Megállítható a felmelegedés?
(2025 április)
Global mean temperature, from years of 1970 it is well approximated by a line
(https://hu.wikipedia.org/wiki/Glob%C3%A1lis_felmeleged%C3%A9s)
A 2015-ös Párizsi Megállapodás célul tűzte ki, hogy a globális átlaghőmérséklet-emelkedést az iparosodás előtti szinthez képest 2°C alatt kell tartani. Másfél fokos emelkedés után a folyamat visszafordíthatatlannak tekinthető. A Megállapodás (https://unfccc.int/process-and-meetings/the-paris-agreement) be nem tartásának nincsenek következményei. A cél 1,5°C 2025-ben. Az egyenetlen hőmérséklet-eloszlás miatt kézenfekvőbb egy kisebb terület felmelegedéséről beszélni, pl. Európában, ahol a hőmérséklet körülbelül 2,4°C. A trópusok eddig melegek voltak (most még melegebb van, az emberek elköltöznek), ezért hasznos külön-külön értékelni az északi vagy déli területek hőmérséklet változásait. A gyors felmelegedés az 1970-es években kezdődött. A kutatás módja az internetes keresés volt, célja az ismeretterjesztés.
A relatív felmelegedés eloszlása, Európa 2,4 °C
(https://earthobservatory.nasa.gov/world-of-change/global-temperatures)
(https://earthobservatory.nasa.gov/world-of-change/global-temperatures)
A felmelegedés legnyilvánvalóbb jelei az erdőtüzek, aszályok, árvizek, földcsuszamlások, valamint a hőhullámok okozta emberi és gazdasági károk. A várható áramkimaradások okozta károk egy részét a védelmi intézkedések költségeinek fedezésére lehetne felhasználni. Az anticiklonok száraz hőséget okoznak, a melegebb légkör pedig több energiát és nedvességet tárol, ami felerősíti az időjárási szélsőségeket, például a zivatarokat. A Földközi-tenger térsége 1,2 °C-kal melegebb, mint az 1900-as évek közepén volt, a felszíni hőmérséklet pedig már 26,5 °C, ami tornádók kialakulásához vezet.
A bozóttüzek gyakorisága nagymértékben függ az aszálytól, ezért vizsgáltuk a kaliforniai bozóttüzek számát és kiterjedésének területeit, és mert ezek jól dokumentáltak: a 2000-es évekig 10 évente a tüzek száma és kiterjedése nagyjából állandó volt, de az elmúlt 10 évben sokszorosára nőtt. A relatív növekedés máshol is hasonló lesz, például Kaliforniában, mert a növényzet kiszárad (https://www.fire.ca.gov/our-impact/statistics?form=MG0AV3, https://oehha.ca.gov/sites/default/files/media/downloads/climate-change/document/04wildfires.pdf).
A visszatérő tüzek a geológiai ókor óta természetes részét képezik az erdőterületeknek: az örökzöld mediterrán cserjésekben, szavannákon, mérsékelt égövi gyepekben, valamint az északi fenyvesekben. Problémákat okoznak, amikor emberi település kerül a tűz útjába. Gyors a természetes újjáéledés, az erdőtüzek során a gyökérzet általában nem sérül, és bár nagy a pusztítás, a hamu trágyaként működik. Évszázados megfigyelések kimutatták, hogy a tüzek szinte kizárólag száraz nyarakat követő ősszel fordulnak elő, és csak látszólag égetik ki teljesen a növényzetet. A téli esőzések után a kiégett tájakon az élet gyorsan újraéled tavasszal.
