Klímaváltozás, vagy Jégkorszak?

1. Klímaváltozás, vagy Jégkorszak? Gelencsér János : meteorológus

2. A tejútrendszer

3. A Naprendszer

4. A Föld

5. A Levegő • A földet körülvevő levegőburok, az ÉLETHEZ NÉLKÜLÖZHETETLEN!

7. Globális légköri cirkuláció • A Nap felmelegíti az egész Földet, de a Föld felszínén a hõ eloszlása egyenetlen: az egyenlítõi és a trópusi területek több napsugárzást kapnak, mint a közepes földrajzi szélességû területek, vagy a sarki területek.

8. A trópusokon a beérkezõ sugárzás több, mint ami innen kisugárzódik, míg a sarki területek többet sugároznak, mint amennyi az adott területre beérkezik. Ha nem volna hõszállítás a poláris és a trópusi területek között, a trópusi területek egyre melegebbé és melegebbé válnának, míg a poláris területek pedig egyre hidegebbé. A szélességi körök menti eltérés a sugárzás tekintetében az, ami irányítja a légköri és az óceáni cirkulációt. A hõenergia a melegebb területek felõl a hidegebbek felé terjed, amiért a légköri cirkuláció 60 %-ban, míg az óceáni cirkuláció pedig 40 %-ban felelõs.

9. Az egyik mód, hogy a hõszállítás az Egyenlítõ és a pólusok között megvalósuljon, egy egyszerû cirkulációs cella lehetne, amiben az Egyenlítõnél feláramlás, a magasban a pólus felé való áramlás, a póluson leáramlás, míg a felszínen az egyenlítõ felé való áramlás zárhatná a cellát. Ennek az egycellás cirkulációs modellnek a megalkotója Hadley volt az 1700-as években.

10. . A földi légkörzés egyszerû lenne (és az idõjárás unalmas), ha a Föld nem forogna, és nem dõlt lenne a forgástengely.

11. Mivel a Föld forog, a tengelye ferde, és több szárazföld van az északi féltekén, mint a déli félgömbön, a tényleges cirkuláció ezáltal sokkal bonyolultabb. A globális cirkulációs modellek egy cellán kívül három cellát tartalmaznak mind az északi, mind a déli féltekén. Ez a három cella a trópusi cella (amit Hadley cellának is neveznek), a mérsékletövi cella és a poláris cella.

12. 1. Trópusi cella (Hadley cella)  - Az alacsony szélességeken a levegõ az Egyenlítõ felé mozog, hogy a felemelkedõ, a magasban a pólusok felé mozgó levegõt pótolja. Ez a cella a trópusokon és a szubtrópusi éghajlatú területeken dominál.2. Mérsékeltövi cella (Ferrel cella)  - A közepes szélességek légköri cirkulációs celláját a 19. században élt Ferrelrõl nevezték el. Ebben a cellában a levegõ a felszín közelében a (közelebbi) pólus és kelet felé mozog, míg magasabb szinteken az Egyenlítõ és nyugat felé3. Poláris cella  - A levegõ felemelkedik, szétáramlik és egy része a pólus felé tart. A pólus felett lesüllyed, és kialakítja a poláris magasnyomást. A felszínen a lesüllyedõ levegõ szétáramlik. A felszínen a poláris cellában a szelek keletiesek.

14. Az idõjárás pillanatnyi állapota a légkörnek, vagy a légköri állapotok idõben egymás után való következésének sorozata. Jól tudjuk, hogy adott terület fölött a légkör viselkedését számos fizikai állapothatározóval le tudjuk írni úgy, mint: hõmérséklet, légnyomás, víztartalom, mozgás stb.

15. Mivel az idõjárás a légköri állapotok sorozata, adódik, hogy a ’valódi’ éghajlatot úgy definiáljuk, hogy a figyelembe vett idõintervallum a végtelenhez közelít, azaz a valamennyi, valaha is elõfordult légköri állapotok összessége adja az éghajlatot.

