Environmental protection | Air quality » Az üvegházhatás és következményei

Az üvegházhatás és következményei I. A Föld és a légkör sugárzási energiamérlege Az ember földi környezetének része az éghajlat, amelyet célszerűen szabályozni nem tudunk, noha akaratlanul módosíthatjuk. Éppen ezért kell megismernünk a földi éghajlatot szabályozó mechanizmusokat, hogy a természetes, vagy az ember okozta éghajlatváltozásokra felkészülhessünk. A múlt század elején, amikor a termodinamika fogalmait és tételeit alkalmazni kezdték a Földre, az éghajlatot állandónak tartották. Az ókori leírások szerint a múlt századihoz hasonló természetes és termesztett növények nőttek, tehát az akkori ismeretek az éghajlat állandóságát mutatták. A szélsőséges időjárási eseményeket és éveket zavarnak, véletlen kilengésnek tekintették. Úgy tűnt, a kilengések hamar lecsillapodnak, és visszaáll a szokásos állapot Ha a Föld éves középhőmérséklete állandó, akkor - a múlt század elején már jól

fejlődő termodinamika szerint - évről évre a Földön energia nem halmozódik és onnan nem távozik. Mivel ismert volt, hogy a napsugárzásból állandóan energia érkezik a Földre, tudták, hogy ugyanilyen mennyiségű energiának távoznia is kell. A távozó energia a hőmérséklettől függ, az viszont éves átlagban állandó, tehát a bejövő energia is állandó. Ha a Földre érkező napsugárzási energia éves mennyisége nem változik egyik évről a másikra, akkor feltételezhető, hogy nem változik egyik pillanatról a másikra sem. (Ugyanis, ha volna a Nap kisugárzásában időbeli változás, akkor sincs okunk feltételezni, hogy annak periódusa kapcsolódna a Föld éves keringésének idejéhez.) E szemlélet jegyében alakult ki a m últ század elején a napállandó fogalma. A napállandó az a szám, amely megadja, hogy átlagos Nap-Föld távolságnál, a légkör külső határán, a napsugárzásra merőleges 1 m2 felületen 1 másodperc alatt

mennyi napsugárzási energia halad át. A napállandó-mérések 1827-ben kezdődtek. A napállandó értéke: I 0 = 1368 W/m2. A napfizikai elmélet szerint a Nap olyan csillag, amelynek kisugárzása időben igen lassan nő. Az élet földi tartama alatt a növekedés mintegy 30%-ot ért el. Az elmélet szerint a növekedés hasonló ütemben folytatódik a következő 4 milliárd évben, amelynek végére a Nap "kimerül". A Nap sugárzása csaknem teljesen párhuzamos nyalábként éri a Földet. A gömb alakú Föld a párhuzamos sugárnyalábból a keresztmetszetének területévet arányos mennyiségű energiát (I 0 × R2Л) "vesz ki", ez oszlik el a keresett átlagban az egész Föld felületén, amely 4R2 Л (R a Föld sugara), tehát a keresett éves átlagos besugárzás I = 1368/4 = 342 W/m2. A Föld-légkör-rendszer által a bolygóközi térbe visszavert energia mértéke, a beérkező napsugárzásból visszavert részarány a Föld albedója.

Föld éves átlagos albedója 30% Eszerint a jellemző visszavert napsugárzási érték 0,3 × 342 W/m2 = l03 W/m2, tehát a rendszerben maradó rész 239 W/m2. Az egyensúly követelményének megfelelően a rendszerben maradó napsugárzási energiának valamilyen formában el kell távozni onnan. Mivel más lehetséges útja nincs, ezért az energia hőmérsékleti sugárzás formájában távozik a rendszerből. Ha feltételezzük, hogy a Földlégkör-rendszer kisugárzása feketetest-sugárzás, akkor a 239 W /m2-t, a Stefan-Boltzmanntörvény szerint, -18 °C hőmérsékleten veszíti el bolygónk. Ez azt jelenti, hogy a világűrből nézve a Földet, az -18 fokosnak mutatkozik. A meteorológiai mesterséges holdak mérik a kisugárzást is. A különböző megfigyelések éves átlaga 1979 óta 235 W/m2 körül ingadozik néhány százaléknyit. A mérések szerint tehát a Föld nincs teljes energia-egyensúlyban: a sugárzási egyenleg pozitív, értéke a mérések

másfél évtizedes időszakában 4-5 W/m2. Láttuk, a Föld akkor van sugárzási egyensúlyban, ha hőmérséklete -18 °C. Ez a légkörben 5-6 km magasságban mérhető érték, a felszín átlagos hőmérséklete +15 fok, tehát 33 fokkal melegebb az egyensúlyi hőmérsékletnél. A felszíni és az egyensúlyi hőmérséklet eltérése a légkör üvegházhatásának eredményeként jön létre. Ez mutatja azt a lényeges szerepet, amelyet a légkör játszik a felszín és a kozmikus térség kapcsolatában. Abban, hogy ez a hatás pontosan 33 f okot tesz ki, szerepe van a napsugárzás erősségének és spektrális összetételének, a légkör összes jellemzőjének, valamint a felszín éghajlatot befolyásoló tulajdonságainak is. A legalapvetőbb szerepet azonban a légkör tömegének kis részét kitevő gázok, az úgynevezett üvegházgázok (szén-dioxid, metán stb.) játsszák Néha úgy magyarázzák az üvegházhatást, hogy a légkör nélküli felszínen -18

