A globális felmelegedés a duplájára gyorsult
(2016 május)
Szinte minden fontos éghajlati mutató kedvezőtlen irányba mozdult az elmúlt öt év adatai alapján; a globális felmelegedés, értéke kb. 1.4 C fok, és a növekedése a duplájára gyorsult, az Earth System Science Data oldalán publikált új nemzetközi jelentés* alapján.
Az utolsó tízéves időszak átlagában pedig a globális felmelegedés már elérte az iparosodás előtti szinthez képest mért 1,26 Celsius-fokot, míg az IPCC legutóbbi, 2021-es jelentése még 1,09 fokos melegedésről számolt be. A jelentés szerint a melegedés emberi eredetű, a természetes tényezők szerepe csak néhány század Celsius-fokos. Az üvegház gázok koncentrációjának emelkedése okozza. A felmelegedett földfelszín hosszú hullámhosszú (infravörös) hősugárzást bocsát ki a világűr felé, de az üvegházhatású gázok ezt a hőt elnyelik, egy részét visszasugározzák a felszínre, megakadályozva a bolygó lehűlését.
A szén-dioxid, a metán és a dinitrogén-oxid okozta felmelegedést részben ellensúlyozza a légszennyezésből származó aeroszol hűtő hatása. A levegőminőség javulása és a technológiai változások miatt kevesebb aeroszol kerül a légkörbe, ami csökkenti az üvegházgázok melegítő hatását, és kevesebb esőt okoz.
A globális átlaghőmérséklet növekedése ≈ 0.2 °C dekádonként 1970-től.
A bázisidőszak az 1951-1980-as évek átlaga, piros színnel az 5 éves mozgó átlag.
((https://berkeleyearth.org/global-temperature-report-for-2024/)
A felszínközeli hőmérséklet növekedése mellett legalább olyan fontos, hogy mennyi többlet energia marad a Föld éghajlati rendszerében, ami Celsius-fokonként kb. 7%-os növekedést jelent, a villámoknál 12%-ost.
A műholdas mérések azt mutatják, hogy a bolygó több energiát nyel el a Napból érkező sugárzásból, mint amennyit visszasugároz a világűrbe. A legutóbbi tíz évben a Földön maradó többletenergia már közel háromszorosa az 1980-as években mért értéknek. A 2023-2024-es időszak mutatott példátlan ugrást, amelynek pontos okait vizsgálják.
A Columbia Egyetem kutatói megfejtették**, miért csökken a Föld légkörének legfelső rétegeiben a hőmérséklet, miközben a felszín melegszik. A kettős folyamatot a tudósok évtizedek óta ismerik, a megfejtés feltárja, hogyan hat a szén-dioxid a különböző magasságú légköri rétegekre.
A Föld felszínének közelében a szén-dioxid csapdába ejti azt a hőt, amely normál esetben kijutna a világűrbe, és ez a hővisszatartó folyamat a felmelegedés fő oka. A felszíntől 11-50 kilométeres magasságban húzódó sztratoszféra területén a szén-dioxid hűtőrendszerként funkcionál. A molekulák elnyelik az alulról érkező infravörös energiát, majd annak egy jelentős részét kisugározzák az űrbe. Ahogy a légkör szén-dioxid-szintje folyamatosan növekszik, ez a hőleadás erősödik, ez idézi elő a folyamatos felső lehűlést.
A kutatók matematikai modellek segítségével rájöttek, hogy az eseményeket alapvetően a szén-dioxid és az infravörös fény – hosszúhullámú elektromágneses sugárzás – kölcsönhatása irányítja. Egyes infravörös hullámhosszakon hatékony a hőleadás. A hűtés szempontjából ideális hullámhossz tartományt a tudósok „Aranyhaj-zónának” (angolul Goldilocks zone) nevezték el. A szén-dioxid koncentrációjának emelkedésével a zóna szélesebb lesz, ami fokozza a légkör hűtését a magasban. A vizsgálatok során az ózon és a vízgőz szerepét is vizsgálták, de ezek befolyása elenyésző a szén-dioxidéhoz képest.
