Az utóbbi húsz évben 6-14 százalékkal növekedett a földfelszínre érkező UV-sugárzás mennyisége (2018)

Az utóbbi húsz évben 6-14 százalékkal növekedett

a földfelszínre érkező UV-sugárzás mennyisége (2018)

(2018 Agusztus)

"Az utóbbi húsz évben 6-14 százalékkal növekedett bolygónkon a földfelszínre érkező UV-sugárzás mennyisége, mert a légkör átlátszósága 10%-al javult ." A melegedési folyamat anticiklonális időjárást okoz Európában, és elolvad a sokéves jég a Északi-sarkon. A párolgás egyenlőtlen eloszlása és intenzitása nő a hőmérséklettel, ami viharokat és szárazságot, erdőtüzeket is okoz.

A légkör átlátszósága Magyarországon (az optikai légkör vastagság 2018-ban) a Föld felszínén 10%-al javult a korábbi minimumhoz viszonyítva. A budapesti és a Kékes-tetői UV átlátszóság értékek között 10% körüli az eltérés van. A javulás oka részben az ipari légszennyezés csökkenése. Mérésének módja: az UV sugárzás intenzitásának mérése volt. Az átlátszóság javulásának másik oka feltehetően az alacsny rétegfelhők mennyiségének csökkenése. A fényvisszaverő képesség miatt a felhők körülbelül 12 °C-kal (22 °F) hűtik le a földet, a hűtést nagyrészt a rétegfelhők okozzák. Ugyanakkor a kibocsátott sugárzás visszaverésével mintegy 7 °C-kal (13 °F) felmelegítik is a földfelszínt, amelyet nagyrészt az alacsony színtű felhők okoznak. Ez átlagosan 5 °C (9,0 °F) hőveszteséget, hűtést jelent. ["Cloud Climatology". International Satellite Cloud Climatology Program. National Aeronautics and Space Administration. Retrieved 12. July 2011.]. Ha nem keletkeznek rétegfelhehők, akkor melegszik az éghajlat.

Megfigyelés: melegedés→ szárazság → kevesebb eső, de ha esik, az gyakran villámárvizet jelent, a vízpára visszacsatolás következtében történnek. 40 fokos hőség felett az eső nagyon ritka; ekkor a meleg időjárás olyan légköri viszonyokkal jár, amelyek már nem kedveznek a felhőképződésnek, a légkör stabilitása 15 foktól 40 felé közeledve nő, a felhőképződés csökken. (A felmelegedés-lehűlés ciklikus nagyon hosszú távon: https://www.origo.hu/tudomany/20200317-a-jegkorszakok-akkor-ertek-veget-amikor-a-fold-tengelyenek-szoge-nagyobb-lett.html, a Föld dőlésszögének megváltozásával kapcsolatos folyamat.) A legutóbbi három év volt a legmelegebb Földünkön az időjárási feljegyzések 19. század végi kezdete óta. Jelenleg (2019) a globális átlaghőmérséklet egy Celsius-fokkal magasabb az iparosodás előtti időszakhoz képest, és 0,17 Celsius-fokkal növekszik évtizedeként."

2019 nem volt egyedi év, tendenciáról van szó: Az elmúlt években a sarki jégtakaró később kezdett nőni a meleg telek beköszöntével, és korábban kezd olvadni tavasszal. A kutatók szerint az Északi-sarokról eltűnt az „öreg” (a 3-4 évnél régebben keletkezett), erős és vastag jég, ami az 1980-as évek elején még a teljes jégfelület harmadát tette ki, 2019 márciusában, vagyis tél végén már csupán 1,2 százalékát. A globális felmelegedés a világátlagnál jobban érinti a sarkvidékeket, É-n az átlaghőmérséklet kétszer gyorsabban nő. Oka, hogy a sarkvidéken a jég erősen visszaveri a napfényt, így jóval kevesebb hőt nyel el, mint a sötétebb színű tengervíz vagy földfelület. Ha azonban kevesebb a jég, akkor a terület kevesebb fényt ver vissza, több hőt nyel el (albedo). Vannak olyan modellek, melyek a húszas évek második felére É-on jégmentes tengert jósolnak. Az Antarktiszon is várható a jég mennyiségének csökkenése, de relatív méretéből következik, hogy később mint É -on. Jégmentesség: ha az Északi-sarki jéggel borított terület a jégmentesnek tekintett 1 millió négyzetkilométeres határig olvad el. 1979 és 1992 között átlagosan 6,85 millió négyzetkilométer volt a jéggel borított terület.

