ózonbontás, üvegházhatás Egészségártalom a légkör

sugárzásáteresztő képességének csökkentése (lehűlés) egészségártalom, növények károsodása, üvegházhatás Az emberi tevékenység által a légkörbe juttatott anyagok A légkörbe kerülő antropogén származású anyagok mennyiségéről pontos adataink nincsenek, csak becslések állnak rendelkezésünkre. A természeti erőforrások és bizonyos mesterséges erőforrások energiájának arányait azonban viszonylag jó megközelítéssel hasonlíthatjuk össze. 1 Természeti és mesterséges erőforrások összehasonlítása, energiájuk és horizontális hatásterületük alapján (kivétel a busz egynapi munkája, amit nem lehet területre vonatkoztatni) Az ember által előállított energiák szinte eltörpülnek a természet enrgiái mellett. Ne tévesszen meg azonban senkit az óriásinak tűnő különbség. Ezek átlagos adatok, amiből az következik, hogy vannak a Földön olyan régiók, ahol a mesterséges hőtermelés aránya ennél jóval

magasabb. A nagyvárosok mikroklímája elég jó példa erre, de a nagy teljesítményű erőművek körzetében is felszabadulhat akkora hőenergia, amekkora egy nagyobb zivatarfelhőben. A légkört különben sem az antropogén eredetű energiák veszélyeztetik, hanem a tágabb értelembe vett környezetszennyezés juttat olyan anyagokat oda, amelyek kiszámíthatatlan változásokat okoznak. 2 A kibocsátott gázok sorsa Annyira valós veszélyekről van szó, hogy számtalan szervezet indított el olyan programot, amelynek célja a légkört ért környezeti károk felmérése, illetve felszámolása. 3 Globális felmelegedés; tények és kérdőjelek Napjaink egyik legvitatottab kérdése, hogy a gyarapodó üvegházhatású gázok milyen módon befolyásolják a globális éghajlatot bolygónkon. A vitához szinte mindenki hozzászólt már, és ahhoz képest, amilyen hosszú és körülményes út vezetett oda, hogy tudósok és újságírók a világ

közvéleményének figyelmét a problémára irányítsák, ma már elég széles körben tudatosult, hogy éghajlatváltozástól kell tartani. Az is közismert, hogy ez nagyon súlyos következményekkel járhat, mégpedig nemcsak ott, ahol a változás iránya eleve kedvezőtlen, hanem még ott is, ahol esetleg kedvező lehetne (mert pl. kérdésessé válhatnak az évszázadok folyamán kialakult infrastruktúrák és nemzetgazdasági rendszerek). A szén-dioxid arányainak változása és kibocsátó közegei A siker mégsem egyértelmű, mert rengeteg áltudományos, minden alapot nélkülöző hatásvadász írás is megjelent a témában, ami mára odáig vezetett, hogy veszélybe került a tudományos információ hitele. Ebben a helyzetben egyértelmű a cél. Tudományosan megalapozott, megbízható ismeretek közlésével helyre kell állítani a téma hitelét. Ehhez a nem könnyű feladathoz ismét Czelnai Rudolf akadémikust hívtuk segítségül: ".először

nézzük meg, mit tudunk arról, milyen változások várhatók globális átlagban több évtizedes távlatban. Melyek a tények, melyek a feltételezések, és az utóbbiakból mit tudunk bizonyítani? Azután vizsgáljuk meg, hogy mit tudunk mondani a részletekről, vagyis arról, hogy egy esetleges globális változás hogyan jelentkezhet az egyes éghajlati övezetekben és régiókban, valamint mit gondolunk arról, hogy egy ilyen hatalmas változási folyamat egyáltalán hogyan mehet végbe. A metán arányainak változása és kibocsátó közegei 4 Ami a hosszabb távú globális kilátásokat illeti, ez idő szerint három dolgot tudunk biztosan: (1) Tudjuk, hogy az éghajlat nem változatlan (geológiai adatok bizonyítják, hogy az évmilliók során nagyon jelentős változások történtek). (2) Tudjuk, hogy a vízgőz és a különféle "üvegházhatású gázok", köztük elsősorban a széndioxid, milyen szerepet játszanak az éghajlat

alakításában (ha a légkörben nem volna vízgőz és az említett üvegházhatású gázok is mind hiányoznának, akkor a felszínközeli globális évi középhőmérséklet a jelenlegihez képest kereken 33 °C-kal alacsonyabb volna). (3) Végül tudjuk, hogy az üvegházhatású gázok légköri koncentrációja évtizedek óta állandóan és jelentősen növekszik. A szén körforgása a nagy földi tározók között (Gt egységben) E tények alapján jogos a feltevés, hogy a légköri üvegházhatás fokozatosan erősödik, s hogy ez a felszínközeli globális középhőmérséklet emelkedését vonhatja maga után. De mindez csak feltételezés, mert számos körülmény és bonyolult kölcsönhatás (pl. az aeroszolok, felhőzet és óceánok szerepe) nagy bizonytalanságot okoz. De ettől függetlenül is, az említett feltételezést tudományos szempontból csak akkor tekinthetnénk bizonyítottnak, ha sikerülne kimutatni, hogy a globális melegedés valójában

