1.1 > Az éghajlati rendszer különböző összetevői különböző sebességgel reagálnak a perturbációkra. A mély óceán például fontos oka az éghajlat lassú reagálásának. A felső skála színes területe az emberi élet rövid időtartamát jelképezi.

Az éghajlat tehetetlensége

Amint azt mindannyian tanultuk az iskolában, a világ óceánjai a globális éghajlati rendszer egyik legfontosabb eleme. De mit is jelent valójában az “éghajlat”? Az időjárás és az éghajlat közötti különbség egyetlen mondatban kifejezhető: “Az éghajlat az, amit várunk; az időjárás az, amit kapunk.” Ebből kiderül egy alapvető különbség az időjárás és az éghajlat között. Az időjáráskutatás az időjárás egyes elemeinek, például egy adott alacsony nyomású rendszernek vagy hurrikánnak a kialakulásával, mozgásával és előrejelzésével foglalkozik. Az éghajlatkutatás ezzel szemben az alacsony nyomású rendszerek és a hurrikánok átfogóbb összességével foglalkozik, és olyan kérdések megválaszolásával foglalkozik, mint például, hogy hány középszélességi vihar vagy hurrikán fordul elő jövőre, vagy hogy a globális felmelegedés következtében gyakoribbá vagy intenzívebbé válnak-e az elkövetkező években. Az “időjárás” kifejezés tehát a légkörben bekövetkező rövid távú eseményekre utal, míg az “éghajlat” hosszabb időszakokra vonatkozik. Az éghajlat leírására általában 30 éves időtávot használnak viszonyítási keretként. Az emberek az éghajlatváltozást elsősorban a légköri változók, például a hőmérséklet vagy a csapadék változásaként érzékelik. Elvileg a légkör kaotikus dinamikája miatt maga is képes számos természetes éghajlati változást létrehozni. Erre példa az észak-atlanti oszcilláció (NAO), amely jelentősen befolyásolja az éghajlatot Európa és Észak-Amerika egyes részein. Ez egyfajta nyomásingadozás az izlandi mélypont és az Azori-szigeteki magaspont között, amely meghatározza a téli nyugati szelek erősségét az Atlanti-óceán északi részén. Ha ezek erősek, akkor Nyugat-Európában enyhe és csapadékos időjárást eredményeznek; ha gyengék, akkor száraz és hideg az időjárás. Az ilyen jellegű természetes oszcillációk megnehezítik a fokozott üvegházhatás miatt bekövetkező antropogén éghajlatváltozások felismerését.
A légkör nem egy elszigetelt rendszer. Kölcsönhatásban van a földi rendszer más összetevőivel – például az óceánokkal. De kapcsolatban áll a krioszférával (jég és hó), a bioszférával (állatok és növények), a pedoszférával (talaj) és a litoszférával (kőzetek) is. Mindezek az elemek együttesen alkotják az éghajlati rendszert, amelynek egyes elemei és folyamatai sokféleképpen kapcsolódnak és befolyásolják egymást. 1.2 > Az éghajlati rendszer, annak alrendszerei és a vonatkozó folyamatok és kölcsönhatások.

A légkör nem elszigetelt rendszer. Kölcsönhatásban áll a földi rendszer más összetevőivel – például az óceánokkal. De kapcsolatban áll a krioszférával (jég és hó), a bioszférával (állatok és növények), a pedoszférával (talaj) és a litoszférával (kőzetek) is. Mindezek az elemek együttesen alkotják az éghajlati rendszert, amelynek egyes elemei és folyamatai sokféleképpen kapcsolódnak és befolyásolják egymást.