fok lenne a hőmérséklet. Föld-légkör-rendszer a ráeső napsugárzás 31%-át visszaveri a világűrbe, tehát 69% nyelődik el a l égkörben és a felszínen. Vajon ez a 69% hogyan oszlik meg a légkör és a felszín között? Tiszta légkört és desztillált víz cseppjeiből álló felhőzetet feltételező számítások szerint a légkörben kereken 20, a felszínen 50%-nyi napsugárzás nyelődik el. (A légkör aeroszoltartalmát is figyelembe vevő újabb számítások szerint az arány inkább 25:45.) Egyes műholdas és felszíni sugárzásmérések ennél is nagyobb légköri arányra utalnak, a légkör 2830%-ot is elnyelhet a rendszerbe jutó 70%-ból. II. Az üvegházhatás mechanizmusa A Föld légkörébe beérkező nagy energiájú, a látható fény (400nm-700nm) tartományába eső rövidhullámú napsugárzás 25%-át tehát az atmoszféra részecskéi elnyelik, mielőtt az elérné a földfelszínt. A földfelszínt elérő rövidhullámú sugarakat a

felszín elnyeli, majd a beérkezőhöz képest nagyobb hullámhosszon (4 µm-100 µm), az infravörös tartományban újra a l égkör felé sugározza. A hosszúhullámú energiát számos légköri komponens elnyeli, majd a felszín felé visszasugározza, ezáltal nő a légkör hőmérséklete. Ezt a folyamatot hívjuk üvegházhatásnak, mivel a nagy páratartalmú üvegházakban is ez játszódik le. Az atmoszféra komponensei által abszorbeált rövid- és hosszúhullámú sugárzásból származó energia adja az atmoszféra hőtartalmát. Az üvegházhatás tehát természetes jelenség, amely a bolygó klímáját meghatározza. Mértékét alapvetően a légkörben található üvegházhatású gázok (vízgőz, szén-dioxid, metán, nitrogénoxidok stb.) mennyisége határozza meg A problémát az okozza, hogy ember termelő tevékenysége során ezen gázok mennyiségét számottevően növeli, az üvegházhatást erősíti és ezáltal globális mértékben

befolyásolja a hőmérsékletet. Az atmoszférában megtalálható komponensek között vannak olyanok, amelyek rövid ideig tartózkodnak a légkörben, mivel kémiai reakció útján hamar átalakulnak. A gázok egy másik csoportja azonban hosszú légköri tartózkodási idővel rendelkeznek, és a légáramlással nagy távolságra eljutnak. Ezek a gázok kibocsátásuk helyétől függetlenül, egyenletesen eloszlanak a Föld atmoszférájában és globális mértékű hatást váltanak ki. A különböző gázok üvegházhatáshoz való hozzájárulása függ a légköri koncentrációjuktól és attól, hogy a felszín által kibocsátott hosszúhullámú sugárzást milyen hatásfokkal képesek elnyelni. A légkörben kialakuló koncentrációt a gáz tartózkodási ideje és a kibocsátás intenzitása határozza meg. III. Az üvegházhatású gázok A fentiek alapján az üvegházhatású gázokat a globális felmelegedésért való felelősségük sorrendjében

ismertetjük: Szén dioxid ( CO 2 ) Az üvegházhatás kialakításáért a legnagyobb mértékben (64%)a szén-dioxid tehető felelőssé. A CO2 a felszín által kisugárzott infravörös sugárzás 4-5 µm-ig terjedő tartományát nyeli el. A fosszilis üzemanyagokra alapozott világgazdaság kiépülésével a s zénkibocsátás túllépte a természeti rendszerek szén-dioxid megkötő kapacitását. Ennek következtében az ipari korszak kezdetén jellemző 280 milliomod résznyi (280 ppm) szén-dioxid napjainkig 365 ppm-re nőtt. A szén-dioxid koncentráció növekedésének oka elsősorban a fosszilis tüzelőanyagok előállítása, az erdőirtás és a cementgyártás. A szén-dioxid molekulák tartózkodási ideje 50200 év, ami lehetővé teszi, hogy az egész atmoszférában homogén koncentrációja alakuljon ki. Metán (CH 4 ) A szén-dioxid után a m etán játszik legnagyobb szerepet (19%) az üvegházhatásban. Sugárzást a 7-8 µm-es tartományban nyel el.

Légköri koncentrációja az emberi tevékenység hatására 700 ppb-ről 1745 ppb-re emelkedett. Bár 5 milliárd tonnára becsült légköri mennyisége lényegesen kevesebb, mint a szén-dioxidé, ugyanakkor fajlagosan mintegy hússzor hatékonyabban nyeli el a Földről szökni próbáló hosszúhullámú sugárzási energiát. Így szerepe az éghajlat alakításában nem kevésbé fontos Forrás: Smith, Warr: Global Environmental Issues A metán egy része természetes forrásokból, a szerves anyagok levegőtől elzárt (anaerob) bomlása révén kerül a levegőbe. Nagy mennyiségű metán keletkezik a vízzel elárasztott rizsföldeken, ahol a metánt ugyancsak a szerves anyagok rothadása termeli. Az állatok, különösen a szarvasmarhák emésztőrendszere is jelentős metánforrás. Számottevő mennyiségű metán szabadul ki a kőzetekből a bányaművelés során és sok metán kerül a levegőbe a földgázkitermelés és -szállítás közben is. Évente

globálisan körülbelül 500-600 millió tonnára tehető az a metánmennyiség, ami a levegőbe jut. E metánmennyiség mintegy 70%-a közvetve (állattenyésztés, mezőgazdasági tevékenység stb.) vagy közvetlenül (bányászat, földgázkitermelés és -szállítás) antropogén eredetű. A metánmolekulák átlagos légköri tartózkodási ideje 8-l2 év körül van. Ezalatt a kibocsátás helyétől függetlenül a teljes troposzférában (a légkör alsó, körülbelül 10 km vastag rétegében) elkeveredik, de rövidebb légköri tartózkodási ideje miatt koncentrációjában már kisebb, szabályos eltéréseket találunk a Föld különböző területei között. A vizsgálatok szerint az antropogén metánkibocsátás az élelmiszerigény, a mezőgazdasági termelés és a h ulladékkeletkezés révén szoros kapcsolatban van a Föld lakosságának növekedésével. Ennek megfelelően a 18 század közepétől a metánkoncentráció meredeken nő és ma mintegy két és