16. A levegõ mindig a magas nyomású területek felõl áramlik az alacsony nyomású felé, míg be nem áll az egyensúlyi helyzet. Azonban ez az áramlás nem egyenes vonalban történik, mert a Föld forgása miatt fellép egy eltérítõ erõ (amit Coriolis erõnek hívnak). Ehelyett a szél spirál alakban áramlik: az alacsony nyomású rendszerekben befelé és felfelé, míg a magas nyomású rendszerekben lefelé és kifelé fúj. 

17. Alacsony nyomású rendszerek – Ciklonok • A felfelé áramló levegõ területeit alacsony nyomásnak, alacsony nyomású rendszereknek, depresszióknak vagy ciklonoknak neveznek. Ezeken a területeken gyakori a borult, szeles idõ, az esõs idõszak, valamint télen a hó és a változékony idõjárás.

19. Alacsony nyomású rendszer ott alakul ki, ahol a viszonylag meleg és nedves levegõ a Föld felszínérõl felemelkedik. Ez olyan zárt izobár (azonos nyomást összekötõ vonal) rendszer, mely környezetéhez képest alacsony nyomású területet ölel körül. • Az alacsony nyomású területek középpontjában a levegõ instabil. A meleg, nedves levegõ felfelé spirálisan mozog, közben lehûl, felhõ képzõdik, amibõl hó vagy esõ hullhat. • Az alacsony nyomású rendszerekben a levegõ spirális alakban a Föld felszínén befelé mozog. Ha a nyomás nagyon alacsony, a szél erõssége elérheti a viharosat, vagy a hurrikán erõsséget. Ez az, amiért a ciklon kifejezést szabadabban használják viharokra és légköri zavarokra, fõleg erõs trópusi hurrikánokra és tájfunokra.

20. Magas nyomású rendszerek - anticiklonok • Azon területeket, ahol a levegõ lefelé mozog magas nyomású területeknek, vagy anticiklonoknak nevezzük. Általában változatlan, jó vagy kedvezõ idõjárás jellemzi õket. • A magas nyomású rendszerek, az alacsony nyomásúakhoz viszonyítva, nagyobb területet fednek be, lassabban mozognak és hosszabb élettartamúak. • Anticiklonok nagy kiterjedésû, leszálló légtömegekbõl keletkeznek. Amikor a levegõ lefelé száll, és magas légköri nyomás uralkodik, a leszálló levegõ felmelegszik és a relatív páratartalma csökken, így a vízcseppek hamarosan elpárolognak a levegõben.

22. A mérsékelt övi ciklonokat a légkörben uralkodó nagy hõmérsékleti különbségek befolyásolják, alakítják. Akkor keletkeznek, amikor különbözõ hõmérsékletû légtömegek találkoznak. A levegõ nem jól keveredik, és a melegebb légtömeg felfelé mozog, így front is képzõdik. • A mérsékelt övi ciklonok sokkal nagyobbak, mint a trópusiak, az átmérõjük 1000-4000 km, és a szél sebessége is kisebb, mint a trópusi ciklonokban: a legnagyobb sebesség 30 m/s (110 km/h) körüli.

23. Az idõjárási frontot úgy definiálhatjuk, mint egy határt két eltérõ sûrûségû, hõmérsékletû légtömeg között. Ezen légtömegek nem keverednek azonnal egymással a különbözõ sûrûség miatt, ehelyett a könnyebb, melegebb levegõ felemelkedik a hidegebb és sûrûbb fölé. A front az átmenet a kettõ között.

24. A frontokat mindig jelzik a felhõk, ezek fajtái a legkülönfélébbek lehetnek, és nagyon gyakran csapadéktevékenységgel is találkozhatunk. Amikor egy idõjárási front áthalad egy terület fölött, jellegzetes változás következik be a szél sebességében, irányában, a légnyomásban és a levegõ nedvességtartalmában. Négy fronttípust különböztetünk meg: hidegfront, melegfront, okklúziós front és stacionárius front. A fronttípusokat a légtömeg mozgásának iránya, és a légtömeg karakterisztikái különböztetik meg.