Kaliforniában két tűzvész szezont különböztetnek meg: az egyik júniustól szeptemberig tart, amit a meleg, száraz idő okoz, a szárazföld belsejében, a magasabb erdőkben pusztító tüzeket a szárazság okozza. A második szezon októbertől áprilisig tart, és a Santa Ana-szelek gerjesztik-táplálják. Ezek a tüzek háromszor gyorsabban terjednek, és a városi régiók közelében lobbannak fel; az 1990-es években ezek okozták a tűzvészhez köthető gazdasági károk 80 százalékát. A Santa Ana-szelek nemcsak a növényzetet szárítják ki, hanem a parazsat is szétterítik, (https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_California_wildfires, régi kifejezéssel: a zsarátnokok ugranak), így újabb tüzeket lobbantanak lángra. A kaliforniai tűzoltók szerint megváltoztak a tüzek, mert nagy területen száraz a növényzet (gyakran cserjék, bokrok, bozótosok), gyakoribbak a tűzoszlopok, melyek falakon, folyókon, széles utakon is átemelik a parazsat, az égő növényeket, ágakat: " a tüzek átugranak". 1800 előtt, amikor a terület sokkal erdősebb és ellenállóbb volt, évente 4,4-11,9 millió acre (1 acre = 4 046.85642 m2, azaz a terület 1,8-4,8 millió hektár) erdő és cserje égett le. Kalifornia teljes területe 99 813 760, azaz nagyjából 100 millió acre.
2000 óta az évente leégett terület Kalifornia teljes területének 0,09%-a és 1,59%-a között mozgott. Csak a 2020-as erdőtüzek szezonjában több mint 8100 tűzvész járult hozzá közel 4,5 millió hektárnyi földterület leégéséhez. Az 10 éves periódusokban feljegyzett tüzek száma az utolsó 10 évben soksorosa az előző dekádokban összeszámolt tüzekhez viszonyítva.
A felmelegedés megállítható?
2025-ben már nem a megelőzés, az elkerülés a kérdés, hanem a felmelegedés lassítása, talán megállítása. Három eszközünk van, az első csak passzív: a káros gázok kibocsátásának csökkentése, de fontosabb lenne a már kibocsátott gázok kivonása a légkörből, és - bármi is az oka felmelegedésnek-, az éghajlat módosítása. Az utóbbi kettő aktív módszer, és amikor a globális melegedés eléri a 1.5 °C -ot, Európában már a 2.6 °C -ot, akkor áttérünk az aktív módszerekre, pl. a széndioxidot egyes bazalt kőzetekbe sajtolva, mert a bazalt örökre elnyeli a széndioxidot. Csak ne legyen késő, mert az aktív módszerek kísérleti állapotban vannak.
Az eszközök hatásai (https://cdn.cfr.org/sites/default/files/report_pdf/Patrick-CSR93-web.pdf)
A várható hőmérséklet növekedés is logisztikai görbét (https://en.wikipedia.org/wiki/Logistic_function) követ majd, mint a természeti folyamatok általában. Legalább is reméljük, hogy úgy viselkedik, mint más folyamatok a természetben. A csökkenő meredekségű szakaszt az éghajlat-módosítás mértéke határozza meg. Számos természeti folyamat úgy zajlik le, hogy az időben, egy kezdeti értéktől gyorsulva indul, majd lassulva közeledik a végső állapotig, A görbe közepét inflexiós pontnak nevezik, ahol az egyenes érintő kívülről és belülről is érinti, metszi a görbét.
Logisztikus görbe, az origó felett van az inflexiós pont-ja, 0.5 -nél
(ahol a leggyorsabb az emelkedés, https://en.wikipedia.org/wiki/Logistic_function)
A logisztikus görbe egyenlete igen egyszerű: 1/( 1 + exp (-kt) ), ahol t = 2,4,6,... és a függőleges tengelyen a szintemelkedés a maximummal normált értéke olvasható le. k egy illesztő paraméter, van a görbének több paraméteres változata is. A görbe alatti terület is igen egyszerűen számítható kt függvényében: ln ( 1 + exp(kt) ). Nehéz kérdés a maximum és k becslése, az inflexiós pont számítása, azaz a skálázás. Az éghajlat-módosítás célja az, hogy a leghamarabb elérjük az inflexiós pontot.
Az éghajlat-módosítás lehetséges a Föld napsugárzás tükröző képességének, az albedónak a növelésével. Bár vannak kutatók, akik az éghajlat-módosítás ellen érvelnek, a módosítás kiszámíthatatlansága a fő érvük. A védőoltás* ellenzőkhöz kell az éghajlat-módosítás ellenzőit hasonlítani. Amikor nagy a baj, kötelező érvényű megállapodás, törvény, rendelet teszi majd kötelezővé a védekezést. Az albedó növelése kis területen viszonylag olcsó eljárás, a felszínen pl. Norvégiában műhóval védik a gleccsereket, Svájcban befedik napelemekkel a gleccsertavakat.