félszerese a 200 évvel ezelőttinek. A 20 évnél régebbi értékek akárcsak a szén-dioxid esetében - a jégbe záródott levegőbuborékok analíziséből származnak A dinitrogén-oxid (N 2 O) A több mint 100 éves légköri tartózkodási idejű, a szén-dioxidnál fajlagosan mintegy 300szor több energiát elnyelő dinitrogén-oxid forrásait csak nagy bizonytalansággal ismerjük. Elnyelési spektruma 4-5 µm között, valamint 7 és 8 µm között található. Troposzferikus koncentrációja valamivel kevesebb, mint ezredrésze a s zén-dioxidénak. Teljes légköri mennyiségét a szakértők 4,6 milliárd tonnára becsülik. Valószínű, hogy legerősebb természetes forrását a trópusi erdőtalajok alkotják. Emiatt az erdőirtások, a területek mezőgazdasági művelés alá vonása jelentősen módosíthatja a dinitrogén-oxid-kibocsátást. Valamivel kisebb hozamú forrást jelentenek az óceánok és a mérsékelt égövi talajok. Az évente kb. 50 m illió

tonnányi becsült dinitrogén-oxid-kibocsátás 40%-a az emberi tevékenységgel van összefüggésben. A legnagyobb forrás a mezőgazdaság A talajok dinitrogén-oxid-kibocsátását erősen befolyásolja a nitrogén-tartalmú műtrágyák használata. Maga a műtrágyagyártás is jelentős forrás. Említésre méltó még a salétromsavgyártás, a mezőgazdasági hulladék elégetése, valamint az állattenyésztés. Az utóbbi időben új forrásként jelentek meg a katalizátoros gépkocsik. A mérések alapján úgy tűnik, a kibocsátás egynegyede a légkörben marad, és ott évente körülbelül 0,25%-kal növeli a koncentrációt. Ennek következtében a dinitrogén-oxidkoncentráció a légkörben az iparosítás előtti 260-285 ppbv-ről napjainkra 314 ppb-re növekedett. A halogénezett szénhidrogének Az elsősorban a sztratoszferikus ózonréteg roncsolásáról hírhedtté vált halogénezett szénhidrogének (közismert képviselőik a freonok és a halonok)

elnyelési sávjai abba a hullámhossz-tartományba esnek, amelyben a földfelszín hőmérsékleti kisugárzásának energiasűrűsége a legnagyobb. Ezért a halogénezett szénhidrogének molekulánként átlagosan négy nagyságrenddel több energiát nyelnek el, mint a szén-dioxid. Így a mindössze körülbelül 30 millió tonnányi légköri halogénezett szénhidrogén-mennyiség is jelentős mértékben, jelenleg mintegy 12%-ban járul hozzá a légköri üvegházhatáshoz. A halogénezett szénhidrogéneknek, néhány - elsősorban algák termelte - metil-halogenid kivételével nincs természetes forrásuk. A sokat emlegetett freonok és halonok teljes egészében antropogén eredetűek. Aeroszolos palackok hajtógázaként, habosítóanyagként, hűtőközegként, tűzoltó anyagként, oldószerként váltak széles körben használatossá. E célokra kiváló tulajdonságúak, ráadásul kémiailag közömbös anyagok lévén - úgy tűnt - egészségügyi vagy

környezeti veszélyt sem jelentenek. Termelésük a 60-as években nőtt meg jelentősen Az egyik legjelentősebb CFC (Chlorofluorocarbon) vegyület a freon-11 koncentrációja ipari gyártását megelőzően 0 volt, ma pedig 268 ppt. Koncentrációja ma már nem nő tovább, mert a Montreáli je gyzőkönyv értelmében a freonok és halonok gyártását 2000-ig teljesen meg kellett szüntetni. Lebomlása azonban évente csak 1,4 ppt koncentrációcsökkenést eredményez, így még sokáig kifejti hatását. A halogénezett szénhidrogének a t roposzférában kémiai értelemben rendkívül passzívak, légköri tartózkodási idejük 40-100 év, némelyiké több mint 10 ezer év. A rendkívül hosszú tartózkodási idő miatt némi túlzással azt mondhatjuk, hogy szinte a teljes, valaha gyártott halogénezett szénhidrogén-mennyiség még mindig a Föld légkörében van. Hosszú légköri tartózkodási idejük alatt nemcsak az egész troposzférában keverednek el,

hanem egy részük a sztratoszférába is feljut, ahol a gázok fotokémiai reakciókban elbomlanak. A bomlástermékek kémiai reakciók révén a Földet övező ózonpajzsot roncsolják és nagyban felelősek a sztratoszferikus ózonmennyiség elmúlt két évtizedben megfigyelt globális csökkenéséért, az Antarktisz felett évente megjelenő "ózonlyuk" kialakulásáért. Hatékony nyelők hiányában a légköri halogénezett szénhidrogén-koncentráció a legutóbbi időkig folyamatosan nőtt. A növekedési ütem egyes anyagok esetében elérte az évi 5-7%-ot. Troposzférikus ózon (O 3 ) Fotokémiai folyamatokban keletkezik. Évi 1-2%-os növekedés az É-i féltekén Forrás: www.kornyezetunkhu Forrás: www.kornyezetunkhu Forrás: www.kornyezetunkhu IV. A felmelegedés és hatásainak mértéke napjainkig A mintegy 140 évre visszatekintő mérési adatsorok alapján a felszínközeli, a szárazföldek feletti és a tengerfelszíni hőmérséklet

