Bevezetés

Vitathatatlan tény, hogy a Föld felszínközeli légrétege melegszik, valamint számos üvegházhatású gáz koncentrációja emelkedett az utóbbi egy-két évszázadban. E változások mértéke sokkal nagyobb, mint amit a természetes folyamatok indokolhatnának, illetve az általunk belátható földtörténet során valaha is bekövetkezett. Az elmúlt 800 ezer évre vonatkozó jégfuratminták elemzéséből tudjuk, hogy míg ebben a hosszú időszakban a szén-dioxid koncentráció 170–300 ppm intervallumban mozgott, addig az elmúlt két évszázadban 280 ppm-ről 390 ppm-re nőtt, s az optimista becslések szerint sem valószínű, hogy a XXI. század végére 560 ppm alatt tartható. Miért érdekes számunkra a légköri szén-dioxid gáz – akár kétszeresre növekvő – koncentrációváltozása, mely jelenleg a légkör 0,04%-át sem teszi ki? Az üvegházhatás 33 °C-kal növeli a felszínközeli átlaghőmérsékletet, enélkül nem lenne lakható a Föld. Annak ellenére, hogy a vízgőz hozzájárulása a legnagyobb ehhez a hőmérsékleti többlethez, a többi üvegházhatású gáz fontossága is egyértelmű. Ennek illusztrálására mutatjuk be az 1. ábrát, melyen egy 50 éves klímaszimulációt követhetünk nyomon. Lacis és munkatársai (2010) igazolták, hogy önmagában a rövid (alig 10 napos) tartózkodási idejű vízgőz nem képes tartósan biztosítani az üvegházhatásból származó többlethőmérsékletet, s a hosszú tartózkodási idejű üvegházhatású gázok hiányában egy-két évtized alatt a Föld felszínének szinte teljes egésze eljegesedne.

Zonálisan átlagolt évi középhőmérséklet megváltozása

1. ábra. Zonálisan átlagolt évi középhőmérséklet megváltozása. Az 50 éves klímaszimuláció során a vízgőzt kivéve az összes üvegházhatású gáz koncentrációját nullának tekintették. (Lacis et al., 2010 nyomán)

Amennyiben ennyire fontosak az üvegházhatású gázok, köztük a szén-dioxid, akkor hogyan lehetséges, hogy nagymértékű koncentrációnövekedésük csak néhány tized °C-os globális melegedést (0,74 °C-ot 1906–2005 között) okozott a légkör felszínközeli rétegeiben? Egyrészt jelentős mértékben csökkentette az üvegházgázok melegítő hatását az ugyancsak antropogén eredetű légszennyezés növekedése, mely az aeroszolkoncentráció emelkedését eredményezte (az aeroszolrészecskék fokozódó légköri jelenléte hűtő hatást vált ki). Másrészt, az elmúlt 50 évben az üvegházhatású gázok koncentrációnövekedése miatt megjelenő többletenergia nagy része, mintegy 84%-a az óceánnak adódott át, további 7%-a, illetve 5%-a a tengeri jég és a gleccserek olvadására, illetve a szárazföldek melegítésére használódott fel, s csupán 4%-a maradt a légkörben.

Az utolsó két IPCC-jelentés az ún. SRES szcenáriókat használta. Ezeket a kibocsátási forgatókönyveket Nakicenovic és Swart 2000-ben tette közzé, s az akkori elképzelések szerint a XXI. századra vonatkozó népességalakulási és gazdasági növekedési becslések alapján határozták meg az optimista, közepesnek tekinthető, valamint pesszimista kibocsátási tendenciákat. Az azóta eltelt időszakban nyilvánvalóvá vált, hogy a közelmúlt valódi kibocsátásai még a legpesszimistább becslést is meghaladják (2. ábra). A mért nagy kibocsátások hátterében elsősorban a fejlődő, feltörekvő gazdaságok állnak, köztük is a legnagyobb mértékben Kína.

A fosszilis tüzelőanyag felhasználásából eredő szén-dioxid globális kibocsátásának alakulása 1980 és 2008 között

2. ábra. A fosszilis tüzelőanyag felhasználásából eredő szén-dioxid globális kibocsátásának alakulása, 1980–2008. (Le Quéré et al., 2009 nyomán)

Ebben a kiadványban elsőként az éghajlat változását előidéző természetes és antropogén okokat vesszük sorra, s azt elemezzük, hogy a múltbeli éghajlatváltozások mértéke összemérhető-e a XX-XXI. századi változásokkal. Ezt követően a vizsgálati módszereket és az elemzésekhez felhasznált eszköztárat tekintjük át, ezen belül elsősorban az éghajlatmodellezés fejlődéstörténetét hangsúlyozzuk, s a jelenleg rendelkezésre álló éghajlati modellek vázlatos felépítését tárgyaljuk. A durva felbontású, teljes Földre kiterjedő modelleredmények regionális leskálázására a dinamikus alapú regionális éghajlatmodellezést, s e módszertan korlátait foglaljuk össze. A modellek felhasznásával a várható globális, európai és hazai éghajlati trendeket mutatjuk be részletesen.