Páravisszacsatolás:A bolygó hőmérsékleti sugárzását elnyelő rendelkező gázokat üvegházhatású gázoknak nevezzük. A Föld légkörében található természetes üvegházgázok és részvételi arányuk az üvegházhatásban: vízgőz (36 - 70%), szén-dioxid (9 - 26%), metán (4 -9%, kb, 10 év alatt lebomlik) , ózon (3 -7%).

Gáz	Képlet	GWPa	Légköri tart.idő (év)	Légköri koncentráció	Változás (%)
szén-dioxid	CO₂	1	50-200	280 ↑ 368 ppmv	+31
metán	CH₄	23	8,4-12	700 ↑ 1750 ppbv	+151
dinitrogén-oxid	N₂O	314	120	270 ↑ 316 ppbv	+17

A Táblázat eredete: https://hu.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cvegh%C3%A1zhat%C3%A1s%C3%BA_g%C3%A1zok

Radiative forcings hu.svg

Az ábra eredete: https://hu.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cvegh%C3%A1zhat%C3%A1s%C3%BA_g%C3%A1zok

Vannak kutatók, akik szerint a felmelegedés oka 60-80%-ban a vízpára, ami lehet túlzás. A felhők és a köd árnyékoló hatása a Föld 60 W/m² -s kisugárzott energiáját a légkörben tartja, és nem engedi át a Nap 1360 W/m ² -s sugárzását. A Nap nélkül a hőmérséklet a felszínen -18 Celsius lenne, de a Nap sugárzása miatt 15 Celsius fokos az átlaghőmérséklet. A melegedés következtében a légkörbe jutó vízpára hatásában erős üvegházhatású gáz és fokozza a felmelegedést, egyenlőtlen eloszlása pedig a szélsőségesebb időjárást okoz. A légkör növekvő páratartalma felhőképződéshez is vezet, ami növeli a Föld napsugárzás elleni védettségét, ami a felmelegedés ellen hat. (Padányi József -Halász László: „A klímaváltozás hatásai”, tanulmány, TÁMOP 4.2.2./B-10/1-2010-0001 azonosító szám). Hatásuk az Egyenlítő környékén maximális - É-n kevesebb van, és majd kifagy-, az eloszlást az alábbi ábra mutatja:

The distribution of atmospheric water vapor a significant greenhouse gas varies across the globe MONSOON

A vízpára eloszlása (NASA fotó), az egyenlítő környékén a pára a passzát szelek, monszunok intenzitását növeli (4)

A hőmérséklet általában csökken a magassággal, és részben ez a csökkenés idézi elő a felhőképződést. De előfordul, hogy fölfelé haladva nő hőmérséklet, a jelenséget hőmérsékleti inverziónak nevezik. Anticiklonális áramlás esetén előforduló leszálló légmozgások sokszor eredményeznek erős hőmérsékleti inverziót, amikor nem keletkezik felhő, és aszályossá válik az időjárás. Ekkor az óceánok hőtartalma késleltetve növekszik, a hőtartalom a hőfok változásától és az átmelegedő óceáni vízréteg vastagságától függ: az óceánoknak nagyobb a felülete és a fajhője, mint a szárazföldeknek, tehát a felmelegedés valódi értékét az óceáni vízrétegek vastagsága és hőmérséklete jellemzi pontosabban. Az óceánok vízszintje az időben közel lineáris függvény szerint nő évi 0.4 cm -es meredekséggel: https://en.wikipedia.org/wiki/Sea_level_rise, aminek az oka az olvadékvizek mellett a hőtágulás. Az anticiklonális inverzó* (a melegedő levegő nem tud felszállni, lebeg vagy leszáll, amitől a növényzet károsodik, kiszárad, tüzek alakulnak ki) következményei: a magas nyomású öv szélesedik, a Szahara terjeszkedik északra a Mediterráneum rovására, a datolyapálma jelzi É-n a terjeszkedés határát. A Mediterráneumban a növényzet a D-i oldalakon kiég. (A Szahara délre még gyorsabban terjed, a Szahara hatása Európa időjárására jól követhető a szállított por mennyiségének változásával. I.e. 7000 és i.e. 2000 között füves puszta volt, tavakkal, folyókkal, mocsarakkal. I.e. 700 körül alakult ki a mai állapota.)