megindult, folyamatban van. Ezért a meteorológusok évek óta árgus szemekkel figyelik a felszínközeli léghőmérséklet globálisan átlagolt értékeinek alakulását. Azt már a 80-as évek elejétől kezdve látni lehetett, hogy ezek az átlaghőmérsékletek évről évre emelkednek, s ehhez hozzá lehet tenni, hogy az elmúlt év időjárásáról készített első gyors összesítés szerint 1995-ben is folytatódott a globális évi középhőmérsékletek lassú emelkedése. Az is tény, hogy az eddigi emelkedés nem haladta meg a lehetséges természetes változékonyság mértékét, tehát tudományos szempontból máig sincs perdöntő bizonyítékunk arra, hogy a globális melegedés valóban megindult. 5 A halogénezett szénhidrogének arányainak változása és kibocsátó közegei Azt a bizonytalanságot, amellyel itt szembe kell néznünk, a kutatók már hosszú idő óta érzékelhették. Neumann János, akinek érdeklődését az éghajlatváltozás

kérdése nagymértékben felcsigázta, páratlan éleslátással már az 50-es évek elején kijelentette: ".itt olyan kérdésekkel állunk szemben, amelyekre kvalitatív okoskodással még egyszerű kvalitatív válaszokat sem tudunk adni." Hozzátette: "kvalitatív okoskodás alapján még azt sem tudjuk megmondani, hogy ha erősödne a napsugárzás, akkor melegebbé, vagy hidegebbé válna-e éghajlatunk". Éppen ezért 1955-ben egy princetoni konferencián tartott előadásában javasolta az "általános légkörzés" törvényszerűségeinek feltárása céljából a számítógépes modellkísérletek megindítását, sőt létre is hozta az első, e témával foglalkozó kutatócsoportot. (A princetoni Institute for Advanced Study keretében 1954 óta működő, számítógépes időjárás-előrejelzéssel foglalkozó részlegből leválasztottak egy kutatócsoportot és ennek vezetésével Neumann János javaslatára tanítványát, Joseph

Smagorinskyt bízták meg. Ebből a csoportból fejlődött ki később a híres Geophysical Fluid Dynamics Laboratory és lényegében innen indult el az éghajlati rendszer számítógépes modellezésével kapcsolatos kutatás, amely azóta is egyre szélesebb körben folyik.) Ezekhez a kutatásokhoz kezdettől fogva s azóta is, az éppen létező legnagyobb teljesítményű számítógépeket használták és mindig az volt a probléma, hogy a számítógép kapacitása nem volt elegendő. A dinitrogén-oxid arányainak változása és kibocsátó közegei Ha az olvasó idáig jutott, nyilván tudni szeretné, mitől olyan bonyolult ez a probléma, hogy ennyi kutatás ellenére még mindig nyitott kérdések maradtak. A választ azzal kell kezdeni, hogy a légkör dinamikus rendszer, vagyis nemcsak egyszerűen elnyeli és visszasugározza a 6 Napból érkező energiát, hanem állandó mozgásban van. Eközben a trópusi övezetekben kapott többletenergiát a magasabb

szélességek felé szállítja, a felszínről vizet párologtat (amiből felhő és csapadék keletkezik), a vízgőzt is szállítja, kölcsönhatásba lép az óceánokkal, amelyek szintén egy összefüggő dinamikus rendszert alkotnak, ugyancsak állandó mozgásban vannak, és szintén szállítják az energiát. A légköri mozgások rendkívül gyorsak (egy levegőrészecske átlag 14 nap alatt képes megkerülni a Földet). Az óceáni folyamatok viszont sokkal lassabban mennek végbe; a "great conveyor belt" (nagy óceáni hajtószíj) elnevezésű tengeráramlási rendszerben egy képzeletbeli vízrészecske több száz éven át utazik. (Ez az áramkör, melynek a Golf-áramlás is része, a felszínen a Fülöp-szigetektől, Afrika megkerülésével, a Jeges-tenger térségéig halad, majd lebukva mélységi áramlatként tér vissza oda, ahonnan elindult.) Az éghajlatváltozás problémáját a légkör-óceán kölcsönhatás teszi pokolian