globálisan 0,6 C°-al emelkedett a 20. s zázadban Ez 0,15 C°-al magasabb mint egy 1994-es tanulmány szerint becsült érték. Az eltérés azzal magyarázható, hogy az 1995 és 2000 közötti időszak a megelőző éveknél melegebb volt. Ekkora mértékű felmelegedés a tengerszint 0,1-0,2 m-es emelkedését okozta. A tengerszint emelkedését a víz hőtágulása és a sarki jég olvadása okozza. Műholdas megfigyelések bizonyítják, hogy 1960 óta a felszín hóval borítottsága világátlagban 10%-al csökkent. Forrás: Smith, Warr: Global Environmental Issues A világban tapasztalható klímaváltozás első szabad szemmel is jól látható jelei a trópusi égöv alatt fekvő magas hegyek hósapkáikon mutatkoznak. A Kilimandzsáró hó- és jégtakarója az utóbbi 40 évben 17 méterrel lett vékonyabb. A globális felmelegedés hatásai az Alpokban, az Antarktiszon és a Himalájában is kimutathatók, mindenhol olvadásnak indult gleccserekkel találkozhatunk. Az

utóbbi negyven év adatai alapján arra a következtetésre jutottak, hogy ha ilyen ütemben folytatódik tovább az olvadás, akkor 2010-2020-ra a Kilimandzsáró hava teljesen eltűnik. A Hemingway által megörökített híres hótakaró 1912 óta 82 százalékkal lett kisebb. A Tanzánia első számú bevételi forrásának számító Kilimandzsáró havának eltűnése nagyon nehéz helyzetbe hozhatja a környék lakosságát, akik a turizmusból élnek. Forrás: www.kornyezetunkhu V. A klímaváltozás várható mértéke, hatásai Az éghajlatváltozás mértékét a v árható kibocsátás alapján modellezik. Ennek kiszámíthatatlansága, az éghajlati rendszer bonyolult visszacsatolási folyamatának kevéssé ismert összetevői , valamint az éghajlati modellek térben és időben való korlátozott felbontása egyaránt növeli az előrejelzések bizonytalanságát. Az éghajlati modellek egybehangzó eredménye mindenesetre a globális átlaghőmérséklet

további, egyre gyorsuló ütemű növekedését mutatja. A várható értékekben azonban elég nagy a szórás A modellek az 1990 évihez képest 2100-re 1,4-5,8 Celsius-fokos átlagos hőmérsékelt-emelkedést jósolnak. Paleoklimatológiai adatok szerint az elmúlt tízezer évben még nem fordult elő ilyen mértékű hőmérséklet-változás. A legnagyobb növekedést az északi félteke magasabb szélességi körein, különösen a téli évszakban várható. A melegedés a szárazföldi jégtakaró olvadását és a víz hőtágulását okozza. Ezért az 1990-es szinthez képest 2100-ra 0,09-0,88 méteres tengerszintemelkedésre számíthatunk Egy méteres emelkedés (az IPCC „maximum” becslése) öt millió négyzetkilométernyi területet árasztana el a világ mélyföldjeibõl, elpusztítva az összes termõföld harmadát és ötven millió környezeti menekültet hagyva maga után. A sûrûn lakott Nílus-delta nagy része víz alá kerülne még akkor is, ha a t

engerek csak 50 centimétert emelkednének. A tengeri jégtakaró is csökken és visszahúzódnak a szárazföldi hómezők és gleccserek. A csapadék és a légkör vízgőztartalma feltehetően növekedni fog, de regionálisan igen nagy eltérések lehetnek. A hőmérséklet-emelkedés, valamint a csapadék mennyiségi és időbeli eloszlásában bekövetkező változások számos következménnyel járhatnak. A világméretű felmelegedés miatt az óceánok áramlási rendszere is megváltozhat. A növekvő csapadék több édesvizet juttat a Jeges-tengerbe, így csökken a sótartalma. Ez a folyamat a függőleges vízszállítás akadálya lehet a s arkvidéki tengerekben, és gátolhatja a Golf-áramlat északra haladását. Azokon a területeken tehát, ahol eddig a Golf-áramlat melegítette az éghajlatot, a világméretű tendenciával ellentétben lehűlés várható. Forrás: www.sulinethu A csapadékmennyiség térbeli változás igen bizonytalan. A modellek

szerint Európa északi részén több, míg a déli felén kevesebb csapadék várható. Feltehetően növekszik a téli, ám csökken a nyári félév csapadékossága. Az éghajlati körülmények változása miatt valószínűleg átalakul a természetes növénytakaró. Bizonyos területeken még a termeszthető növények fajtaösszetétele sem lesz olyan, mint manapság. A mezőgazdaság mind a hőmérséklet, mind a csapadék, mind a szén-dioxidtartalomra nagyon érzékeny Az Alpokban várhatóan 2100-re a gleccserek 95%-a eltűnik. Néhány évtized alatt 100-300 méterrel magasabbra csúszik a h óhatár a k líma várhatóan mintegy 1,5 fokos felmelegedése miatt. E számítás szerint a következő évszázad első harmadában már csak a mai gleccserek ötöde létezik majd. A veszély ennél is nagyobb, hiszen a gleccserek olvadásával az alpesi hegyek szirtjei elvesztik jégpáncéljukat, földcsuszamlásokra, szikla- és hegyomlásokra lehet számítani. A