A magas légköri vízgőz mennyiségének csökkenése önmagában 25%-al - a szám pontosítandó- járul hozzá a felmelegedéshez. Ma a hőmérséklet növekedésével szárazabb és melegebb időjárás van: az átlátszóság nő, a csapadék viszont villám-árvíz formában érkezik. Az időjárás változékonyságának nincs mérőszáma: gyakoriságokkal lehet jellemezni. Pl. az erdőtüzek relatív számával, ami nő. A növénytakaró csökkenésében az erdőirtás, a beépítés, repülőterek, a repülés, az út- és városépítés, az ipar- és mezőgazdaság, az erdőtüzek pozitív visszacsatolást jelentenek, az albedo csökkenése miatt. A Föld tengelyének kis mértékű megváltozása is okozhat változást. A szárazság (aszály) paraméterei: időtartam, a levegő hőfoka, páratartalma, szélsebesség, csapadék- hiány (mm)-ben, talaj és műtárgy-rengeteg hőmérséklete, víztartalma, az élő szervezet hő-tűrő képessége. Az aszályos napok és az erdőtüzek számának növekedése szembe tűnőbb, mint az óceánok hőtartalmának növekedése. A tengervíz növekvő mélységben történő felmelegedése késleltetve hat: az É-i féltekén 1-2- fokkal melegebbek a novemberi és decemberi hónapok, és szeptemberben elolvad a sokéves poláris jég. Érdekesség, hogy az évente megfagyott jég mennyisége alig változik -azaz az évente elvont hő mennyisége nem változik-, ugyan akkor a növekvő entalpia következtében a több éves É-sarki jég kb. 80% - 90% -a elolvad a 2020-s évekre. A tengervíz hőmérséklet növekedése jobb indikátora (https://www.epa.gov/climate-indicators/climate-change-indicators-sea-surface-temperature) az általános melegedésnek, mint a levegő hőmérséklet átlagértékek növekedése, mert mozgóátlagként működik.

Következtetések

Egy magyarázat az átlátszóság 10%-os növekedésére: a légkör átlagos stabilitása (csökkenő felhőképződéssel mérve) nő a hőmérséklet növekedésével. A felhőmentes adiabatikus hőmérséklet gradiens* északra tolódik, kevesebb felhő alakul ki. Ugyanakkor az átlagos abszolút páratartalom nő Európában az anticiklonális hatásra: az anticiklonális övezetek százalékos növekedésének észlelése műholdakkal lehetséges.

A párolgó felület nagyságának változása: Az óceánok felé vagy felől jövő víz tárolási formái: pára, tó, folyó, az elő anyag, talajvíz (a mélységi vizeket elhanyagolva). Az óceán párolog, a felületével és a hőtágulással arányosan, a sarki jég szublimál, az utóbbi már lehet elhanyagolható mértékű jelenség. A felmelegedés következtében elolvadt, és a sarki és gleccser eredetű olvadék vizek növelik ugyan az óceánok, tengerek felszínét, de a 17 cm-e szintemelkedésből -ami 1900 óta 17 cm- 16.9 cm-nek megfelelő térfogat nem párolog. A melegedési és a lehűlési folyamatok alatt a párolgás intenzitása különbözik. A lehűlési folyamat relatíve nagyobb mennyiségű párát képez (hó és eső), mint a melegedési folyamat. A felmelegedési folyamat összességében csökkenő éves pára mennyiséget képez, mert átlagosan stabilabb a légkör, ekkor elfogy a sokévesb jég a sarkokról, kevesebb víz vesz részt a körforgásban, jut az óceánokba, ahol csak kisebb részben párolog. Tehát, bár a párolgás intenzitása a hőmérséklettel nő, de a párolgó víz mennyisége csökken.

Kitérő, szükség van a váratlan természeti események általános jellemzésére -pl. az "elképesztő" szó helyett-: egy esemény intenzitása és a gyakorisága együtt elégséges leírást adnak. Az utóbbi esemény/ időintervallum dimenziójú, azaz az átlagos bekövetkezés időintervallummal kapcsolatos mennyiség, a reciproka az időegység alatt bekövetkező események száma.

