Tudta-e?
Hány féle nyelvet beszélnek a földön? Minden egyes nép a maga nyelvét beszéli és ezen belül is számtalan nyelvváltozatot, nyelvjárást, tájnyelvet. Ezek száma valószínűleg több százezerre tehető, pontosan azonban nem tudjuk, mert még a nemzeti nyelv határvonalai sem állapíthatók meg egykönnyen. Ha a "jelentős mennyiségű ember" által beszélt nyelvek számát akarjuk meghatározni, akkor kb. 3500-at kapunk. A Biblia létező fordításaink a száma legalább 770.

17. szám - 2007. szeptember 24.

Éghajlatváltozás

Globális felmelegedés – üvegházhatás

Ha a Föld üvegházhatása fokozódik, ez éghajlatváltozást okoz, ami a szélsőséges hőhullámokon és növekvő természeti katasztrófákon keresztül veszélyes egészségügyi hatásokban is megnyilvánul.
Összeállította: HORVÁTH BÁBINSZKI Ildikó

1


A Föld légköre

Az égbolt jellemzése elég könnyűnek tűnik: napközben kék, éjszaka fekete; felhők, Nap, Hold, csillagok. Ám mindezeken túl a légkör a bioszféra összetett része. A természetes üvegházhatáson keresztül szabályozza a Föld hőmérsékletét, sok bejövő ultraibolya sugarat elnyel, itt zajlanak az időjárási jelenségek. Szén-dioxidot biztosít a növények fotoszintéziséhez és oxigént az aerob anyagcsere-folyamatokhoz, részt vesz a víz, a szén, a nitrogén a foszfor és még sok más elem életfenntartó keringésében.

A Föld átlagos felszíni hőmérséklete mérsékelt, 15 °C. A Föld szomszédos élettelen testvérbolygóin oxigén csak nyomokban van, továbbá egy kis mennyiségű nitrogén, valamennyi metán és ózon. Légkörük legalább 95%-ban szén-dioxidot tartalmaz, míg a Föld atmoszférájában a szén-dioxid töménysége most 1%-nál alacsonyabb.
A Föld atmoszférája kb. 100 km vastag. Ebből a troposzféra, a legalsó réteg kb. 10 km, és a légkör összes anyagának kb. 90%-át tartalmazza. Itt zajlanak a mindennapi időjárási jelenségek - szelek, felhő-, eső- és hóképződések. A troposzféra főleg nitrogént (78%) és oxigént (21%) tartalmaz, a maradék 1%-át argon, vízgőz, szén-dioxid, metán, ammónia, hidrogén és más, jelentéktelen gázok teszik ki. A földi élet pótló, kiegészítő jelenléte nélkül ez a jellegzetes és kémiailag valószínűtlen összetétel nem lenne állandó, lévén az oxigén, a metán és egyéb gázok napfény jelenlétében kölcsönhatásba lépnek egymással. A következő, kevésbé sűrű réteg a sztratoszféra, mely a 10-50 km-es sávban húzódik, és az ózonréteget tartalmazza.

A légkör szerepe a szabályozott földi hőmérsékletben és időjárásban összetett. A hideg és a meleg légáramlatok - követve a szárazföld és a tenger hőmérsékletváltozásait, - okozzák a hőmérséklet naponkénti változását, a széljárást és az esőt. Az évszakok váltakozása a Föld Nap körüli éves keringésének eredménye.

Fokozatosan növekvő időskálán négy másik földrajzi és csillagászati jelenség hat a Föld hőmérsékletére:
1. A megközelítően 11 éves flaire-("napfolt"-)ciklus, többlet sugárzást okozva.
2. A csillagászati korszakok (Milanković-korszakok) rangsora a Föld Nap körüli pályájának és a körforgás tengelye körüli pörgettyűs ingás (precesszió) változásainak tulajdonítható.
3. Nagyságrendekkel hosszabb változásokhoz vezet a földrészek mozgása (ami hosszabb jégkorszakokhoz vezet minden egyes 100 millió évben)
4. A Nap hőmérsékletének lassú növekedése.