hőmérséklet és a csapadék változása előreláthatóan a szélsőséges időjárás helyzeteket is növeli majd. A szokásosnál gyakoribbá válhatnak a magasabb hőmérsékletek, míg ritkábbak lesznek a szélsőségesen alacsony értékek. A szeszélyesebb csapadékeloszlással növekszik az erőteljesebb csapadékhullás esélye. Azok a területek, amelyek amúgy is hajlamosak a n yári aszályra, a hőmérséklet emelkedésével és a szeszélyes csapadékeloszlással még inkább ki lesznek szolgáltatva az időjárás szeszélyeinek. A csapadéknövekedés miatt ugyanakkor megnő az árvizek veszélye. Ez a Duna révén hazánkra is hatással lehet A mérsékelt égövi sávban sokkal több esőre, szélviharra, áradásokra, földcsuszamlásokra, még délebbre pedig szárazságra, tartós csapadékhiányra kell számítani, egyes vidékeken állandósulhat az aszály, vagyis a klímaváltozás szinte mindenütt befolyásolja az emberi életmódot. Aggasztja a

meteorológusokat a viharzónák és a ciklonok kialakulásának gyakorisága is. A globális felmelegedés változékonnyá (ingataggá) teheti az légáramlatokat és az óceáni áramlatokat, ideértve a sztratoszférabeli gázáramlásokat is. A hõmérsékletben és az éghajlat állandóságában emiatt bekövetkezõ változások módosítanák a bozóttüzek, aszályok, forró égövi ciklonok, árvizek, földcsuszamlások és a lejtõerózió gyakoriságát és súlyosságát. Ez azután fokozottan okozna haláleseteket. A forrró égövi ciklonok energiájukat a 27 °C fölötti felszíni hõmérsékletû tengerekbõl származó meleg párából nyerik. Az üvegház-hatás következtében megemelkedhet a tengerek felszínének hõmérséklete, ami megnövelheti a ciklonok gyakoriságát. Az alacsony életszínvonalú, elszegényedett lakosság, mint pl. Bangladesh-é különösen védtelen a megnövekedett ciklontevékenységgel szemben. Azokon a területeken, ahol

gyakoribbakká válnak a heves esõzések, gyakrabban fordulnának elõ hirtelen árvizek. Ezt még súlyosbítaná a hegyeken lévõ erdõk lepusztulása ilyen pl. Banglades esete, amely a Himalája csupasz lejtõirõl lezúduló víz útjában fekszik. Ezt és a vihar-hullámokat még tovább súlyosbítaná bármely velük egyidejû tengerszint-emelkedés. A gátak és más vízszabályozó rendszerek könnyebben megrongálódhatnának, ezzel is növelve az embereket fenyegetõ katasztrófák eshetõségét. Az olyan területek, ahol széleskörû erdõirtást végeztek árterületekbe csatlakozó hegyoldalakban, különösen ki lesznek téve az árvízveszélynek a víz akadálytalan lezúdulása miatt. Még mindig sokat nem tudunk az óceánok hõszállító áramlatairól és arról, hogy ezek mennyire érzékenyek és mennyire vannak befolyással az éghajlat változásaira. A Csendesóceánban a nagy kelet-nyugati melegvíz áramlat („La Nina”), amely periodikusan

megfordul és nyugat-keleti irányban áramlik mint „El Nino” Déli Ingadozás, alapvetõen meghatározza a Csendes-óceán nyugati ciklontevékenységet. Az partjain és az azon túli Észak-Kelet-Ausztráliában területeken és az éghajlat Dél-Afrikában és a 1991-92-ben bekövetkezett súlyos szárazságot alapvetõen az „El Nino” valamilyen eseménye okozta. Az El Nino. Halászok nevezték el több, mint egy évszázada a J ézus születésével való idôbeli egybeesés miatt El Nino -nak, azaz a spanyolul kisdednek azt a jelenséget, hogy karácsony körül évrôlévre meleg víz jelenik meg Ecuador és Peru partjai elôtt. Itt a jellegzetes egyenlítôi vizekhez képest a Csendes-óceán felszíne rendszerint meglehetôsen hideg, mégpedig az észak felé mozgó Humboldt-áramlás hatására, mely elsodorja a f elszíni melegebb vizet a parttól, s így hideg víz áramlik a mélybôl felfelé. A hideg víz tápanyagokban, különösen foszfátokban

és nitrátokban gazdag, ami a fotoszintetizáló planktonok tápláléka, s így végsô soron a világ legjelentôsebb halászatának, a perui szardellahalászatnak az alapja. Karácsony környékén azonban meleg, délnek tartó áramlás szorítja ki a hideg vizet, csökkentve a felfelé áramló tápanyagokat, a halászat így rövid idôre megszakad. A felmelegedés általában nem terjed délebbre peru legészakibb részénél és márciusra vagy legkésôbb áprilisra véget is ér. Néha azonban a Nino sokkal tovább tart, erôteljesebb és kiterjedtebb. Ahelyett, hogy visszaállna a s zokásos értékre, a t engerfelszín hômérséklete végig a tengerpartok mentén, valamint az egyenlítôi Csendes-óceán keleti és középsô vidékein megemelkedik. A víz hômérséklete egy évnél is tovább magas maradhat A Nino jelenséget tehát évtizedek óta ismerik, de a v ilág figyelmének középpontjába azóta került, amióta sorra jelentkeznek a környezetszennyezés

okozta globális problémák. A kisded megszületésének helyszíne a Csendes-óceán egyenlítôi vidéke, teljes óceánszélességben. Ezt a vidéket a k eleti passzátszelek uralják, melyek a délkeleti Csendesóceán magas légnyomású és Indonézia, valamint Észak-Ausztrália alacsony légnyomású területei között fújnak. Az állandóan kelet felé haladó légtömegek maguk elôtt tolják az óceán felszíni, melegebb vizeit, a n yugati Csendes-óceánon mintegy 40 centiméterrel megemelve a vízszintet. Az érdekesség (mint mindig) a f elszín alatt van, ugyanis a t enger mélyén élesen jelentkezô hômérsékleti határvonal (termoklín) nem vízszintes, nyugaton a d él-amerikai partok elôtt magasabban van, azaz itt a hideg víz már 50m mélységben kezdôdik. A „másik oldalon” , Indonézia környékén ugyanakkor 200 m éter mélyen van. Ez az állapot igen tetszik a perui halászoknak: van hideg feláramlás, haleleség, hal, halászat, élet.