Extra InfoAz antropogén éghajlatváltozás kimutatásának nehézségei

Ezek az összetevők mind különböző sebességgel reagálnak a változásokra. A légkör néhány órán vagy napon belül alkalmazkodik a Föld felszínén uralkodó körülményekhez, például az óceánok hőmérsékletéhez vagy a jégtakaróhoz. Ráadásul az időjárás változékony, és csak néhány napra előre megjósolható. Valójában kimutatták, hogy az időjárás előrejelzésének elméleti határa körülbelül 14 nap. A mélytengeri áramlatoknak azonban több évszázadra van szükségük ahhoz, hogy teljes mértékben reagáljanak a változó peremfeltételekre, például az észak-atlanti oszcilláció változásaira, amelyek a hőmérséklet és a csapadék változását okozzák a tengerfelszínen, és így nagyobb mélységekben is mozgást váltanak ki. Egy nagy kontinentális jégtömeg, mint például az antarktiszi jégtakaró, az éghajlatváltozás következtében feltehetően több évezredes változáson megy keresztül, és ellenintézkedések nélkül ezen az időskálán fokozatosan el fog olvadni. Az éghajlat kiszámíthatósága a légkör és az inaktívabb éghajlati alrendszerek, különösen az óceánok közötti kölcsönhatásokon alapul. Ebben a rendszerben az éghajlati rendszer különböző összetevői teljesen eltérő sebességgel mozognak. Az alacsony nyomású rendszerek napok alatt több száz kilométerre is elsodródhatnak. Az óceáni áramlatok ezzel szemben gyakran percenként néhány méteres sebességgel kúsznak. Ráadásul az egyes komponensek eltérő hővezető képességgel és hőkapacitással rendelkeznek. A víz például hosszú időn keresztül nagy mennyiségű naphőt tárol.
A klímaváltozást kétféle módon lehet kiváltani – belső és külső erők által. A belső erők közé tartoznak:

• Változások egyetlen éghajlati komponensben, például egy anomális óceáni áramlásban;
• Változások a különböző éghajlati komponensek közötti kölcsönhatásokban, például az óceán és a légkör között.

Ezekhez képest a külső mechanizmusoknak első pillantásra semmi közük az éghajlati rendszerhez. Ezek közé tartozik:

• A kontinensek nagyon lassú sodródása, amely évmilliók alatt a szárazföldi tömegeket különböző éghajlati övezetekbe helyezi át;
• A Nap által kibocsátott sugárzás változó intenzitása. A Nap sugárzási energiája idővel ingadozik, és megváltoztatja a Föld hőmérsékletét;
• Vulkánkitörések, amelyek hamut és kénvegyületeket juttatnak a légkörbe, befolyásolják a Föld sugárzási költségvetését, és így hatással vannak az éghajlatra.

A szén-dioxid és az üvegházhatásA légkör egyre inkább feldúsul szén-dioxidban (CO2), pontosabban szén-dioxidban és más, az éghajlat szempontjából fontos nyomgázokban. Ezek kezdetben átengedik a beérkező rövidhullámú napsugárzást. Ez az energia a Föld felszínén hővé alakul át, majd hosszúhullámú sugárzás formájában visszasugárzik. A légkörben lévő gázok, mint egy üvegház üveglapjai, megakadályozzák, hogy ez a hosszúhullámú sugárzás az űrbe távozzon, és a Föld felszíne felmelegszik.

Hogyan változtatja meg az ember az éghajlatot

Az elmúlt száz évben jelentősen megnőtt az ember hatása az éghajlatra. Hatalmas mennyiségű, az éghajlat szempontjából fontos nyomgázt bocsátunk a légkörbe. Ez megváltoztatja a légkör sugárzási egyensúlyát, és globális felmelegedéshez vezet.
A szén-dioxid mellett ilyen nyomgázok a metán, a dinitrogén-oxid (nevetőgáz), a halogénezett fluorozott szénhidrogének, a perfluorozott szénhidrogének és a kén-hexafluorid. A szén-dioxid (CO2) azonban különösen fontos a Föld éghajlati rendszere szempontjából, mivel világméretű kibocsátása óriási. Elsősorban a fosszilis tüzelőanyagok (kőolaj, földgáz és szén) erőművekben, járműmotorokban vagy a háztartási fűtési rendszerekben történő elégetése során szabadul fel. Légköri szintje napjainkra közel 390 ppm-re emelkedett az iparosodás előtti 280 ppm-es értékhez képest. Ezzel a növekedéssel együtt a hőmérséklet is emelkedett a huszadik század folyamán. Az óceánok belső eredetű változásai, például a Golf-áramlatban bekövetkező változások szintén évtizedes vagy néhány évszázados időkereteken belül következnek be. Ezek döntő hatással vannak az éghajlatra és az üvegházhatású gázok légköri koncentrációjára, mivel erősen részt vesznek a globális tömegciklusokban, például a szénciklusban. A CO2 például könnyen oldódik a vízben. Az óceánok azonban az ipari forradalom kezdete óta a fosszilis tüzelőanyagok elégetése során keletkezett szén-dioxid mintegy felét felvették, ami egyértelműen uralta a természetes változásokat. Az óceánokból tehát arra is lehet következtetni, hogy a jövőben változni fog-e az éghajlat, és ha igen, mennyire. Az éghajlat nagyon lassan fog változni a jövőben, mert a hatalmas vízmennyiségű óceánok nagyon lassan reagálnak a változásokra. Ezért az emberi tevékenység által kiváltott éghajlatváltozás számos, de nem minden következménye csak fokozatosan válik majd érzékelhetővé. E következmények némelyike bizonyos küszöbértékek átlépése esetén visszafordíthatatlanná válhat. Egy bizonyos ponton például már nem lehet majd megállítani a grönlandi jégtakaró teljes olvadását és az ezzel járó hétméteres tengerszint-emelkedést. A küszöbérték helyzete azonban nem ismert pontosan. Egy dolog azonban biztos: Még ha a szén-dioxid-kibocsátást a mai szinten stabilizálnánk is, az sem vezetne a légkör szén-dioxid-koncentrációjának stabilizálódásához, mert a szén-dioxid rendkívül hosszú élettartamú, és a szén-dioxid-nyelők, elsősorban az óceánok, nem nyelik el olyan gyorsan, mint ahogy mi termeljük.