A légkör szabadon átengedi a rövidhullámú sugarakat (amelyekbe a látható fény is beletartozik) a Föld felszínére, ugyanakkor csapdába ejt valamennyit a Földről visszasugárzott energiából, mint pl. a hosszabb hullámú infravörös sugárzásból (hő). Ez a hővisszatartás, szakkifejezéssel "sugárzásos fűtés" (radiative forcing) okozza a természetes üvegházhatást. A természetben előforduló üvegházhatást kiváltó gázok - főként a vízgőz, a szén-dioxid és a metán - mindegyike különböző hullámhosszúságú infravörös sugarakat nyel el. (A kisebb kétatomos gázmolekulák, mint pl. a CO illetve szén-monoxid és az NO azaz salétromoxid, nem nyelnek el infravörös sugarakat.) Következésképpen a sugárzási energiából sok visszamarad a légkör alacsonyabb részében, így növelve annak hőmérsékletét. Az eredendő átlagos globális felszíni hőmérséklet 15 °C, kb. 34 °C-kal magasabb, mint ha az összes visszasugározott hő eltávozna az űrbe. Enélkül a légköri hőtakaró nélkül a Föld vizei befagynának, és az élet nem létezhetne. A következmény természetesen az, hogy minél nagyobb e gázok koncentrációja, annál vastagabb a "takaró", azaz nagyobb a melegítő hatás az atmoszféra alacsonyabb részében.

Az elmúlt 160 ezer éven át a szén-dioxid és metán töménység-ingadozások a légkörben szoros összefüggésben álltak az átlaghőmérséklet változásaival. Ez a periódus felölelve több mint egy teljes jeges-féljeges korszakot, 5-7 °C-os hőmérséklet-változásokat vont maga után. A szén-dioxid-töménység és az oxigénizotópok hőmérsékletfüggő arányának vizsgálatait orosz tudósok végezték el a Vosztok-5 Antarktiszon végrehajtott, 1 km mélységű jég-fúrómagjából származó jégrétegeken. Az összefüggés azt mutatja, hogy a szén-dioxid-töménység változása a légkörben hozzájárul a hőmérséklet földi méretű változásaihoz. Mindazonáltal a kapcsolat lehetne az ellenkező irányú is: a Föld felszíni hőmérsékletváltozásai hatással lehetnének a szén-dioxid és a metán-kibocsátásra. De mint az éghajlatváltozás tudományában sokfelé, itt is vannak bizonytalanságok.

A bioszféra szénkörforgása

A Föld "anyagcseréjét" a bejövő napsugárzás hajtja a földalatti termodinamikai erőkkel együtt. A bioszférában két nagy körforgás zajlik, a hidrológiai (víz) és a biogeokémiai. A hidrológiai körforgás - a Nap által előidézett hőmérsékletkülönbség és az erdők párolgása által vezetve - a víz eloszlását, párolgását, ill. a csapadékképződést befolyásolja. A biogeokémiai körforgás nélkülözhetetlen elemeket keringtet - főleg szenet, nitrogént, foszfort és ként - és elsődlegesen napenergia hajtja az élő szervezeteken keresztül, melyek felveszik majd kibocsátják ezeket az elemeket.

A szén és a víz a napenergiával együtt a növények alapvető építőkövei. Minden élet a Földön a szénre, erre a sokoldalú elemre épül. Szénatomok láncaiból vagy gyűrűiből áll a növények, az állatok és a belőlük származó ásványi tüzelőanyagok szerves molekuláinak központi váza. A szén szén-dioxid gázként távozik a légkörbe, oldva az óceánokban, szilárdan mészkő üledékben és az ásványi fűtőanyagokban van jelen. A bomló szerves anyagok, a tüzek, a növények és az állatok kilégzése mind természetesen járul hozzá a levegőben levő szén-dioxidhoz. Ezalatt fokozatosan vissza is kerül szén-dioxid a légkörből a Föld két közvetlen "lefolyóján": a növényi fotoszintézissel és az óceánok szén-dioxid-elnyelésén keresztül. Ezek a természetes folyamatok évről évre egyensúlyt tartanak egymással. A Föld élete során volt egy erős csökkenés a légköri szén-dioxid-mennyiségben, és ennek megfelelően növekedett a Föld felszíne alá temetett mennyiség.
Kb. 40.000 gigatonna (Gt = egy milliárd tonna) szén kering a bioszférában. Ez a körforgó szénnek három forrásából származik, - mindegyike 600-1000 Gt, - melyek a légkört, a növényeket és az óceánok felszíni rétegeit "táplálják". Az állati élet mindössze 1-2 Gt-t forgat. A következő, a lassú mozgású 1500 Gt mennyiségű szén a talajban van mint detritusz (szerves eredetű törmelék), és a még lassúbb 38000 Gt-nyi a mély óceánokban. Ráadásul a "természetesen körforgó" szénen kívül hatalmas szénkészlet van, melyet az üledékes mészkőrétegek vagy az e fejezetben nagyon fontos szerepet kapó ásványi tüzelőanyagok kötöttek meg a fiatal Föld légköréből. (Kb. 10000 Gt szén.) Így az ásványi tüzelőanyagok égetésével olyan szenet és napenergiát szabadítunk fel, melyet az egyszerű növények kötöttek meg nagyon régen. Az égés átalakítja a szerves, energiatartalmú szénhidrogén molekulákat szén, hidrogén és (kisebb mennyiségben) nitrogén oxidokká - azaz szén-dioxiddá, vízgőzzé és nitrogén-oxiddá.