Ekkor jön a kisded, az ünneprontó Nino, és karácsony közeledtével az eddig jól muködô rendszerben minden a visszájára fordul. A Csendes-óceán egyenlítôi vidékének nyugati részén a levegô felmelegszik, mivel ekkoriban a Nap dél felé haladva már a déli félteke nyarát készíti elô. A felmelegedô légtömegek tudják a fizikát és mivel a melegtôl könnyebbek lesznek, felemelkednek. Ebben nem is volna semmi kivetnivaló, ha a Földünk egy tányér volna, de hát ezt mát Eratosztenész (és még sokan mások) elrontotta A hatalmas felszálló meleg légtömegek trópusi ciklonokat idéznek elô, azaz örvénylô mozgásba kezdenek. Itt lép be a képbe a Föld forgása is (egy Coriolis nevu úrnak felróhatóan), ami ellenkezô irányba csavarja az északi és a d éli félteke ciklonjait. Az egyenlítôtôl északra a ci klonok az óramutató járásával ellenkezôen, attól délre pedig megegyezôen forognak. Könnyu elképzelni – de ha nem akkor az

ábra segíthet – , hogy két egyenlítô menti ciklon így egy hatalmas ventillátor rendszert képez, szembeszállva a keletrôl fújó mit sem sejtô passzátszéllel. Ha a trópusi ciklonok elegendô energiát halmoznak fel, akkor Dávidként legyôzik Góliátot, a széljárás megfordul, nyugatról kelet felé. Az addig lassan nyugat felé áramló meleg víztömegek nem akarnak széllel szemben „vízelegni”, ezért ôk i s visszafordulnak DélAmerika felé. A mélyben addig kényelmetlenül 50 méterre felszorított hideg víz csak erre vár, saját nagyobb súlyánál fogva dél-amerika partjai elôtt visszasüllyed száz méterre, a tenger felmelegszik, a szardellák és a perui halászok legnagyobb bánatára. A keletre áramló levegô Amerika felett fölszáll, nedvességtartalmát heves esôzések formájában elveszíti, majd a magasban visszaáramlik Délkelet-Ázsia felé, ahol ismét lesszálló ágba kerülve folytatódik körforgása. Ez a szárító

hatású leszálló légáramlás késlelteti most Indonéziában a monszun esôzések beköszöntét, megfosztva az éppen lángoló esôerdôket természetes tuzoltójuktól. A kisded története a Föld legnagyobb óceánján játszódik le, nem csoda, ha az egész világra kiterjedô hatással bír. Aki a forgatókönyvet írja, az maga az emberiség. A mai világban az emberi egészségre az éghajlat szélsõségei leginkább a s úlyos szárazság miatt bekövetkezõ alultápláltság és éhínség alakjában hatnak. i Az 1980-as évek elnyújtott szárazsága az afrikai Szahel övezetben, Szomáliától az Atlanti-óceán partjáig már eddig is több millió ember halálát okozta, és további több tízmillió embert taszított az éhezés szélére. A Szahara fokozatos déli terjeszkedése mutathatja a t ermészet egyik nagy ciklusát, de lehet egy kezdõdõ, az egész bolygót érintõ és helyi éghajlat-változás következménye is, amit még súlyosbít az

erdõirtás, a talajpusztulás és a helyi nedvesség elveszítése is. Mezőgazdasági termelékenység Az éghajlat-változás a mezõgazdaságot mind a hosszú távú ökológiai rendszerekben történõ változásokkal befolyásolja, mind pedig a szélsõséges események vadságával és megnövekedett elõfordulási gyakoriságával: hõhullámok, szárazságok, áradások, ciklonok, növény-járványok kitörése. A bolygóra kiterjedõ felmelegedés megváltoztatja a h elyi hõmérsékletet és csapadékmennyiséget, kettõt a mezõgazdaság lényegesebb korlátai közül. Martin Parry szerint (aki az IPCC mezõgazdasági hatások munkacsoportját vezette): „Viszonylag kis változások a csapadék és a h õmérséklet átlagértékében feltûnõ hatással lehetnek az elérhetõ hõ és nedvesség szélsõséges szintjeinek gyakoriságára. Például, a nagyon meleg napok száma, amely káros hatással lehet a m érsékeltövi terményekre és

