7. fejezet - Várható globális tendenciák

Tartalom

7.1. A közeljövőben várható változások
7.2. Globális éghajlatváltozás a XXI. században
7.2.1. Átlagos globális felszínhőmérséklet
7.2.2. Átlagos globális tengerszint
7.2.3. Krioszféra
7.2.4. A hőmérséklet- és csapadékmennyiség-változás térbeli szerkezete
7.2.5. A különböző nedvességi karakterisztikák becsült változásai
7.2.6. Az Atlanti-óceán meridionális körforgása
7.3. Hosszabb távú előrejelzések
Összefoglaló ellenőrző kérdések

Az Éghajlatváltozási Kormányközi Testület (IPCC) I. Munkacsoportja foglalkozik az éghajlati rendszerrel összefüggő megfigyelési adatok rendszerezésén és elemzésén, az eddig észlelt változások nyomonkövetésén túlmenően a hosszabb távon várható éghajlatváltozások becslésével is. A 2007-ben megjelent eddigi utolsó helyzetértékelő jelentés I. munkacsoport által szerkesztett kötetében (IPCC, 2007a) rendkívül nagyszámú nemzetközi kutatási eredményt foglaltak össze. E tudományos elemzések jelentős előrelépést mutatnak a harmadik értékelő jelentéshez (TAR-hoz) képest. Az elért fejlődés az új, átfogó adatsorokon, a megfigyelt adatok egyre finomabb elemzésén, a folyamatok megértésének és a modellekben létrehozott szimulációinak javulásán, valamint a bizonytalanságok eredetének szélesebb körű feltárásán alapul. Jelentősen megnőtt azon módszerek száma is, amelyek a klímaváltozás – globális átlagértékeinek és regionális eltéréseinek – valószínűségi előrejelzését adják.

Vizsgálataink tárgya, az éghajlati rendszer, egy rendkívül összetett, nem-lineáris változásokkal jellemezhető rendszer. A benne lejátszódó folyamatokat alapvetően a légkör, a szárazföldek, a hidroszféra, a krioszféra és a bioszféra állandó kölcsönhatása irányítja. Ha figyelembe vesszük az éghajlati rendszer rendkívüli bonyolultságát, a globális klíma vizsgálatát, elemzését (ahogy azt a 4. fejezetben már említettük) csupán numerikus modellek alkalmazásával végezhetjük el. Ezek a légkör általános cirkulációjának pontos leírása mellett jellemzik az éghajlati rendszer minden egyes elemét, azok pillanatnyi állapotát, kiemelt hangsúlyt fektetve a köztük lévő – sokszor nem egyirányú – kölcsönhatásokra. A globális skálájú éghajlati modellek egyik legfontosabb tulajdonsága, hogy figyelembe veszik az éghajlat külső kényszereinek (így például a légkör szén-dioxid tartalmának) módosulásait. Gyakorlati alkalmazásuk során különböző kibocsátási forgatókönyveket használnak, amelyek a gazdasági fejlődés és az antropogén szennyezőanyag-kibocsátás optimista, realista, illetve pesszimista jövőképét tükrözik.

Napjainkban a globális éghajlati modellek már megbízhatóan visszaadják a nagytérségű folyamatok átlagos viselkedését, így viszonylag pontosan leírják a múlt éghajlatát, illetve a klimatikus viszonyok jövőben várható alakulását. Természetesen az éghajlat globális jellemzése nélkülözhetetlen, de nem elégséges a Föld különböző régióiban várható éghajlat meghatározására. A fejezetben bemutatásra kerülő, jövőbeli klímaváltozásra vonatkozó becslések rendkívül nagyszámú numerikus modell felhasználásával készültek. Számos légkör-óceán globális cirkulációs modell (AOGCM) alkalmazása mellett néhány közepes bonyolultságú Föld-rendszer modell (EMIC) és sok egyszerű éghajlati modell (SCM) eredményének áttekintésére is sor került. A szimulációs eredmények – és a különböző időjárás-megfigyelésekből származó kiegészítő információk együttes – felhasználásával végezték el a jövőbeli éghajlatváltozás számos jellemzőjének valószínűségi becslését.

Az utóbbi években újdonságot jelentett az egy adott modellre vonatkozó több futtatást, azaz sok tagot, illetve sok különböző modelleredményt felhasználó ún. ensemble vizsgálatok elemzése. Alkalmazásukkal a modellezés kezdeti feltételeire való érzékenység tesztelhető. A két eltérő típusú ensemble vizsgálat lehetővé tette a különböző éghajlati modellek átfogó elemzését, valamint a mérési és a modellezési eredmények összehasonlítását. A fejezetben a 2007-es helyzetértékelő jelentésben közzétett, a várható éghajlati tendenciákra vonatkozó legfontosabb kutatási eredményeket foglaljuk össze.