A bioszféra szénkörforgásának jól kiegyensúlyozott természetes cserefolyamataiban megközelítőleg 100 Gt szén vándorol évente a szárazföldi források (főként a növények) és a légkör között oda-vissza. Hasonlóan kb. 90 Gt mozog mindkét irányban az óceánok és a légkör között a phytoplanktonok fotoszintézisével, mely az óceánok felvételének nagy részét teszik ki. (Érdemes megjegyezni, talán meglepő, hogy kb. ugyanannyi fotoszintézis zajlik a tengerekben, mint a szárazföldön.) Az emberi tevékenység azonban évi nettó 3 Gt széntöbblet kibocsátást okoz. Ez abból a szénből ered, amit az ásványi anyagok (6 Gt) és más biomasszák, főként az erdők (1-2 Gt) égetésével szabadítunk fel. Ennek (jelenleg) több mint a felét nyelik el a bolygó óceáni- és erdő "nyelői". A szén-dioxid, stabilitása miatt, nagyon fontos az éghajlatváltozásban. Ellentétben más, hosszú élettartamú hőnyelő gázokkal, a szén-dioxid nem épül le. Ezért a légköri szén-dioxid-rétegek sokáig fennmaradnak, még azután is, hogy az emberi kibocsátás csökkent. Ha minden ilyen kibocsátást megszüntetnének 2000-re, a globális felmelegedés tovább folytatódna kb. 2025-ig, (amikorra a befogott energia valódi hővé változik,) amely után a légkörből lassan eltűnő szén-dioxid-többlet miatt az így keletkezett hőtöbblet nagy része érezhető lesz még 2100-ban is. Összehasonlításképpen, ha a metán többletkibocsátását szüntetnék meg 2000-re, az a metán két évtized alatt szóródna szét, és hatása kb. 2050-re szűnne meg teljesen.

A fő emberi üvegház-gázok jellemzői:

Jellemzők

CO2

NH3

Nitrogénoxid

CFC-11 a

CFC-12 a

Légköri töménység (térfogati): b

(ppm)

(ppm)

(ppb)

(ppt)

(ppt)

Ipar előtti (1750-1800)

280

0.8

288

0

0

Napjainkban (kora 1990-es évek)

356

1.74

311

290

500

A változás mértéke évente

0.5%

0.9%

0.25%

4%

4%

Légköri élettartam (év)

50-200

10

150

65

130

Globális melegítő hatásfok (GWP):

 

 

 

 

 

Közvetlen

1

11

270

3400

7100

Közvetett

nincs

pozitív

?

negatív

negat

a CFC = klorofluorokarbon

b parts per million/billion/trillion (ezred/milliomod/milliárdod ezrelék)

Forrás: IPCC (1990, 1992)