25. Hidegfrontról beszélünk, amikor a hideg légtömeg a meleg levegõ felé mozog. Hidegfront után a meleg levegõt hideg levegõ követi. Mivel a hideg levegõ sûrûbb, maga elõtt tolja a meleg levegõt, és emelkedésre kényszeríti

26. Melegfront akkor alakul ki, amikor a meleg légtömeg eléri a hideget. A melegebb levegõ a hideg mentén a magasba emelkedik. A melegfront általában kevésbé heves jelenségekkel kísért és lassabban mozog, mint a hidegfront. A melegfront esetében a csapadék kevésbé intenzív, azonban sokkal kiterjedtebb (300-400 km), mint a hidegfront esetében.

28. A légkör szerkezete • Az atmoszférát is különböző rétegekre bonthatjuk. A szférákat elválasztó rétegeket pauzák különítik el egymástól. A Földtől felfele haladva a következő rétegeket különböztetjük meg: • Troposzféra  (0-12 km-es magasságban helyezkedik el) • Tropopauza  (megközelítőleg 12 km-es magasságban helyezkedik el) • Sztratoszféra vagy ozonoszféra (12-50 km-es magasságban helyezkedik el) • Sztratopauza  (megközelítőleg 50 km-es magasságban helyezkedik el) • Mezoszféra  (50-85 km-es magasságban helyezkedik el) • Mezopauza  (megközelítőleg 85 km-es magasságban helyezkedik el) • Termoszféra  (85-1000 km-es magasságban helyezkedik el) • Termopauza  (megközelítőleg 1000 km-es magasságban helyezkedik el.) • Exoszféra  (1000 km feletti rétegek)

29. A légkör összetevői • Az atmoszférát állandó és változó összetételű gázok, cseppfolyós és szilárd anyagok alkotják. A szilárd- és cseppfolyós anyagokat aeroszol részecskéknek nevezzük. A levegő összességéhez mérten mennyiségük azonban igen csekély. A szakemberek a gázokat két fő szempont szerint csoportosítják: a légkörben való tartózkodási idejük, mennyiségük és térfogaton belüli arányuk szerint.Azokat a gázokat, amelyek mennyisége hosszú távon változatlan marad állandó gázoknak nevezzük.Azokat a légköri gázokat pedig, amelyek viszonylag rövid időn belül, néhány hónap/év vagy évtizeden belül változnak, azokat változó gázoknak hívjuk. Erősen változó gázok pedig néhány nap alatt is képesek változtatni mennyiségükön.A változó gázok tartózkodási ideje a légkörben hozzávetőlegesen 4 hónaptól 15 évig terjedhet. Az erősen változó gázok jelenléte a légkörben nem tart tovább 14 napnál.A levegőtérfogat 99,998%-át az alábbi fő összetevők alkotják: • Nitrogén (N2)78,084%Oxigén (O2)20,946%Argon (Ar)0,934%Szén-dioxid (CO2)0,032%A légkör összetételének fennmaradó százaléktöredékét az aeroszol részecskék és a nyomgázok alkotják. A változó összetevő gázok kis mennyiségük ellenére igen fontos szerepet játszanak a légköri folyamatok kialakításában. Az ózon kis mennyiségben van jelen, mégis életfontosságú szerepet tölt be. A légköri aeroszolok gyengítik a Föld felszínére érkező sugárzást.

35. Mit kezdjünk vele?

36. Tévhitek • Viszonylag stabil a földi éghajlat - ez volt az utóbbi tízezer év nagy illúziója. Mivel az emberiség túlságosan hozzászokott a jóhoz, bármilyen változás előtt is állunk, az komoly dilemmát okoz…

37. Elképzelések, variációk • Néhány kutató szerint az éghajlatváltozásban bizonyos ciklikusság figyelhető meg, és a múltbeli szabályszerűségek tanulmányozása segíthet abban, hogy meg tudjuk jósolni a jövőbeli változásokat.