szövevényessé." (Czelnai Rudolf: Globális melegedés: a tudományos és a politikai dimenzió, Természet Világa, 1996. I különszám) A kérdés tehát napjainkban is nyitott. Nem tudunk egyértelmű választ adni arra a kérdésre, hogy hol, mikor, mennyivel fog a hőmérséklet emelkedni a Föld egyes részein (mert ugye mindenkit a saját környezete érdekel elsősorban), de azt sem tudjuk ma még teljes precizitással meghatározni, hogy az észlelt melegedésből milyen mértékben vette ki részé az emberiség. A kutatások, számítógépes modellkísérletek gőzerővel folynak, mint ahogy a tudományos viták is a változások okairól és mikéntjéről. 7 Globális felmelegedés; adatok, hivatkozások 1908-ban még a jelölésnél volt a gleccser elvégződése Időpont Szén-dioxid Nitrogén-oxidok Freonok Ózon Metán Iparosítás előtt 290 0,28 . 0,00 0,70 1980 339 0,30 0,0015 0,03 1,55 1993 363 0,31 0,0017-0,0030 0,035 1,70

Becslés 2030-ra 450 0,50 0,0035-0,0060 0,04 2,4-2,9 A fontosabb üvegházhatású gázok koncentrációja (ppm) A szén-dioxid és a metán múltját az állandóan fagyott antarktiszi és grönlandi területekről származó jégmintákba zárt légbuborékokban mért koncentrációjuk alapján állapíthatjuk meg. Ezek a gázok hosszú életűek, így teljesen egyenletesen oszlanak el a Föld egész légkörében, és a sarkvidéki minták a régvolt gázkoncentráció világátlagáról árulkodnak. A jégbe zárt buborékok elemzése szerint a legutóbbi jégkorszak végétől, tehát mintegy 10 ezer évvel ezelőttől kezdve körülbelül a XVII. századig a szén-dioxid és a metán koncentrációja állandó, egymillió molekulánként 260, illetve egymilliárd molekulánként 700 volt. Mintegy háromszáz évvel ezelőtt a metánszint emelkedni kezdett, és nagyjából száz évvel ezelőtt mindkét gáz koncentrációja megközelítette mai értékeit, vagyis a

szén-dioxidé a 350 részecskét az egymillióban, a metáné pedig az 1700-at az egymilliárdban. Sőt, az elmúlt évtizedben végzett, egész világra kiterjedő mérések szerint a légköri metán mennyisége a szén-dioxidénál gyorsabban nő, figyelemre méltóan nagy sebességgel, mintegy 1 százalékkal évente. Mindkét gáz XX. századi szaporodása jórészt emberi tevékenység eredménye A szén-dioxid fő forrása a fosszilis tüzelőanyagok elégetése és a trópusi erdők irtása; a metáné a rizstermelés, a szarvasmarha és juhtartás, a biomassza elégetése a trópusi erdőkben és a szavannán, egyes mikrobák tevékenysége a városi szemétgödrökben, valamint a szén, a kőolaj és a földgáz kitermelésében és elosztásában keletkező hulladékgáz. 8 A szén-dioxid koncentrációjának változása az utolsó 160 000 évben, az Antarktiszról származó jégminták alapján A légkör szén-dioxid tartalmának változása a legutóbbi negyven

évben 9 Kutatóállomások az Antarktiszon 10 A hőmérséklet és csapadék eloszlása a Földön 200 év múlva. (A globális felmelegedés előrejelzése számítógépes éghajlati modell segítségével.) 11 Ózon, ózonréteg, ózonlyuk A sztratoszférában elhelyezkedő ózonréteg fontosságát korábban már megismerhettük. Óriási szerepe van abban, hogy az élet a szárazföldön is megvethette a lábát. Ugyanakkor azt is tudjuk, hogy kialakulását az életnek köszönheti, hiszen az oxigént, melyből az ibolyántúli sugárzás hatására képződik, élő szervezetek juttatták bolygónk légkörébe. Az ózon az oxigén háromatomos módosulata (O3). Nagyon erős oxidálószer, ezért már kis mennyiségben is mérgező, az élőnyekre kimondottan veszélyes gáz. A tenger szintjében uralkodó légnyomáson a légkör teljes ózontartalma alig érné el a 3 mm-es vastagságot. A sztratoszférában viszont több tíz kilométeres légrétegben oszlik