Néhány jelenség mérőszáma - felsorolás következik-:

a tornádók korrigált Fujita skálája (https://hu.wikipedia.org/wiki/Torn%C3%A1d%C3%B3),

a szélerősség-skála https://hu.wikipedia.org/wiki/Beaufort-sk%C3%A1la, ez 0-12 fokozatú skála, ami túl sok, ezért három tartományba osztották, ami riasztás kiadására alkalmas. 5-6 fokozatra lenne szükség.

A hurrikánoké https://hu.wikipedia.org/wiki/Saffir%E2%80%93Simpson-f%C3%A9le_hurrik%C3%A1nsk%C3%A1la, ami 5 fokozatú, de ma már szükséges egy hatodik is. Az árvizeket vízszint magasságban mérik és nem a víztömeg vagy a térfogat %-ban.

Javaslat az intenzitás mérőszámára: Small, azaz S, M, L. Bővítve XS, S, M, L, XL (és ha szükséges XXL). Példa a földrengés-tengerrengés Richter-skálája (https://hu.wikipedia.org/wiki/Richter-sk%C3%A1la) alapján.

A Richter-skála, Charles F. Richter kaliforniai földrengéskutató után, a földrengések, tengerrengések nagyságának mércéje a felszabadult energia logaritmusával arányos mennyiség, ami a földrengés regisztráló-készülék írókarja által mért legnagyobb kitérés tízes alapú logaritmusa. Minden fokozat tízszeres kitérést és kb. harmincszoros energianövekedést jelent. (Pl. az 5-ös méretű rengés során harmincszor akkora energia szabadul fel, mint egy 4-es méretűnél.) A skála felső vége 8,5 – 9,5 között van, mert ilyen értékűek az ismert legerősebb rengések./

Magnitúdó	A rengés ereje	A pusztítás mértéke	Hasonló erejű rengések gyakorisága
<2,0	mikro rengés	csak műszerekkel érzékelhető	8000/nap
2,0‑2,9	rendkívül gyenge	a legtöbb ember még nem érzékeli	1000/nap
3,0‑3,9	nagyon gyenge XS	általában érzékelhető, károkat még nem okoz	évente 49000
4,0‑4,9	gyenge S	a csillárok kilengenek, morajlás hallatszik, károk csak ritkán keletkeznek	évente 6200
5,0‑5,9	közepes M	a szerkezetileg gyenge épületekben komoly károk is keletkezhetnek	évente 800
6,0‑6,9	erős L	erősebb épületek is megrongálódnak az epicentrumtól 50‑80 km távolságban is	évente 120
7,0‑7,9	igen erős XL	súlyos károk: házak és hidak összeomlása, utak, vasúti sínek deformációja	évente 18
8,0‑8,9	nagyon erős XXL	súlyos károk több száz kilométeres körzetben, többméteres lezökkenések, hegyomlások	évente 1
9,0‑9,9	rendkívüli erejű rengés XXXL	a földkéreg megreped: horizontális és vertikális elmozdulás	(átlagosan 20 évente fordul elő =) évente 1/20
≥10	globális katasztrófa	a földkéreg repedés törésvonalai minden irányban	az emberiség történetében még nem volt

A labilitás-stabilitás és ezzel a változékonyság talán mérhető: a harmatpont átlagos idő-és helyfüggvényével, nem csak évszakokként változik, hanem évenként is. Száraz-adiabatikus hőmérsékleti gradiens különbözik a nedvestől. Értéke: 1°C/100m, nedves-adiabatikus hőmérsékleti gradiens kb. a fele: (http://elte.prompt.hu/sites/default/files/tananyagok/MeteorologiaAlapismeretek/ch06.html). A telített levegő adiabatikus állapotváltozása során fellépő hőmérséklet-változás. Mivel a kondenzáció rejtett hője az emelkedő légrészecskéket melegíti, a nedves-adiabatikus hőmérsékleti gradiens mindig kisebb a száraz- adiabatikus hőmérsékleti gradiensnél. Amennyiben a földfelszíntől felfelé haladva a hőmérséklet erősebben csökken, mint száraz adiabatikus esetben, akkor a vizsgált légoszlop abszolút instabil. Ha viszont a nedves adiabatikusnál is kisebb mértékben csökken, vagy esetleg növekszik a léghőmérséklet a troposzférában (pl. inverziós időjárási helyzetben), akkor a légkör abszolút stabil. Végül abban az esetben, ha ezen két feltétel egyike sem teljesül, feltételes instabilitásról beszélhetünk. Ekkor a stabilitás vagy instabilitás attól függ, hogy az adott légtömeg mennyire telített.(http://elte.prompt.hu/sites/default/files/tananyagok/MeteorologiaAlapismeretek/ch05s03.html)