A helyzet más a rövid élettartamú nyomgázok, például a metán (CH4) esetében. Ha a metánkibocsátást a jelenlegi szinten stabilizálnánk, akkor a légkör metánkoncentrációja is stabilizálódna, mert a metán körülbelül ugyanolyan ütemben csökken a légkörben, mint ahogyan kibocsátjuk. A szén-dioxid-koncentráció adott szinten tartásához a kibocsátást a jelenlegi mennyiség töredékére kell csökkenteni. 1.4 > Még ha sikerül is jelentősen csökkenteni az üvegházhatású gázok, különösen a CO2 kibocsátását az évszázad végére, a hatás akkor is kiterjedt lesz. A CO2 hosszú élettartamú, és évszázadokig a légkörben marad. Emiatt a Föld hőmérséklete még egy évszázadon keresztül vagy még tovább is emelkedni fog néhány tized fokkal. Mivel a hő nagyon lassan hatol be az óceánok mélyére, a víz is lassan tágul, és a tengerszint hosszú ideig fokozatosan emelkedik majd. Az antarktiszi és grönlandi nagy kontinentális jégtakarók olvadása szintén egy nagyon fokozatos folyamat. Az ezekből származó olvadékvíz évszázadokig vagy akár évezredekig az óceánba áramlik, ami a tengerszint további emelkedését okozza. Az ábra a 450 és 1000 ppm (parts per million) közötti tetszőleges CO2-szinteken történő stabilizálódás elvét szemlélteti, ezért nem mutat egységeket a választengelyen

A fenyegető katasztrófa

A szén-dioxid-szintek stabilizálódása után az éghajlat a tehetetlensége miatt még sokáig tovább fog változni. Az éghajlati modellek szerint a felszínközeli levegő hőmérséklete még legalább száz évig emelkedni fog. A tengerszint még évszázadokig emelkedni fog, mert a tengervíz a mélytenger fokozatos felmelegedése következtében lassan tágul, és mert a sarkvidéki és antarktiszi kontinentális jégtakarók valószínűleg nagyon lassan reagálnak majd a légkör felmelegedésére, és a gleccserek még évezredekig olvadni fognak. Ezért hosszú időbe telik majd, mire a tengerszint elér egy új egyensúlyi állapotot. A tudósok azonban azt is elképzelhetőnek tartják, hogy ha a felmelegedés erőteljes lesz, a grönlandi jégtakaró még ebben az évezredben teljesen elolvad, és eltűnik az óceánban. A jégtakaró valóban szétszakadhat, és óriási darabok hullhatnak a tengerbe. A hatalmas mennyiségű édesvíz kritikus változást okozhatna az óceáni keringésben, például a Golf-áramlatban. Egy szélsőséges forgatókönyv szerint a tengerszint évszázadonként több mint egy méterrel emelkedhet, regionálisan még ennél is nagyobb mértékben.
Az éghajlati rendszer tehetetlensége és a visszafordíthatatlan tendencia veszélye elegendő ok kellene, hogy legyen az előrelátó cselekvésre. Mindig szem előtt kell tartani, hogy az éghajlatváltozás ma mérhető hatásai még nem tükrözik az ember által már a múltban okozott klímaváltozás teljes mértékét. Az emberiség csak néhány évtized múlva kezdi majd élesen érezni ezeket, de azonnal cselekednie kell.1.5 > Hogy felhívja a figyelmet a globális felmelegedés veszélyére, a Maldív Köztársaság kormánya 2009 őszén, közvetlenül a koppenhágai csúcstalálkozó előtt találkozót tartott a tengerfenéken.