el a légköri gázok alig egymilliomod részét kitevő ózon, és hathatósan védi a földi életet azzal, hogy elnyeli az ibolyántúli sugarak bizonyos hullámhosszúságú sávjait. Az ózonnak kétféle módon is szerepe van az UV-sugárzás megszűrésében. Az egyik végülis közvetett: az ózonképző folyamatokhoz extrém UV-sugárzás kell, s emiatt e tartomány energiája felemésztődik az "ózongyártásban". Másrészt maga az ózon elnyeli (abszorbeálja) az UV-B-sugárzás döntő hányadát. Az ózon keletkezése és bomlása állandó folyamat(Ez a bomlási folyamat termeli azt a hőt, amitől megemelkedik a hőmérséklet a sztratoszférában.) Az ózonréteg működése Elméletileg az oxigén és ózon aránya hosszabb távon nem változik. A valóságban azonban ez nincs így, mert bizonyos szennyezőanyagok megbonthatják a dinamikus egyensúlyt. A légköri ózon mennyiségét az erre a célra kifejlesztett nagy pontosságú, ún.

Dobsonspektrofotométerrel mérjük Egy dobson annak az ózonrétegnek a vastagságát jelenti századmilliméterekben, amely a földfelszíni mérési pont fölött kialakulna, ha a légoszlopban lévő összes ózon hőmérséklete és nyomása a földfelszíni értéket venné föl. Ez azt jelenti, hogy ha az ózontartalom pl. 300 dobson, akkor az összes ózon egy 3 milliméter vastag réteget képezne a felszínen. Az ózon a földfelszíntől egészen a legfelső légrétegekig megtalálható az egész légkörben. Ezért a hétköznapi szóhasználatban elterjedt "ózonréteg", "ózonpajzs" kifejezések nem fedik teljesen a valóságot, hiszen hibásan azt a képzetet kelthetik, hogy az ózon csak egy jól elkülöníthető rétegben koncentrálódik, noha a légköri ózon mintegy 80%-a valóban egy viszonylag szűk magasságtartományban - 15 és 25 km között - helyezkedik el. Bár a felszín közelében a légköri ózonnak csak töredék része

található, az arány manapság 12 megváltozni látszik. A felszín közeli rétegekben egyre növekvő mértékben jelenik meg az ózon. A városokban és környékükön a korszerű életforma egyik kellemetlen következménye a fotokémiai szmog. Ezzel a kifejezéssel azt a nem kívánatos, agresszív és az élőhelyeket pusztító gázelegyet illetik, amely az emberi tevékenység során kibocsátott gázokból (főként a járművek kipufogógázainak nitrogén-oxidjaiból és szénhidrogénjeiből) a napsugárzás hatására jön létre. Füstköd New York felett E fotokémiai reakciók egyik fő terméke az ózon, amely egyben a szmog okozta szembántalmak, tüdőelégtelenség, valamint a fák és a gabonafélék károsodásának fő okozója is. A szmog súlyosságát éppen ezért általában a földfelszíni ózonkoncentráció alapján ítélik meg. A fotokémiai szmog még a trópusok és szubtrópusok nagy területein is megjelenik, különösen a szavanna

rendszeres felégetése miatt; melyet egyes vidékeket akár minden évben felgyújtanak, s ilyenkor nagy mennyiségű szmogképző anyag szabadul fel. Mivel ezeken a területeken bőséges és erős a napsugárzás, és a fotokémiai reakciók gyorsan lezajlanak, az ózonkoncentráció könnyen elérheti akár a rendes érték ötszörösét is. A kutatók a XIX. század vége óta mérik a légköri ózon mennyiségét, eleinte csak a földfelszínről, majd később bonyolult légi berendezésekkel a magasabb légrétegekben is. A legrégebbi adatok szerint mintegy száz évvel ezelőtt Nyugat-Európában a "természetes" ózonszint 10 részecske volt egymilliárd molekulánként a felszín közelében. Ma a jellemző nyugat-európai érték ennél kétszer-négyszer nagyobb. Az utóbbi időben Nyugat-Európában, Kaliforniában, az Egyesült Államok keleti részén és Ausztráliában gyakorta a természetes szintnél több, mint tízszer nagyobb ózonkoncentrációt

mértek. Habár a felszínközeli ózonmennyiség csökkenése a szennyezett területeken hasznos lenne, a sztratoszféra ózontartalmának legkisebb csökkenése is zavaró, mert ennek hatására megnő a földre jutó ibolyántúli sugárzás, ami súlyos következményekkel járhat. Az emberi bőrrák és szürkehályog gyakoriságát növelheti, továbbá károsíthatja a gabonát és a tengeri tápláléklánc alapját képező mikroszkopikus növényeket, a fitoplanktont. 1985-ben a British Antarctic Survey kutatói drámai felfedezésről adtak hírt: az antarktiszi Halley-öböl felett 1977 és 1984 között a tavaszi évszakban az ózontartalom 40%-kal csökkent; azaz felfedezték az "ózonlyukat". Azóta több mint egy évtized eltelt, és az ózoncsökkenés hátterében rejlő kémiai folyamatok már igen jól ismertek. Az ezeket felfedező kutatók (M. J Molina, F Sherwood Rowland és P J Crutzen) 1995-ben megkapták a kémiai Nobel-díjat. 13 Az