7.1. A közeljövőben várható változások

Az éghajlati rendszerről származó átfogó ismereteink és a különböző szimulációs eredmények együttesen alátámasztják azt a megállapítást, hogy az üvegházhatású gázok koncentrációjának megfigyelt emelkedése melegedéshez, hosszabb távon pedig klímaváltozáshoz vezet. Az éghajlati határfeltételek módosulása a troposzférában már egy hónapnál rövidebb időskálán érzékelhető. Az óceán felszíni rétegei számára azonban ennél lényegesen hosszabb, néhány évtől évtizedekig terjedő, a mélyóceán és a jégtakaró esetében évszázadoktól évezredekig terjedő időtartam szükséges a válaszreakcióhoz. Azaz, ha a sugárzási kényszer megváltozik, a légkör belső paraméterei viszonylag hamar új egyensúlyi állapotot vesznek fel. A légkör és az óceán keveredési rétege csatolt rendszert alkot, ez utóbbi pedig az óceán mélyebb rétegeivel áll szoros kapcsolatban. Ezért a határfeltételek módosulása után nagyon hosszú időtartam szükséges a légköri változók új egyensúlyba kerüléséhez. Egy elegendően hosszú időszak során – amikor a felszíni éghajlat nagyon lassan változik – feltételezhető, hogy a légkör egy kvázi-egyensúlyi állapotban van, a legtöbb energiát pedig az óceánok nyelik el. Az óceánok hőfelvétele tehát a klímaváltozás egyik kulcskérdése.

A korábbi IPCC értékelésekben megfogalmazott eredmények napjainkban már összehasonlíthatók az elmúlt néhány évben végzett mérésekkel és megfigyelésekkel. Így jelentősen megnövekedett az elkövetkező néhány évtizedre vonatkozó előrejelzések pontossága. A globálisan átlagolt hőmérséklet-emelkedés megfigyelt és modellezett értékeinek összehasonlítása a 7.1. ábrán látható. A mért hőmérsékletértékek anomáliái éves (fekete pontok) és évtizedes (fekete vonalak) átlagként szerepelnek. A várható trendek és bizonytalansági tartományok első (FAR) és második (SAR) IPCC értékelésre vonatkozó értékei zöld, illetve lila vonalakkal és színezett területekkel, míg a TAR által meghatározott tartomány függőleges kék oszlopokkal került ábrázolásra. Mindhárom becslés kezdőpontját a mért értékek 1990-re vonatkozó évtizedes átlagához igazították. A legfrissebb jelentésből származó, SRES B1, A1B és A2 forgatókönyvre, 2000–2025 időszakra számított legvalószínűbb értékeket rendre kék, zöld és piros görbével, a hozzájuk tartozó bizonytalansági tartományokat pedig a jobb oldali tengely mellett azonos színű sávokkal tüntették fel. A narancssárga görbe azokra a szimulációs eredményekre vonatkozik, amikor az üvegházhatású gázok és az aeroszolok koncentrációját a 2000. évre vonatkozó értéken állandónak vesszük (ezt a továbbiakban C-2000 forgatókönyvként jelöljük).

Az átlagos globális felmelegedés mértéke 1990 és 2025 között: a modellezett és a mért értékek összehasonlítása

7.1. ábra. Az átlagos globális felmelegedés mértéke 1990–2025 között: a modellezett és a mért értékek összehasonlítása (Forrás: IPCC, 2007a). Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Figure TS.26. Cambridge University Press

A FAR és SAR értékelésekben (az 1990-es adatok alapján 2005-re készített előrejelzések) a globális átlaghőmérséklet évtizedenkénti emelkedését 0,3 ºC-ra, illetve 0,15 ºC-ra valószínűsítették. A két érték közötti különbséget alapvetően az okozza, hogy a SAR-ban már figyelembe vették az aeroszolok hőmérséklet-csökkentő hatását is. Jól látható, hogy a TAR-ban megfogalmazott előrejelzések alapvetően megegyeznek a SAR-ban közölt értékekkel. Ezen eredmények már összevethetők a megfigyelt 0,2 ºC/évtized hőmérséklet-emelkedéssel, igazolva ezzel a néhány évtizedre szóló előrejelzések megbízhatóságát.

A 2000. évet jellemző légköri összetétel (C-2000 forgatókönyv) hatására létrejövő klímaváltozás mintegy 0,1 ºC/évtized melegedést okoz az elkövetkező néhány évtizedben, ha a vulkanikus aktivitás hatásától és a naptevékenység változásától eltekintünk. Közel kétszer ekkora melegedés (0,2 ºC/évtized) valószínűsíthető – függetlenül attól, hogy melyik emissziós forgatókönyvet választjuk –, ha a kibocsátások az SRES forgatókönyvek által meghatározott tartományba esnek. A felmelegedés 2050-re várható mértéke 1,3–1,7 ºC (az 1980–1999 időszak átlagához viszonyítva), mely azonban már kis mértékben függ a forgatókönyv megválasztásától.

A 2000-2020 időszakra vonatkozó AOGCM futtatások SRES A1B forgatókönyvhöz tartozó ensemble eredményeit tekintve a világóceán hőtágulásának mértéke várhatóan 1,3 ± 0,7 cm/évtized sebességgel növeli az átlagos tengerszintet az elkövetkező néhány évtizedben. Ez az eredmény számottevően nem változik, akár az A2, akár a B1 forgatókönyvet tekintjük. Az ismertetett értékek az 1993–2003 időszakra vonatkozó (hőtágulásból származó) megfigyelt tengerszint-emelkedés bizonytalansági tartományán belül vannak (1,6 ± 0,6 cm/évtized).