Az 1980-as évek közepe óta a vizsgált légköri réteg nagyjából 2 Celsius-fokkal lett hidegebb, ami a szakemberek számításai szerint több mint tízszerese annak, amit az emberi eredetű kibocsátások nélkül mérnénk. Bár a szén-dioxid segíti a magaslati hőleadást az űr felé, a kialakuló hidegebb környezet miatt a Föld összességében kevesebb infravörös energiát bocsát ki a világűrbe. A folyamat felerősíti a hővisszatartást a felszín közelében, fokozza az alsó légkör felmelegedését. A műholdas mérések által tapasztalt jelenséget globális energia-egyensúlyhiány-nak nevezik.
A látszólagos paradoxon mögött egy egyszerű fizikai törvényszerűség áll: egy hidegebb test kevesebb energiát kisugároz. Bár a szén-dioxid megkönnyíti a hő űrbe jutását a magasban, a folyamat hatására a sztratoszféra annyira lehűl, hogy a teljes energiamérlege végül csökken. A Columbia Egyetem kutatói által leírt folyamat pontos működése és a felesleges hő csapdába esése az alábbi lépésekből áll:
1. A kibocsátott szén-dioxid túlnyomó része az alsó légkörben (troposzféra) koncentrálódik, ami elnyeli a földfelszín melegét, így kevesebb infravörös energia jut fel a sztratoszférába, ami korlátozza a felső réteg alulról történő fűtését.
2. Mivel a sztratoszféra az 1980-as évek óta közel 2 Celsius-fokot hűlt, a molekulák a megnövekedett hűtési hatékonyság (ez az „Aranyhaj-zóna” tágulása) ellenére nem tudnak több energiát kibocsátani. A hideg ritkább gáz kevesebb hőt sugároz ki, mint amennyit egy melegebb, vastagabb gázréteg.
3. Az energiaegyensúly hiány: a sztratoszféra tetejéről az űrbe távozó teljes infravörös sugárzás mennyisége csökken a hideg környezet miatt. Alul a visszatartott energia bent reked az alsó légkörben. A ritkább, bár hidegebb felső légkör nem képes elvonni a többlet hőt a sűrű alsó rétegektől, így a Föld, mint teljes rendszer, kevesebb energiát bocsát ki a világűrbe, miközben a Napból érkező sugárzás változatlan. A folyamat egy globális hőszigetelő takaróként működik: a takaró külső oldala (a sztratoszféra) hideg marad, mert kevesebb hőt kap alulról.
A többlet energia legnagyobb részét az óceánok nyelik el, a felső rétegek alatt a mélyebb tengeri zónák is melegszenek. Mivel az óceánok lassabban melegednek, mint a szárazföld, a most elnyelt hő évtizedeken át a rendszerben marad, és hosszú időn át befolyásolja majd a klímát, ami az egyik oka annak, hogy a felhalmozódó energiatöbblet és a globális melegedés tovább gyorsul, még akkor is, ha egyes években természetes lehűlési folyamatok jelentkeznek.
A mostani adatok alapján a másfél fokos küszöb betartására volt esély, de úgy látszik, hogy a világ nem tudja tartani a párizsi megállapodás legismertebb célját: hogy a globális átlaghőmérséklet-emelkedést 2 fok alatt tartsuk az iparosodás előtti szinthez képest, és ma a növekedés Európában már 2.5 fokos.
A szárazföldi hőmérsékleti szélsőségek még gyorsabban változnak: az éves maximum-hőmérsékletek emelkedése öt év alatt 0,37 Celsius-fokkal nőtt, ami jóval gyorsabb változás a globális átlaghőmérséklet növekedésénél, és ami közvetlenül kapcsolódik a hőhullámok, az aszályok, a forró éjszakák és a mezőgazdasági aszályok gyakoribbá válásához.
A globális csapadéktrendekkel kapcsolatban korábban az látszott valószínűnek, hogy a melegedő légkör globálisan növekvő csapadékmennyiséggel jár együtt, az új elemzés viszont azt mutatja, hogy a teljes földi átlagban már nem rajzolódik ki egyértelmű növekedési trend. Nem mond ellent annak az alapvető fizikai összefüggésnek, hogy a melegebb levegő több vízgőzt képes megtartani, hanem arra utal, hogy a vízkörforgás változása regionálisan nagyon eltérő. Egyes térségek csapadékosabbá válhatnak, míg máshol súlyosbodó szárazság és vízhiány alakul ki.