Az ember okozta üvegházhatás

A Föld légkörének összetétele sokat változott az elmúlt négymilliárd év során, főleg az élővilág evolúciójának eredményeként. Míg e változások hosszú idő alatt következtek be, az emberi tevékenységnek újabban jelentkező, másmilyen és gyors következményei vannak. A sarki jégminták mutatják, hogy a különböző üvegház-gázok kibocsátása a légkörbe lényegesen megnövekedett az ipari forradalom óta, de 1950 óta feltűnően. A metán töménysége megkétszereződött 1800 óta. A szén-dioxid-töménység majdnem 1/3-dal növekedett, az 1950-es évek óta pedig jóval 50% fölötti a növekedés. A fő ember-termelte üvegházgázok a szén-dioxid, a metán (mocsárgáz), a nitrogénoxid és a teljesen szintetikus klorofluorokarbonok (CFC-k). Ezek a gázok nagyon különböznek élettartamukban és hőelnyelő képességükben. Száz évre kivetítve, a metán kb. tizenegyszer jobb hőelnyelő, mint a szén-dioxid (egységnyi súlyra), míg a nitrogén-oxid kétszázhetvenszer, a CFC-k pár ezerszer jobb hőelnyelők. A becsült hozzájárulásuk a növekvő "sugárzásos fűtéshez" az 1980-as évek során: 55%, CFC-k 24%, metán 15% és nitrogén-oxid 6% (3. ábra). Ötven éven belül azonban a metán lehet a fő üvegház-gáz, mert ahogy az éghajlat melegszik, a kiterjedt, sark-közeli tőzegszerű tundrák örök fagya még több metánt engedhet fel.

Messzebbre kell visszanéznünk a széndioxid történetében, melyet pl. a sarki jégtömbökbe zárt levegő mondhat el. Az emberiség történetének új, felgyorsult, energiaigényes szakasza a teljes energiafelhasználás százszoros növekedését vonta maga után 1800 óta. A növekedési arány 1950 óta emelkedik, kb. százszoros növekedést okozva az éves globális széndioxid-termelés mértékében. A szén-dioxid légköri töménysége először csak lassan nőtt, kb. 200 ppm-ről az utolsó jégkorszak végétől, 280 ppm-re kb. 1800-ig. Azután a szén-dioxid-töménység majdnem 360 ppm-re emelkedett. A legfejlettebb országok kb. felét termelik a szén-dioxidnak, míg Kelet-Európa és a népes harmadik világ (elsősorban Brazília, Kína és India) a negyedét. A szén-dioxid-kibocsátás az elmúlt négy évtizedben Ázsiában több mint tízszeresére nőtt. A mesterséges szén-dioxid-kibocsátás 3/4-e az ásványi tüzelőanyagok, főleg a szén égetéséből származik, de nagy mennyiségű a személyautók és a kereskedelmi teherautók kibocsátása. A maradék nagy része az esőerdők felégetéséből és kisebb mértékben a cementgyártásból származik. Földi méretekben az egyéb ipari és mezőgazdasági üvegház-gázok kibocsátása szintén felgyorsult. Az emberi eredetű metán az öntözéses földművelésből, a megnövekedett szarvasmarha-állományból, a bányákból, a gázvezetékekből és a szeméthegyekből származik; légköri töménysége 50%-kal nőtt 1950 óta. A nitrogén-oxid az ásványi tüzelőanyagok égéséből és a műtrágyából jön. Az 1980-as évek végén az öt vezető üvegház-gáz kibocsátó ország az Egyesült Államok (18%), a Szovjetunió (12%), Brazília (11%), Kína (7%) és India (4%) volt. Világos, hogy az üvegház-gázok gyülemlenek - de tudható-e, hogy a földi hőmérséklet ezek kibocsátása miatt növekedni fog? A jóslatok a globális felmelegedésre nem újkeletűek. A múlt század végén egy svéd tudós, Svante Arrhenius jelezte, hogy az ásványi tüzelőanyagok égetéséből származó légköri széndioxid fokozhatja a Föld hőjének visszatartását, bolygóméretű felmelegedést okozva. Később tudományos vita alakult ki az 1920-as években, de ez a '80-as évekig szünetelt. Az egyik nehézség az, hogy a hő és a hőmérséklet közötti kapcsolat összetett. A Föld mély óceánjai természetes "elnyelők", melyek hőt vonnak el az atmoszférától, így késleltetve a felszíni hőmérséklet növekedését.

