Melegedő Föld

Meteorológiai mezőelemzés műholdas információk alapján

A műholdas megfigyelések lehetővé teszik meteorológiai elemek finom felbontású elemzését a teljes Földre vonatkozóan, ami a hagyományos, térben nem homogén eloszlású állomáshálózattal nem volt lehetséges. A műholdas távérzékelés módszerével a detektált sugárzás mennyiségéből következtethetünk a légkör és a felszín különböző tulajdonságaira, például a talaj nedvességi állapotára, a felszín hőmérsékletére, a levegő összetételére. Ezeket egy-egy konkrét példával illusztráljuk az alábbiakban.

A talajnedvesség kulcsinformáció a mezőgazdaság számára. Felhasználásával következtethetünk egy adott térség talajállapotára, aszályhajlamára. A 2020 tavaszán Európa-szerte jelentkező súlyos aszályt egy műholdas adatokat felhasználó példán keresztül mutatjuk be. Az 1. ábra azt szemlélteti, hogy 2020 tavaszán a kontinens nagy részére kiterjedő csapadékdeficit hogyan befolyásolja a növények gyökérzóna-tartományában a talajnedvességet. A Közép- és Kelet-Európában látható bordós színárnyalat jelzi a gyökérzóna-nedvességi értékek eloszlásának legalacsonyabb 2%-át. Értelemszerűen e folyamatok mezőgazdaságra gyakorolt hatása nem elhanyagolható, jelentős gazdasági károkat jelez. A térképek elkészítéséhez az amerikai GRACE-FO (Gravity Recovery and Climate Experiment Follow On) program műholdpárjának méréseit használták fel. Ezek a műholdak a gravitációs tér változásait észlelik és hasonlítják össze, melyeket a víz mozgása, többlete és hiánya befolyásol.

Az utóbbi néhány évtizedben egyértelműen észlelhető az antropogén eredetű globális felmelegedés. 1850 óta a második legmelegebb év 2019 volt, melynek hőmérsékletianomália-térképe a 2. ábrán látható. A felmelegedés a legintenzívebben az Északi-sarkvidéken jelentkezik, továbbá az is megfigyelhető, hogy a szárazföldi területeken erősebb a felmelegedés mértéke, mint az óceáni területeken. Az arktikus régió erős pozitív anomáliája jól látszik a 2. ábrán. A kontinensek közül 3–4 Celsius-fokos anomália jelentkezett Európa és Ázsia térségében. Az anomáliatérkép elkészítéséhez a kontinensek 48 000 meteorológiai állomásának adatait és az óceáni területekről a hajók és mérőbóják 18 millió adatát használták fel, melyeket a Brit Meteorológiai Szolgálat Hadley Központja gyűjtött össze.

Az ipari forradalom óta folyó emberi tevékenység hatására az elkövetkező évszázadokban is nagy valószínűséggel folytatódni fog a globális melegedés, sőt, ha nem teszünk ellene radikális lépéseket, jelentős mértékben tovább erősödhet. A globális éghajlati modellek adnak lehetőséget a jövőre vonatkozó becslések elkészítésére, melyekre a szükséges válaszlépéseket, alkalmazkodási stratégiákat alapozni lehet. A globális szimulációk leskálázásával kisebb térségekre vonatkozóan is részletesebb éghajlati információkat nyerhetünk. Mivel nem tudjuk pontosan, hogy milyen társadalmi-gazdasági folyamatok fognak lejátszódni a jövőben, többféle forgatókönyvet – optimistább és pesszimistább változatot – kell figyelembe vennünk.

A Kárpát-medence térségére vonatkozó regionális modellszimulációs eredményeket összegezve valószínűségi becslést adhatunk a jövőben várható regionális éghajlati viszonyokra. Ezek alapján egyértelmű melegedést valószínűsíthetünk a 21. század egészére vonatkozóan (3. ábra). A század közepére kapott térképeken még nincs jelentős eltérés az optimistább és pesszimistább forgatókönyv között. Ugyanakkor az évszázad végére jóval nagyobb mértékű változásokra számíthatunk, amennyiben a pesszimistább forgatókönyv fog megvalósulni: a becsült legnagyobb átlagos hőmérséklet-emelkedés nyáron több mint 6,5 Celsius-fok, amely az optimistább becslésnek csaknem a kétszerese.

A melegedés hatása a hőmérsékleti szélsőségekben is egyértelműen megjelenik. Példaként a hőségriasztások számának és időtartamának várható változásait mutatjuk be a 4. ábrán. A 21. század végére a magyarországi gyakorlatban alkalmazott különböző fokozatú hőségriasztások előfordulásában jelentős mértékű növekedés valószínűsíthető, melynek mértéke akár tízszeres is lehet a referencia-időszakhoz képest. Míg a 20. század végén az I. fokozatú hőségriasztások átlagos éves száma még csak 4 volt, a 21. század végére az összes jövőre vonatkozó szcenárió szerint ez az érték elérheti átlagosan a 30–40-es esetszámot is. A II. és III. fokozatú hőségriasztások átlagos éves száma 0,5-ről, illetve 0,03-ról az évszázad végére várhatóan 4–5, illetve 2–3 esetre növekedhet (4. ábra).