"ózonlyuk" 1996. októberben az Antarktisz felett A hosszú távú adatsorokból kitűnik, hogy a légköri ózonfogyás legalább 20 éves múltra visszatekintő tendencia, és ma már az egész Földre kiterjed. Az ember tehát e vonatkozásban mesterségesen megváltoztatta a légkör összetételét. Kérdés persze, hogy milyen mértékben? Pontosabban fogalmazva: teljes egészében magunkat kell-e vádolni ezért a kb. 2%-os 10 évenkénti csökkenésért? Nos úgy tűnik, hogy nem. Azoknak a kémiai-dinamikai modellszámításoknak az eredményei, amelyek a sztratoszféra kémiájában az emberi tevékenység okozta változásokat hivatottak megbecsülni, azt mutatják, hogy x sztratoszféra kémiai összetételébe történő antropogén beavatkozás maximális becslések szerint is csak egy kb. 0,8%/10 évenkénti csökkenést okozna az ózontartalomban, vagyis az észlelt trend kb felét. Felvetődik a kérdés: mi okozhatja a többit? Furcsán hangzik, de a

legfőbb gyanúsított maga a légkör, amelynek jellemző sajátossága, hogy minden egyes paramétere hosszabb távon is folyamatosan változik. Elképzelhető tehát, hogy az éghajlati rendszer jelenlegi állapotában az ózonkoncentráció változásainak épp egy csökkenő szakaszán vagyunk. Ha ez így is lenne, természetesen az sem csökkentené az ember felelősségét. Különösen nem, ha a probléma legdrámaibb, leglátványosabb eseményére, az "ózonlyuk"-ra gondolunk. Ez ugyanis egyértelműen az emberi tevékenység sajnálatos terméke. A becslések szerint legalább egy évszázad kell ahhoz, hogy a sztratoszférában visszaálljon a normális klórtartalom, még akkor is, ha azonnal beszüntetjük az ózont elpusztító halogénezett szénvegyületek felhasználását. Az 1997-es év során jelentős ózoncsökkenést figyeltek meg az északi félgömb mérsékelt és sarki szélességeinek teljes ózonkoncentrációjában. A legnagyobb ózonhiány

január közepén kezdődött és március végéig tartott. Az ózonkoncentráció több napon is 250 m atm cm alatt alakult, ez havi átlagértékben több, mint 20-30 százalékkal alacsonyabb az 1957-1979-es időszak átlagánál. Ugyanekkor sarki hideg sztratoszférikus áramlási örvény uralkodott ezen a területen, amelyben a hőmérséklet mintegy 12-15 °C-kal az átlag alatt volt. A -78°C alatti hőmérsékletek elősegítik a sarki sztratoszférikus felhők keletkezését, amelyek az antropogén halogéntartalmú anyagok jelenlétében és a növekvő napsugárzás következtében súlyosan károsíthatják az ózonréteget. Az Antarktisz fölötti "ózonlyuk" hozzávetőleg az elmúlt négy év hasonló jelenségeihez hasonló méretű volt, habár az időtartama rekordot döntött. 14 Az ózon csökkenésének van egy olyan következménye is, amelyik nem közvetlenül az élővilágot károsítja, hanem a Föld klímájában okozhat ma még nem látható

változásokat. A sztratoszférikus ózon mennyiségének változásaival a sztratoszféra hőmérséklete is változik, az pedig előidézheti a globális földi légkörzés lassú megváltozását. Ezek a változások azonban már közvetlenül is érintenének bennünket. 15 Az ózon pusztulásának kémiai folyamata "Ma már meglehetősen nyilvánvaló, hogy az ózon pusztulásáért a halogénezett szénvegyületek felelősek, mégpedig elsősorban a CFC-11 (CFCl3 ) és a CFC-12 (CF2Cl2). Ezek a mesterséges vegyi anyagok, amelyeknek a kibocsátása és légköri koncentrációja néhány évtizeddel ezelőtti bevezetésük óta gyorsan nőtt, hűtőközegként, az aeroszolos palackok hajtógázaként, oldószerként és habképzőként terjedtek el. Sikerük titka ama tulajdonságuk, hogy az alsó légkörben gyakorlatilag nem vegyülőképesek, így nem fenyegetik közvetlen mérgezéssel az élő szervezeteket sem. Az ózon pusztulása az Antarktisz felett Sajnos