Azt azonban tudjuk, hogy a Föld hőmérséklete kb. 1900 óta megnövekedett. A világon állomások ezrein feljegyzett mérésekből, a megváltozott körülményekhez és technikához igazítva úgy látszik, hogy a bolygó hőmérséklete 0,5 °C-ot nőtt az elmúlt 100 év alatt. A Klímaváltozás Nemzetközi Bizottsága (IPCC), - melyet az ENSZ Környezeti Programja és a Világ Meteorológiai Szervezete alapított 1988-ban, mint szakértői csoportot, több mint 300 tudóssal - becslése szerint a földi középhőmérséklet 0,3-0,6 °C-kal nőtt az elmúlt 100 év alatt. Ez a növekedés azonban az éghajlat-változás számítógépes modelljei szerint, ha történelmi adatokat is felhasználva, jócskán a természetes éghajlat-változékonyság tartományán belül van. Ez más hatásoknak tulajdonítható, melyek ellensúlyozzák a földi hőmérséklet-emelkedést; sőt volt egy olyan elmélet, hogy a városi és ipari szennyezés II. világháború óta tartó gyors növekedése és a vulkáni kitörések szokatlan gyakorisága együtt hűtő hatást eredményezett. A napsugárzás szóródása a finomszemcséjű ipari szennyezés ködén néhány tized fok hűlést idézett elő az utóbbi évtizedekben. Továbbá a napfoltciklus átmeneti hosszabbodása a század közepén csökkenthette a bejövő hőt. Egy dolog azonban világos: a jel/zaj arány alacsony, azaz a mérés még most sem elég pontos!

Egy sokkal hosszabb időtávlatban gondolkodva a Föld valószínűleg a mostani féljeges korszak második felébe lép be, és hőmérséklete elkezd süllyedni (5-10 °C-kal) valamikor az elkövetkezendő tízezer évben, mielőtt bekerül egy másik jégkorszakba. Egyes stabil féljeges korszakok átlagosan húszezer évig tartottak. Még hosszabb időszakaszban a Föld három hosszú, meleg "üvegház-korszakot" élt át az elmúlt milliárd évben. Ezek mindegyike kb. 250 millió évig tartott egy hosszú első és egy rövidebb második szakasszal, melyeket egy "rövid" lehűlés választott el egymástól. Ha a jelenlegi, harmadik "üvegház-kor" hasonló, akkor a közbülső lehűlés végéhez közelítünk, (amely az elmúlt néhány millió évben lezajlott jégkorszakok során tetőzött) és a Föld ismét felmelegedhet az elkövetkezendő 50 millió évben.

A mi feladatunk felbecsülni egy közeli, nyilvánvalóan ember okozta hőmérsékletváltozás hatásait. A világ egy rövid, melegedő szakaszban van, mely nagyon valószínű, hogy a mi saját művünk. 1980-91 közé esett a tizenkét legmelegebb év közül nyolc, mióta ezt a múlt században elkezdték feljegyezni, sőt 1990 és 1991 volt azóta a két legmelegebb év. Ha a világ tovább melegszik néhány fokkal a következő évszázadban, a hőmérsékletváltozás mértéke sokkal gyorsabb lesz - és sokkal hamarabb következik be -, mint ahogy bármiféle lehűlés jelentkezhetne a jövőben.

Az éghajlatváltozás becslése

A klimatológusok között általános a megegyezés, hogy a közeljövőben a világ éghajlatát főként az ember-előidézte üvegházgázok melegítő hatása fogja befolyásolni. Az IPCC jóslata szerint ezek a gázok fokozni fogják az üvegház-hatást és többlet hőmérséklet-növekedést fognak okozni, 2025-re kb. 1 °C-os, a következő század végére 2,5-3 °C-os átlagos földi hőmérséklet-emelkedéssel. A hőmérséklet-növekedés nagyobb lesz a hosszabb szélességi fokokon, és mivel a szárazföld felszíne gyorsabban melegszik, mint az óceánok, az északi féltekén sokkal nagyobb lehet a hőmérséklet növekedés. Habár néhány tudós azzal érvel, hogy az ilyen jóslatokat adó számítógépmodellek hiányosak, a kiegészített és összetettebb számítógépmodellek alátámasztották a hőmérsékletnövekedés jóslatait. Sőt, lévén különösen nehéz megkülönböztetni a tartós irányzatokat a hőmérséklet háttér-ingadozásaitól, az IPCC figyelmeztet, hogy a fokozott üvegházhatás egyértelmű kimutatása még egy évtizedig vagy hosszabb ideig sem nem valószínű. Ez a késedelem a világos helyzet felmérésében hasonlít ahhoz a nehézséghez, amit a közgazdászoknak okoz egy hanyatlás kezdetének kimutatása. Csak utólag tudhatunk bizonyosat mondani.