38. Összefüggések • Ugyanakkor néhány kutató tanulmányozta a levegő CO2 koncentrációjának az éghajlatra gyakorolt hatását. Úgy gondolták, hogy a CO2 koncentráció változása összefüggésben lehet az átlagos hőmérséklet változásával, a jégkorszakok megjelenésével és megszűnésével.

40. Földünk éghajlatának változása teljesen természetes folyamat, a felmelegedést mindig lehűlés követi és ez több tízezer, sőt, több százezer évre visszamenőleg megfigyelhető. Viszont egyre közelebb kerül az éghajlatban soron következő változás, ami a következő jégkorszakhoz vezethet. A gond az, hogy a tudósok még nem tudják megmondani, hogy mikorra várható. Abban viszont biztosak, hogy be fog következni.

41. A jégkorszak vagy glaciális egy hosszú távú éghajlati változás, amely alatt a Földátlaghőmérséklete lecsökken, ezzel a sarki jégtakarók, a kontinentális jégtakarók és a gleccserek területe nagy mértékben kiterjed. • Az egyes jégkorszakok között úgynevezett interglaciálisok (jégkorszak közötti korok) vannak, melyek ciklikusan váltják egymást, kb. 40 000-100 000 évenként. • jégkor utolsó nagyobb glaciális periódusa kb. 10 000 éve ért véget.

42. Olyan extrém időjárás uralkodott időnként bolygónkon, amit most szinte el sem tudunk képzelni. Volt, hogy a sarkokat esőerdők borították, de olyan is előfordult, hogy az Európát borító jégtakaró egészen Lisszabonig elnyúlt.

43. "Jó helyen" kellett élni a klímaváltozás elviseléséhez • A természetes folyamatok az elmúlt évezredekben is számos alkalommal drámaian megváltoztatták bolygónk éghajlatát. 75 ezer éve kezdődött az utolsó jégkorszak. 40 ezer évvel ezelőtt egy rövid meleg periódus után, 38 ezer évvel ezelőtt újabb hideg időszak vette kezdetét, amely egészen tízezer évvel ezelőttig tartott. Az azóta eltelt évezredek alatt viszont az éghajlati ingadozások minimálisak voltak, ezért akármilyen változás előtt is állunk, az nagyon rémisztő lesz majd.

44. Fejlődés? • Ebben a 10 ezer évben a vadászó gyűjtögető életmódtól - hogy csak néhány dolgot említsünk - eljutottunk a nagy ipartelepek építéséig, az űrutazásig, a kézátültetésig és a nanotechnológiáig, abba az illúzióba ringatva magunkat, hogy az éghajlat stabilitása teljesen normális dolog.

45. Azokban az időkben jóval kevesebb ember élt a Földön, mint amekkora a jelenlegi populáció. Amikor egy jelentős éghajlati változás zajlott, azok a népcsoportok élték túl, melyek "jó helyen" voltak, és alkalmazkodtak a megváltozott körülményekhez, míg mások kihaltak. Ennek akkoriban nem volt túl nagy jelentősége, hisz természetes kiválasztódás történt. Napjainkban azonban teljesen más a helyzet: az ilyen jellegű drasztikus változások több millió ember életét veszélyeztetnék.

46. Bolygónk szárazföldi területeinek nagy része jelentősen ki van téve a glaciális-interglaciális ingadozás hatásainak, mivel a melegedés a sarki jegek olvadásával, ezért tengerszint-emelkedéssel jár. Minden partvidék veszélyeztetett ilyen esetben. • Az utóbbi kétszáz évben a légkör egyre többet szenved az emberi tevékenység okozta zavaró következményektől. Az utóbbi évtizedek fő változása a levegő gázkoncentrációjának folyamatos növekedése, ami a fosszilis tüzelőanyagok - földgáz, kőolaj, szén) - használatából, vagy a vegetáció elégetéséből - erdőégetés, fatüzelés - ered. A mind több gáz okozza a Föld hő visszatartó képességének növekedését, ami hosszabb távon globális klímaváltozáshoz vezethet.