azonban pontosan eme kémiai semlegességük révén juthatnak fel változás nélkül a sztratoszférába. Itt az erős ibolyántúli sugárzás felszakítja kémiai kötéseiket, és felszabadítja a klóratomokat, amelyek az ózon molekuláris oxigénné alakulását katalizálván pusztítják az ózonréteget. (A katalizátorok meggyorsítják a kémiai folyamatokat, de a reakció végén eredeti formájukban felszabadulnak.) Végső soron minden egyes klóratom az ózonmolekulák ezreit pusztítja el. Jelenleg a rendesnél négyszer-ötször több ózonpusztító klórvegyület van a sztratoszférában, főképpen a halogénezett szénvegyületek kibocsátása következtében, és mennyiségük évente körülbelül 5 százalékkal nő. Ez rávilágít arra, hogy az emberi tevékenység milyen alapvető hatást gyakorol a sztratoszférára. A sztratoszférában képződött gyöngyház-felhő A nitrogén-oxid gázokkal katalizált fotokémiai reakciók általában éppen olyan

ütemben vonják ki az ózont a légkörből, mint ahogyan az keletkezik. A klór által katalizált folyamatok azonban, amelyek a légkörben egyre jelentősebbekké válnak, megzavarják ezt a természetes egyensúlyt, és ózonveszteséget eredményeznek. 16 Sztratoszférikus felhők képződése lassú és gyors lehülés során Az alacsony hőmérséklet különösen az Antarktisz, de kisebb mértékben az Arktisz fölött is gyorsítja a klór által katalizált folyamatokat, mégpedig azáltal, hogy kivonja a légkörből a nitrogén-oxidot. (Különös, de annak ellenére, hogy a nitrogén-oxidok elpusztíthatják az ózont, jelenlétük a sztratoszférában gyakran enyhíti is a klór által katalizált pusztulást.) A nitrogénoxidok a vízmolekulákkal együtt kifagynak, és e jégszemcsék alkotják a sarkvidéki sztratoszferikus felhőket. Ezek a felhőrészecskék azonban sajnos elősegítik, hogy az ózonnal egyébként nem reagáló vegyületekből, például a

sósavból (HCl) és a klórnitrátból (ClNO3) klór szabaduljon fel. 17 A sarkvidékek sztratoszférikus felhői segítik a klórt az ózon pusztításában Még ha ebben a pillanatban meg is szüntetnék a halogénezett szénvegyületek kibocsátását, a sztratoszferikus ózonpusztulás akkor is legalább egy évszázadig folytatódna. Ennek oka egyszerű: a vegyületek ennyi ideig maradnak a légkörben, és a troposzférában felhalmozódott tartalék még a kibocsátás megszűnése után is felszivárogna a sztratoszférába." (Thomas E. Graedel és Paul J Crutzen: A változó légkör, Tudomány, 1989 november) Az ózonréteg pusztulásával sok honlap foglalkozik az Interneten. Ezek közül megtekintésre ajánljuk a NASA SeaWiFS és TOMS honlapját, ahol friss adatokat és felvételeket is találhatunk. 18 Bizonyosságok és bizonytalanságok a jövő éghajlatában A Meteorológiai Világszervezet (WMO) minden évben állásfoglalást jelentet meg az

előző év éghajlati állapotáról. Az utóbbi évek néhány oldalas anyaga már az Interneten is elérhető , mert egy nemzetközi Érdemes tanulmányozni ezt a magyarra is lefordított anyagot megfigyelési rendszer ellenőrzött adatain alapul, és végül is arról szól, ami már megtörtént. A nagy kérdés persze az, hogy lehet-e a Föld éghajlatának jövőjéről megalapozott és egyértelmű kijelentéseket tenni? Minthogy a Föld-légkör rendszer magában foglalja a légkört, a litoszférát, a hidroszférát, a krioszférát és a bioszférát, a rendszer működését a meteorológián kívül egy egész sor tudományág közreműködésével lehet csak tanulmányozni. A Föld jövőbeli éghajlatát érintő bizonyosságok és bizonytalanságok összegyűjtéséhez is geológusokra, talajtanosokra, hidrológusokra, oceanográfusokra, glaciológusokra, biológusokra, vegyészekre, fizikusokra, csillagászokra lenne szükség. A következő táblázat - amely