"A meleg levegő emelkedése során a környező levegővel való hőcserétől eltekintünk, azaz az állapotváltozás adiabatikus. (A száraz-adiabatikus állapotváltozás 100 méterenként közel 1 oC-os hőmérséklet csökkenéssel jár), a 6.5a. és 6.5b. ábrán. Ha a levegő relatív páratartalma eléri a 100%-ot, és megkezdődik a vízgőz kondenzációja. A kondenzáció során felszabaduló hő melegíti az emelkedő levegőt, ezért ettől kezdve már lassabban csökken a hőmérséklete. A kondenzáció esetén a hőmérséklet 0,5–0,6 oC-ot csökken 100 méterenként, (Nedves- adiabatikus állapotváltozás.) Felhőképződésről csak akkor beszélhetünk, ha a légrészecske a kondenzációs szint fölé tud emelkedni (a. és b. ábra). A hőmérséklet általában csökken a magassággal, de néha előfordul, hogy fölfelé haladva nő. Ezt a jelenséget hőmérsékleti inverziónak nevezik. Anticiklonális áramlás esetén előforduló leszálló légmozgások

-gyakran eredményeznek hőmérsékleti inverziót a 800 hPa-os szint felett (6.5b. ábra). Ez az inverzió megállítja a felfelé emelkedő légrészt, és csak sekélyebb felhőzet

alakulhat ki,"

-vagy ki sem alakul, ld. az ábrát:

adiabatikusok

Ábra: A felhőképződés lehetősége három különböző meteorológiai helyzetben. Gomolyfelhő (a) és sekély rétegfelhő (b) kialakulását elősegítő,

illetve felhőképződést gátló (c) hőmérsékleti rétegződés. (http://elte.prompt.hu/sites/default/files/tananyagok/MeteorologiaAlapismeretek/ch06.html)

Climate change feedback: (https://en.wikipedia.org/wiki/Climate_change_feedback#cite_note-pubs.giss.nasa.gov-48). "The water vapor feedback is strongly positive, with most evidence supporting a magnitude of 1.5 to 2.0 W/m²/K, sufficient to roughly double the warming that would otherwise occur. (Science Magazine February 19, 2009. ). Water vapor feedback is considered a faster feedback mechanism" ("2008: Tipping point: Perspective of a climatologist.", Wildlife Conservation Society/Island Press, 2008. Retrieved 2010).

***

(2010, http://science.sciencemag.org/content/327/5970/1219) "Stratospheric water vapor concentrations decreased by about 10% after the year 2000. Here we show that this acted to slow the rate of increase in global surface temperature over 2000–2009 by about 25% compared to that which would have occurred due only to carbon dioxide and other greenhouse gases. More limited data suggest that stratospheric water vapor probably increased between 1980 and 2000, which would have enhanced the decadal rate of surface warming during the 1990s by about 30% as compared to estimates neglecting this change. These findings show that stratospheric water vapor is an important driver of decadal global surface climate change".

****

"A Földnek a 60 °C-hoz tartozó saját hőmérsékleti sugárzása a Naphoz képest (ami 6000°C-os) relatíve kisebb energiájú, a hullámhossza a távoli infravörös tartományba esik. Erre a tartományra nézve a légkör átlátszatlan, a saját sugárzás 33 fokot emel a Föld átlag hőmérsékletén, de az átlag érték ma kb. 15 Celsius fok. A saját sugárzás nélkül -18 Celsius fok lenne:

letöltés

ahol S = 1370W/m ², szigma = Stefan-Boltzmann állandó és a = 0.3 az albedó. Az albedo értéke a teljes felszinre vonatkozik, beleszámítandóak a tengerek, szárazföldek, sarkvidékek és a felhők is. A légkör elektromágneses sugárzást elnyeli, tükrözi is: a hő nem sugárzódik szét, lassú hőátadási és áramlási folyamatokkal tud csak eljutni az űr felé. Az infravörös tartományba eső hősugárzás lassú folyamatai okozzák a városok, utak, repülőterek feletti extra túlmelegedést. (2018-ban kb. 1 F fok = kb. ⁵⁄₉ C fok))