állatállományra, néhány vidéken jelentõsen megnövekedhet az éves középhõmérséklet 1-2 °C-s emelkedése eredményeképpen.” Hasonlóképp, a föld nedvességtartamának a megnövekedett párolgás miatti csökkenése alapvetõen megnövelheti azoknak a napoknak a számát, amikor a víz elérhetõség a minimális küszöb alatt van egyes termények számára. A tudósok azt jósolják, hogy a felmelegedés általános csapadék növekedést fog okozni, tükrözve az óceánok megnövekedett párolgását. Megnövekedett csapadék leginkább mint megnövekedett csapadék-intenzitás (esõ per esõs nap) fog jelentkezni. Például a megemelkedett hõmérséklet következményeként a jelenleg mérsékelt és hideg zónákban a teljes csapadék-kiválás nagyobb lenne esõként mint hóként, ezzel gyorsabb lefolyást és kisebb természetes felhalmozódást eredményezve a n yári hónapokra. Habár a térítõ menti monszun esõk magasabb szélességekre is

kiterjedhetnek, átáztatva a kiszáradásra hajlamos területeket, Afrika Szahel zónájában és Északnyugat-Indiában a megnövekedett esõ hirtelen lezúduló csapadékként jelentkezne, semmint állandó növekedésként, így súlyosbítva az áradásokat és a talajpusztulást. Az általános földi csapadék növekedés nem egyenletesen fog eloszlani, és egyes területeken akár kevesebb csapadékmennyiséget is jelenthet. Ezen túl évszakos változások lesznek a csapadék éves rendjében. Elégtelen talajnedvesség (amely a csapadék-egyensúlyt, lefolyást és párolgást tükrözi) sok országban az egyik fõ éghajlati korlátja a mezõgazdaságnak, különösen a fejlõdõ országokban. Az esõ által táplált mezõgazdaság kiterjedése már most is nagyon korlátozott bizonyos vidékeken, különösen Délnyugat-Ázsiában és bármely további, éghajlatból adódó korlát komoly élelmiszerhiányt hozhat létre. Ezek a sebezhetõ helyek jobbára a hûvösebb

trópusok, a Szahel, Afrika szarva, az indiai szubkontinens valamint Közép- és Délkelet-Ázsia. A csapadék, vagy legalábbis a talajnedvesség csökkenése valószínû ezen helyek némelyikén. Az éghajlat-változásnak más hatásai is lehetnek a mezõgazdaságra. Lehetõvé teszi, hogy új fajta élõsködõk is megjelenjenek. Melegebb és párásabb feltételek fokozzák a baktériumok és penészgombák növekedését a tárolt élelmiszereken, növelik a romlékonyságot és különleges egészségügyi veszélyt mint például az Aspergillus flavus penész, amely a meleg égövön élõsködik a tárolt diókon és erõs mérget termel, amely májrákot okoz. Európában a melegebb telek lehetõvé teszik különféle terménykártevõk túlélését éveken át, amelyek normális körülmények között évente elpusztulnak. Annak a k utatásnak a f ényében amelyet a felmelegedõ 1990-es évek elsõ felében végeztek, a n agy-britanniai Terménykutató Intézet

elõrejelzi, hogy a levéltetvek, amelyek sok fontos növény-vírus betegséget terjesztenek, aktív idõszakjukat meghosszabítják egy felmelegedett világban. Az északi félteke számára a legtöbb számítógépes modell azt jósolja, hogy a földi felmelegedés közepes szélességen, a szárazföldek belsõ területein nyári szárazságot jelent. Igy a fejlett országokban, Európában és Észak-Amerikában 2°C hõmérséklet emelkedés a búzatermésben 3-17% csökkenést okozhat. Az IPCC arra a következtetésre jutott, hogy a felmelegedés valószínûleg csökkenti a g abonafélék termékenységét Észak-Amerikában és Európa déli részén, míg növeli a t ermékenységet Európa északi részén. Mialatt a s ivatag az Egyesült Államok délnyugati részén elmozdulhat északra és behatolhat a középnyugati gabonaövbe, az öv maga az Egyesült Államok északi részébe és Kanadába vándorolhat (ahol a talaj rosszabb minõségû). Európában ugyanakkor,

míg Görögország és Olaszországban lehet hogy a termésátlag csökkenni fog, addig Nagy-Britannia és Skandinávia termésnövekedést mutathat majd ki. A világ többi részén, következtetett az IPCC, az élelem megszerzése egyre nehezebb lehet, a szegényebb országokban, a félszáraz és nedves trópusokon. A szegény országok amelyek már most is túlnépesedéssel és szélsõséges éghajlati feltételekkel küzdenek, a legsebezhetõbbek. A lecsökkent csapadékmennyiség a t alajnedvesség csökkenéséhez és a n övények párologtatás általi vízveszteségének növekedéséhez vezethet. Ezek pedig tekintélyes mértékben csökkenthetik a mûtrágyák használatának és az öntözésnek a hatékonyságát. Az eredmény a terméshozamok lényeges csökkenése lehet. Ezt éhezés és alultápláltság követheti, fertõzõ betegségek növekedését és demográfiai szakadások elterjedését okozva. Afrikában már több mint 100 millió ember van aki „élelem

bizonytalan”, sok közülük a száraz Szahel övezetben, amely 35 m illió ember otthona. A FAO becslése szerint ezt a t áplálkozásilag ingatag régiót keményen befolyásolhatja az általános felmelegedés és a csökkent csapadék. A csökkent csapadék mennyiség szintén gondot okozhat a száraz zónákon kívül. A világ egyik legfontosabb kenyérgabonája a rizs Kína, India, Indonézia és sok más kisebb forró égövi ország legfontosabb élelmiszere. Ezek közül az országok közül némelyben, ahol a vízgazdálkodás, beleértve az öntözést, gyengén fejlett, mint például India, a rizshozam nagyon sebezhetõ a hõmérséklet és csapadék változással. Egy az ENSZ támogatta tanulmány, amely az éghajlat-változás d él-kelet ázsiai hatását vizsgálta, felmérte, hogy Malaysia fõ rizstermelõ régióiban a terméshozam 12-22%-kal csökkenhet a rövidebb érési periódusok miatt, míg a kukorica terméshozama megfelezõdik Dél-Kelet Ázsia nagyon