Koppány György meteorológus értékelését tartalmazza -, ezért elsősorban a meteorológia sajátos szemléletét tükrözi vissza. Ennek ellenére jó kindulópont lehet ahhoz, hogy további érveket és ellenérveket gyűjtsünk a jövő éghajlatával kapcsolatban. A táblázatban a légkör és az éghajlat alakulását érintő kérdések kétféleképpen vannak csoportosítva: bizonyosságuk szerint és az embertől való függőségük alapján. Az előbbi csoportosításban bizonyosságok és bizonytalanságok különböztethetők meg, az utóbbi csoportosításban pedig aszerint lehet különbséget tenni, hogy az emberi beavatkozással semmit sem tehetünk, vagy tudunk és kötelességünk is tenni valamit. Bizonyosságok Bizonytalanságok 1. A Nap tüzelőanyaga a hidrogén-hélium fúzió révén évmilliárdokra biztosított. Belátható ideig nem kell tartanunk a Nap kihűlésétől és a Föld teljes megfagyásától. A napállandó (a Nap fényereje) belső

fizikai folyamatok során évszázados vagy annál hosszabb időléptékben megváltozhat. Ténylegesen változik-e és milyen mértékben? Hogyan reagálna és miként kompenzálná az esetleges változást a Földlégkör rendszer? 2. Az ember által előállított energiák eltörpülnek a Földre érkező szoláris energia mellett. A földfelszínre jutó sugárzási energia 16 ezerszer nagyobb, mint a világ jelenlegi energiafogyasztása. 2. Az emberi tevékenység okozta levegőszennyezés megváltoztatja az üvegházhatást (melegedés), továbbá a légkör átlátszóságát (lehűlés). A két ellentétes hatás miként kompenzálja egymást? 3. A világ népességének gyarapodása miatt 3 Hány embert tud eltartani a Föld? 30 jelentősen növelni kell az élelmiszermilliárdot? Jók-e a becslések, amelyek termelést. szerint a 21. században 10 milliárd lélekszámnál megáll a gyarapodás? 4. Az életszínvonal növelése miatt növekszik az egy főre jutó

energiafelhasználás amelynek mértéke már most is példa nélküli a történelemben. 4. Milyen energiapolitikát kell követni? Takarékosabb technológiát? Vagy sikerül-e környezetkímélő energiaforrásokkal helyettesíteni a fosszilis tüzelőanyagokat? 5. Az igen összetett Föld-légkör rendszer 5. Milyen szerepe van az óceánoknak és az működésének alapos megismerése az egész élővilágnak az éghajlat alakításában? 19 világra kiterjedő nemzetközi összefogást igényel. Elegendő ismeret birtokában vagyunk-e a kérdés eldöntéséhez? 6. A légköri gázok üvegházhatása mintegy 30-32 fokkal megemeli a globális átlaghőmérsékletet a légkör nélküli Föld egyensúlyi hőmérsékletéhez képest. 6. Az emberi tevékenység által a légkörbe juttatott gázok milyen mértékű melegedést okoznak? Hogyan hatnak ezek a hatások a regionális éghajlatra? 7. A földi légkör kémiai összetétele lényegesen különbözik a többi

bolygó légkörétől és a geokémiai egyensúlytól. 7. Mennyire volt aktív szerepe az élővilágnak a légkör összetételének és az éghajlatnak a kialakításában? 8. A Földön az élet megjelenése óta nem volt olyan katasztrófa, amely a bioszféra teljes pusztulását okozta volna. 8. Létezik-e tényleg a "Gaia", és belső szabályozó rendszereivel (homeosztázis) képes-e elhárítani az élővilág teljes pusztulását a Földön? 9. Nagyvárosokban és nagyobb iparvidékeken az egészségre káros légszennyeződés van. 9. Sikerül-e nemzetközi egyezmények betartásával redukálni a káros szennyeződést? 10. A savas esők egyre több kárt okoznak műemlékek rongálódásában, fák megbetegedésében, a korrózió elősegítésében. 10. Sikerül-e nemzetközi egyezmények betartásával redukálni a káros szennyeződést? 11. A Déli-pólus felett a sztratoszférában az 11 Az ózoncsökkenés tisztán az emberi 1980-as években,

tavasszal, mintegy felére tevékenység következménye-e (freon, N20) csökkent az ózontartalom. vagy természetes okok is közrejátszhatnak? 12. A technikai civilizáció a termékek bőségével növeli az általános életszínvonalat. 12. A trópusi erdők irtása, a hulladékok halmozódása, az ökológiai egyensúly felborítása nem követel-e túl nagy árat? 13. A globális átlaghőmérséklet a múlt század végétől lassú emelkedést mutat. 13. A globális melegedés az éghajlat természetes változékonyságára vagy az emberi tevékenységre vezethető-e vissza? 14. Az évente lehullott csapadék mennyisége lokálisan erősen változik a Föld különböző részein. 14. Változik-e a csapadék globális mennyisége évről évre, évtizedről évtizedre? Az adatok elégtelensége miatt nem tudjuk. 15. Az Antarktisz és Grönland jégtakarójának tömege az utolsó 100 év alatt nem változott. 15. Néhány fokos fölmelegedés esetén növekszik-e a