A globális felmelegedés növekedésének előrejelzett mértéke sokkal gyorsabb lehet, mint a kb. 1 °C-os lehűlés a középkor végén, ahogy a nagyobb szélességi fokok a Kis Jégkorszak felé haladtak. Ez sokkal gyorsabban következne be, mint az utolsó jégkorszak utáni néhány ezer éves, kb. 5 °C-os növekedés (megegyezően a 700 évenkénti 1 °C-os emelkedéssel). Ma 1 °C-os növekedésre számítunk 35 évenként - hússzor gyorsabbra a mezőgazdaság előtti korban tapasztaltnál. A hőmérséklet növekedés gyorsasága és abszolút nagysága egyaránt fontos. Egy 2-3 °C-os növekedés lehet, hogy nem tűnik soknak, de kis változásoknak drámai ökológiai következményei lehetnek. Egy csupán 2 °C-os növekedés olyan hőmérsékletet eredményezne, amilyent 125 ezer éve nem látott a Föld. Egy 3 °C-os emelkedés az IPCC szerint a világot forróbbá tenné, mint amilyen a Homo faj megjelenése óta, 2 millió év óta, még nem volt. A bizonytalansága azonban ezeknek a jóslatoknak is nagy. Amíg egy 3 °C-os emelkedés 2100-ig az IPCC tudósainak legjobb becslése a mai átlagos gazdasági és népességnövekedési áramlatot figyelembe véve, a tartomány, melybe az emelkedés valószínűleg esni fog, 1,5-4,5 °C. 1992-ben megállapították, hogy a mai kutatási eredmények "vagy megerősítik, vagy nem igazolják az első (1990-es) IPCC Tudományos Becslések fő következtetéseinek módosulását".

Ha további felmelegedés következik be, akkor pozitív visszacsatolás jelenhet meg például a felmelegedett északi-sarki örök fagy metán felszabadulásának növekedése miatt. Pozitív visszacsatolást jelenthet a bolygó hővisszaverő hó- és jégtakarójának csökkenése is. Negatív visszacsatolás származik a megnövekedett felhőtakaró nagyobb visszaveréséből (albedo), főként a forró égövi területek feletti alacsony rétegfelhőkről, az óceán felszíni hőmérséklet-növekedésének következményeként. Világos tehát, hogy sok összetevője van, és az ismert és ismeretlen visszacsatolási mechanizmusok egyedi hatása bizonytalan marad. Néhány tudós azt jósolja, hogy a pozitív visszacsatolások túlsúlyban lesznek a negatívokkal szemben, s ez rohamos felmelegedéshez fog vezetni. Ahogy az IPCC kimutatta, meglepetések előtt állhatunk.

A bizonytalanságok a számítógépmodellek korlátozottságaiból is erednek. Ezek nem statisztikus modellek, mint pl. a gazdasági becslések, hanem numerikus megoldásai alapvető fizikai egyenleteknek. Éghajlatváltozást modellezni szinte reménytelen feladat.

Néhány visszafordíthatatlan mozzanat a globális felmelegedésben már megindult. A világra bizonyos további felmelegedés vár, mert a hosszú élettartamú üvegházgázok már kikerültek a légkörbe. Továbbá az óceánok hatalmas hőelnyelőként viselkednek, és az elnyelt többlet hőnek idő kell, míg eléri a bioszférát. Az IPCC becslése szerint ahogy az üvegházhatás előrehalad, a világ mérhető hőmérséklete csak kb. 2/3-a a várhatónak. Másodszor, előrejelzéseink ellenére a 2100. évre a kérdés nem fog csodálatos módon megoldódni. Olyan folyamatokkal foglalkozunk, melyek folytatódhatnak - és rosszabbodhatnak - hosszabb távon. Valószínű jobb feltételezni, hogy az emberiség által tízezer év óta tapasztalt bármely éghajlatváltozásnál is nagyobb hatású változás felé tartunk. Ennek számos káros hatása lehet az emberek egészségére.

ISSN 2334-6248 - Elektronikus folyóiratunk havonta jelenik meg. ©2022 Fókusz. Minden jog fenntartva!
Design by predd | Code by tibor