1. fejezet - Az éghajlati rendszer és az üvegházhatás

Tartalom

1.1. A légkör
1.2. Az óceán
1.3. A krioszféra
1.4. A bioszféra
1.5. A talajfelszín
1.6. A légköri üvegházhatás
1.7. Az üvegházhatású gázok és légköri aeroszolok koncentrációjának változása
1.7.1. Szén-dioxid (CO2)
1.7.2. Metán (CH4)
1.7.3. Dinitrogén-oxid (N2O)
1.7.4. Halogénezett szénhidrogének
1.7.5. Ózon (O3)
Összefoglaló ellenőrző kérdések

Az éghajlati rendszer folyamatain, kölcsönhatásain keresztül érthetjük meg a múlt és a jelen éghajlatát, valamint az elkövetkező évtizedek, évszázadok éghajlatváltozását. Az éghajlati rendszer öt alapeleme: a légkör, az óceán, a krioszféra, a bioszféra és a talajfelszín (1.1. ábra). Az éghajlati rendszert vezérlő két alapvető hatás: (1) a légkör felmelegedése a bejövő rövidhullámú (látható tartományú) napsugárzás révén, (2) a hűtő hatás a világűrbe történő hosszúhullámú (infravörös) kisugárzás által. Míg a melegítő hatás az alacsonyabb földrajzi szélességeken, a trópusokon a legerősebb, addig a hűtés a sarki térségek téli időszakában a legintenzívebb. A földrajzi szélességek között meglévő jelentős hőmérsékleti gradiens – mely egyben az adott térségek markáns légnyomáskülönbségét is jelenti – vezérli a légköri és óceáni cirkulációt. A légköri és óceáni kiegyenlítő áramlásoknak köszönhető a teljes rendszer egyensúlyba jutásához szükséges energia- és hőátvitel.

Az éghajlati rendszer elemei

1.1. ábra. Az éghajlati rendszer elemei

1.1. A légkör

A bejövő napsugárzás jelentős hányada nem a légkörben nyelődik el, hanem a Föld felszínén (talaj, óceán, jégtakaró). A párolgás és a földfelszínt érő direkt hősugárzás alakítja ki a felszín és a légkör közötti hőátvitelt, melynek ehhez kapcsolódó két megjelenési formája rendre a látens és a szenzibilis hő. A légköri hőátvitel főként meridionális jellegű, azaz a mozgások észak-dél irányú összetevői dominálnak. Az energiacsere leggyakoribb közvetítői az ún. tranziens időjárási rendszerek (pl.: ciklonok, anticiklonok), melyek átlagos élettartama mindössze néhány naptól egy-két hétig terjed.

Az éghajlati rendszer egyik legfontosabb összetevőjének, a légkörnek az állapotát főként a következő paraméterek és folyamatok határozzák meg:

  • az ún. turbulens jellegű hőátvitel, mely kifejezés a légköri átkeveredés örvényes jellegére utal;

  • a felszín nedvességtartalma;

  • a felszín típusa, illetve annak albedója (fényvisszaverő-képessége), mely meghatározza a bejövő és a visszavert napsugárzás arányát;

  • a vízgőz kondenzálódása révén felszabaduló ún. látens hő;

  • a felhőzet (1.2. ábra), melynek fontos szerep jut a bejövő rövidhullámú napsugárzás visszaverődésénél és a kimenő hosszúhullámú földsugárzás abszorpciójánál, illetve emittálásánál;

  • a szén-dioxid, vízgőz, ózon és egyéb nyomgázok légköri hűtő és melegítő hatása;

  • a Föld keringési pályaelemeinek ciklikus változásai;

  • orográfiai akadályok, szárazföldek és óceánok területi eloszlása, inhomogenitása;

  • a légkör és az éghajlati rendszer más elemei között fellépő visszacsatolási mechanizmusok.

Mérsékeltövi ciklon felhőrendszere műholdképen

1.2. ábra. Mérsékeltövi ciklon felhőrendszere műholdképen (az Aqua műhold 2007.05.27.-i átvonulásakor)