sarki jégtömeg és csökken-e a tengerszint magassága, vagy növekszik a gleccserek olvadása a hő okozta tágulás következtében. 16. Az óceánok nagy hőtehetetlenségük miatt fékezik a légkör melegedését, késleltetik az éghajlat változását. 16. A felszíni tengeráramokat kiegyenlítő mélytengeri áramlások milyen kényszerfeltételek mellett stabilizálódnak? 17. A felhőzet jelentősen növeli a Föld planetáris albedóját. 17. Egy esetleges fölmelegedés milyen mértékben növeli a felhőzetet és ezzel a Föld albedóját? 20 Az éghajlat alakulását befolyásoló események egy része független az emberi tevékenységtől, másik részéért felelősek vagyunk. Válasszuk tehát szét a felsorolt 17 tényezőt aszerint, hogy mit tehetünk ezek befolyásolása érdekében. Semmit sem tehetünk Tudunk és kell változtatnunk 1. A Nap fényerejének stabilizálása érdekében. 2., 4 és 6 A közlekedés, ipari termelés, háztartási

energia-felhasználás terén energiatakarékossággal, környezetkímélő technológiával, új erőforrások alkalmazásával csökkenteni kell a levegőszennyezést. 7. és 8 Az élővilág és a légkör között évmilliárdok során kialakult belső szabályozó rendszerek megváltoztatása érdekében. 3. A művelésre alkalmas területek kihasználásával, a mezőgazdaság gépesítésével, megfelelő kultúrnövények elterjesztésével, vetőmag nemesítéssel, permetező öntözéssel a világ élelmiszertermelése többszörösére emelhető. 14. A csapadék szeszélyes időbeli és térbeli 9 és 10 Az éghajlat és a levegő eloszlásának egyenletessé tétele érdekében. minőségének megőrzésére hozott nemzetközi egyezmények betartásával a káros anyagok légkörbe bocsátásának rátája a 21. századra csökkenthető Ez a mai generáció legsürgősebb feladata. 15. A Déli- és Északi-sarkvidék jégtakarójának stabilizálása érdekében. 11. A

freongázok gyártását és forgalmazását a legtöbb országban már korlátozták vagy betiltották. A fejlődő országokban még nem veszik komolyan a veszélyt. 16. Közvetlenül nem tudjuk befolyásolni a tengeráramlások rendszerét. 12. A trópusi erdők irtása minél előbb megszüntetendő, ellenkező esetben a jövő évszázad közepére ezen erdők teljesen kipusztulnak. A hulladékok hasznosítása vagy környezetkímélő tárolása elengedhetetlen feladat. 17. Ugyanígy nem tudjuk befolyásolni a felhőzet globális mennyiségét és vastagságát, ami a Föld albedójának fontos tényezője. 13. Az emberi tevékenységnek az üvegházgázok kibocsátásán keresztül az éghajlat megváltozására gyakorolt befolyása ma még vitatott, de a légkör nem lehet kísérleti eszköz. A fő kérdés itt az, hogy a veszély (fölmelegedés) mértéke arányban áll-e azzal a költséggel, amit az ipari technológiák átalakítása igényelne a fejlett ipari

országokban. A Föld története bizonyítja, hogy az élővilág képes alkalmazkodni és túlélni változásokat. Miközben egyes élőlények kihalnak, más fajok lépnek helyükbe, amelyek biztosítják az élet 21 folyamatosságát a Földön. Ez a tapasztalat reményt ad arra, hogy az emberiség is képes lesz alkalmazkodni a változásokhoz, amelyeket esetleg maga idéz elő - föltéve, ha kellő önmérséklettel csökkenteni fogja a maga okozta veszélyeket. Lakható marad-e a Föld? - kérdezzük aggodalmaskodva. Nem véletlen, hogy lakhatóvá vált a Föld, és az élet megjelenése óta megmaradt rajta az élővilág. Ha kizárjuk a nagyon ritka kozmikus katasztrófa lehetőségét az elkövetkező néhány ezer évben, akkor a Földet csak az ember teheti saját maga számára lakhatatlanná. Végül idézzük Marx Györgynek, a Kossuth-díjas fizikusnak egy gondolatát. "Amikor Földön kívüli civilizációkat keresünk a világmindenségben, két

lehetőséggel számolunk. Ha találunk valahol egy távoli bolygón magasabb rendű életet, akkor van reményünk arra, hogy a technikai civilizáció nem pusztítja el önmagát, hiszen erre példát találtunk. Vagy sehol sem találunk értelmes lényeket a kozmoszban, ekkor annál inkább vigyáznunk kell, hogy azt az egyetlenegy civilizációt itt a Földön el ne pusztítsuk." 22