sok részén, amit a jövõ század eleji magasabb hõmérséklet okoz. Számos más, mezõgazdasággal kapcsolatos hatása van az éghajlat -változásnak, mely az ember egészségére és életbenmaradására is hatással lesz, beleértve az állatok termékenységére, a t üzelõanyagnak használt fakészletre, a friss víz elérhetõségére való hatását. Még tovább menve, a tengerek felmelegedése és az óceáni áramlásokban bekövetkezõ változások átalakíthatják a h alfajok eloszlását és termékenységét, mely sok szegény ország számára a fõ megélhetési fehérjeforrás csökkenését jelentené. A hõmérséklet emelkedésének jelentõs hatása lehet a h aszonállatok növekedésére és egészségére. A fiatal állatok kevésbé tudják elviselni a h õmérsékletingadozásokat, mint a felnõttek. Például a tyúk 10 f okos, míg a csibe csak 1 f okos ingadozást képes elviselni A különbségek még feltünõbbek a sertésnél és a

birkánál, ahol a felnõtt állat 15-20 fokos, míg a fiatal csak 1 fokos változást tûr el. A világ erdõi, melyek tüzelõanyagul, táplálékul és építõanyagul szolgálhatnak, felvetnek néhány sajátos gondot. Mivel a növekedésük és termékenységük idõtartama néhány évtized, az éghajlat változások sok erdõ hozamának hanyatlásához fognak vezetni. A népesség nyomása és a f elbecsülhetetlen szegénység csak súlyosbítani fogja az egyre csökkenõ erdõállomány tûrhetetlen kizsarolását. A felszíni vizek, melyek természetes vízgyûjtõkbõl fõleg a s záraz és közepesen száraz területeken folynak el, nagyon érzékenyen válazolnak az éghajlat k is változásaira is. Valóban, az IPPC becslése szerint 1-2 fokos hõmérséklet-emelkedés párosulva 10% csapadékmennyiség csökkenéssel, az évi vízveszteséget 40-70%-ra növelheti. Ökológiai zavarok Minden élőlény számára adott az hőmérsékletnek és páratartalomnak az az

intervalluma, amelyben élni és szaporodni képes. A klíma megváltozásával a tág tűrőképességű fajok kevésbé, a szűk tűrésű fajok nagyobb mértékben érintettek. Az éghajlat gyors megváltozására a fajok csak vándorlással tudnak reagálni, amennyiben erre képesek. Anövnyzet megváltozásával élőhelyek tűnnek el. Bizonyos fajok kipusztulnak, mások elszaporodhatnak, így felborul az évmilliók alatt kialakult érzékeny egyensúly. A vízi környezet melegedése során csökken a vízben oldott oxigén mennyisége, ami a vizi élővilág pusztulását okozhatja. Bizonyos élőlénycsoportok jobban tűrik, sőt átmenetileg üdvözlik is a légkör melegedését. A trópusi baktériumok, vírusok és férgek a jelenleginél nagyobb élettérhez jutnának és sokkal több járványra fertőzésre kerülne sor. A közepes évi levegőhőmérséklet egészen enyhe melegedésére is megnövekedik a r ovarinvázió esélye, a t ermészeti tájak és

haszonnövények kárára. Melegebb években ugyanis a rovarok gyorsabban fejlődnek, több nemzedéket váltanak és korábban rajzanak. Ha megváltozik a fajok életterének átfedése, fontos elemek esnek ki a táplálékláncból. VI. Erősítő, gyengítő hatások, pozitív és negatív visszahatások Léteznek olyan folyamatok, amelyek az üvegházhatás mechanizmusától függetlenül erősítik vagy gyengítik a felmelegedést és léteznek ún. visszacsatolások, amelyek a melegedés miatt következnek be és lassítják vagy gyorsítják azt. A melegedést lassító negatív visszacsatolási folyamatok stabilizálják a légkör hőmérsékletét. A melegedés hatására bekövetkező pozitív visszacsatolási folyamatok tovább melegítik az atmoszférát, és így egyre gyorsuló melegedést gerjesztenek. Példák: pozitív visszacsatolási folyamat: - Ha az üvegházhatás erősödik, a víz fokozott párolgása miatt a levegő páratartalma növekszik és mivel a

vízgőz jó infravörös elnyelő, a melegedés erősíti önmagát. - Ha a nagy fényvisszaverő képességű sarki jégtakaró és a hegyek hótakarója csökken, nő a felszín által elnyelt sugárzás, így a felmelegedés is. - A tundra fagyott talajának olvadásával nagy mennyiségű üvegházhatású metángáz szabadul fel. negatív visszacsatolás: - Negatív visszacsatolás származik a megnövekedett felhõtakaró nagyobb fényvisszaverésébõl (albedo), fõként a f orró égövi területek feletti alacsony rétegfelhõkrõl, az óceán felszíni hõmérséklet-növekedésének következményeként. nem visszacsatolási, de a klímaváltozás ütemét befolyásoló folyamatok: - A melegedést és az üvegházhatást fokozza az eg yre több út és épület, mivel így a F öld felszínének hőelnyelő képessége növekszik, fényvisszaverő képessége csökken. - Fokozza a melegedést az is, hogy számos iparág nyersanyag szükségletének jelentős részét

erdők kivágásával biztosítják és ezzel leépítik a biológiai mechanizmust, amely a széndioxidot lebontja és a szenet leköti. - Az ipar és közlekedés sok hőt is termel, hiszen minden befektetett energia végül hővé alakul át. - Az éghajlatváltozás ütemét lassítja többek között a fosszilis energiahordozók tüzeléséből felszabaduló szulfát (SO 4 2-) aeroszol. Erősen szórják a fényt, így csökkentik a légkör átlátszóságát. A szulfát aeroszolok azonban kibocsátásuk után csak néhány hétig maradnak a légkörben