Az éves csapadékösszeg várható változását tekintve Európában jelentős zonális különbségek valószínűsíthetők. A 21. század második felétől Európa északi régiói csapadékosabbá, míg a déli, mediterrán térségek szárazabbá válhatnak. Magyarország az északi és déli régiók közötti átmeneti zónában helyezkedik el, ahol az éves csapadékösszegben várható változás nem szignifikáns. Ugyanakkor az év egyes részeiben a becsült csapadékváltozások jelentős mértékűek lehetnek. A különböző regionális klímamodell-szimulációk jó egyezéssel valószínűsítik a nyári szárazodó tendenciát és a téli csapadékösszeg várható növekedését (Pongrácz et al. 2011).

A várható változásokra való felkészülés és az alkalmazkodás szempontjából kulcsfontosságú, hogy végrehajtsák a 2015 végi párizsi klímacsúcson elfogadott megállapodást. Fontos, hogy az egyezményt aláíró országok – köztük Magyarország is – teljesítsék vállalásaikat. Az egyezmény célul tűzte ki, hogy a globális melegedés mértéke 2 Celsius-fok alatt maradjon, de a bioszféra és az éghajlati rendszer védelmében alternatívaként felveti a 1,5 Celsius-fokos célt is, mely még nagyobb mértékű kibocsátáscsökkentést igényel. Az IPCC 2018 októberében egy külön jelentést publikált (IPCC 2018), mely kifejezetten a 1,5 Celsius-fokos melegedési céllal foglalkozik. Ez az anyag jelzi, hogy teljesen újra kell gondolnunk az üvegházhatású kibocsátással járó tevékenységeinket. Különösen fontos, hogy a városokban a koncentrált emberi jelenlét hatásait mérsékeljük (Bartholy–Pongrácz 2018). Az újabb elemzések rámutatnak, hogy a kitűzött 1,5 Celsius-fokos cél teljesíthető, ha haladéktalanul megkezdődik a radikális kibocsátáscsökkentés, és minden lehetséges mitigációs eszközt maximálisan bevetünk.

Sztratoszférikus ózon

Az 1980-as évek elején a műholdas mérések alapján egyértelműen kimutatták a sztratoszférikus ózonréteg elvékonyodását, elsősorban az Antarktisz fölött. Ennek a hátterében is antropogén kibocsátások állnak, nevezetesen a különböző freonok második világháború utáni széles körű elterjedése és felhasználása. Ezek a gázok a légkör felszínközeli rétegében hozzájárulnak az üvegházhatáshoz, a felsőbb légrétegekbe (sztratoszférába) jutva pedig katalizátorként részt vesznek a káros ultraibolya sugárzástól védő ózonmolekulák bontásában. A negatív hatásokat felismerve, nemzetközi összefogás keretében az 1989-ben életbe lépett Montreali jegyzőkönyv és annak későbbi módosításai betiltják az ózonréteget leginkább károsító anyagok használatát. A néhány évtizedes légköri tartózkodási idő miatt a felhasználás leállítása és a különböző helyettesítő anyagokra való áttérés nem azonnal éreztette hatását, de napjainkra már megindult az ózonréteg regenerálódása (globális átlagértéke 300 DU[1]). Az 5. ábra képpárja igazolja, hogy a 220 DU-nél kisebb ózonmennyiségű terület – melyet ózonlyuknak nevezünk – egyre csökken. A legnagyobb (kb. 27 millió km²) kiterjedésű ózonlyukat 2006-ban detektálták a déli félgömb tavaszán, amikor az éven belül a legalacsonyabb az ózonkoncentráció. 2019-re ennek a területnek már csak a harmadát foglalta el az ózonlyuk – természetesen az évek között jelentős változékonyság is fellép (6. ábra), de a javuló trend egyértelműen megfigyelhető. A becslések szerint a 21. század végére helyreáll az 1970-es évek sztratoszférikus ózonszintje.

Bartholy Judit, Pongrácz Rita

Irodalom

Bartholy J., Pongracz R. 2018: A brief review of health-related issues occurring in urban areas related to global warming of 1.5 °C. Current Opinion in Environmental Sustainability, 30: 123–132.

IPCC, 2018: Global warming of 1.5°C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty (eds.: V. Masson-Delmotte, P. Zhai, H. O. Pörtner, D. Roberts, J. Skea, P.R. Shukla, A. Pirani, W. Moufouma-Okia, C. Péan, R. Pidcock, S. Connors, J. B. R. Matthews, Y. Chen, X. Zhou, M. I. Gomis, E. Lonnoy, T. Maycock, M. Tignor, T. Waterfield)

Pongrácz R., Bartholy J., Miklós E. 2011. Analysis of projected climate change for Hungary using ENSEMBLES simulations. Applied Ecology and Environmental Research, 9(4), 387–398.

Schaefer, K., 2012: Policy Implications of Warming Permafrost. UNEP. 38p. http://hdl.handle.net/20.500.11822/8533