A britek több mint 66 millió dollárt (24 milliárd forint) különítettek el arra, hogy aeroszolos részecskéket juttassanak a sztratoszférába, hogy azok visszaverjék a Nap által a Földre sugárzott fény egy részét (https://www.origo.hu/tudomany/2025/04/napfeny-tompitas-kiserletek-engedely). Az aeroszol a levegőben szétoszlatott, apró, szilárd részecskékből vagy folyadékcseppekből áll, anyaga lehet természetes vagy mesterséges. Természetes aeroszolokra jó példa a köd, a felhő, vagy a levegőben szálló finom, apró szemcséjű por. Az albedó módosító kísérlet során repülőgépek szulfátrészecskéket vagy fémsókat bocsátanak ki a sztratoszférába, a légkör alsó rétegeibe, amelyek a Nap sugarait visszatükrözve megakadályozzák, hogy eljussanak a föld felszínére. A módszerek között szerepel a „tengeri felhők világosítása”, amelynek során tengeri sót permeteznének a légkörbe, hogy a felhők fehérebbek legyenek és több napenergiát tükrözzenek vissza. Egy másik stratégia a vékony pehelyfelhők (cirruszok) felbontását célozza, amelyek hővisszatartó takaróként működnek.
1. A felszín albedójának növelése, 2. a tengeri felhők albedó növelése, 3. A sztratoszférába aeroszol részecskék feljuttatása
5. a cirruszfelhők mennyiségének csökkentése (https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_radiation_modification)
A lehetséges módszerek (https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_radiation_modification) közül a sztratoszférikus aeroszol befecskendezést tanulmányozták a legtöbbet, ezt követi a tengeri felhők fényesítése, fehérítése**. Ha csak három százalékkal meg tudnánk növelni a felhők fényvisszaverő képességét, azzal már képesek lennénk teljesen ellensúlyozni a légkörbe jutó szén-dioxid által okozott felmelegedést. A módszerek technikailag megvalósíthatóak, és viszonylag alacsony közvetlen pénzügyi költségekkel járnak, az egyes országok is képesek lehetnek önállóan alkalmazni a módszereket. Jelenleg az USA, Kína és az arab országok foglalkoznak albedó növeléssel, és a használata még nem szabályozott.
A légkörbe jutó szén-dioxid mennyiség zéró kibocsátásra való csökkentése irreális elképzelés, amit a drága szélerőművek terjesztése támogatott. Századunkban a gyorsan indítható erőművek gázzal fognak működni. Magyarország külön problémája, hogy a nap-, víz- és szélhasznosításból csak a napenergiára támaszkodhat, a napenergia tárolása pedig nem megoldott, ezért maradnak a kisebb-nagyobb atomerőművek, amelyek mellett szükségesek lesznek továbbra is a gyorsan indítható gázerőművek. A növekvő energiafogyasztás (az USA-ban pl. az adatbankok, szerverek miatt is), még a napelemparkok is növelik az energiaszállítás hálózati költségeit, ami több, kisebb erőmű telepítését indokolja. Európában energiahiány lesz, talán már van is. A vegyipar olajfelhasználása és a gázerőművek gázfogyasztása szén-dioxidot fog továbbra is termelni, továbbá van sok nem leállítható kisfogyasztó is, pl. a tartalék generátorokat működtető intézmények motorjai. A lehetőségeink korlátozottak, és kikényszerítik az aktív éghajlat-módosító módszerek használatát.
*
A védőoltás (vakcina, https://hu.wikipedia.org/wiki/V%C3%A9d%C5%91olt%C3%A1s) beadásának (vakcinnáció) célja a szervezet ellenállásának fokozása egyes betegségekkel szemben, mesterségesen előidézett immunitás. A védőoltások beadása után (mesterséges immunizáció) a szervezetben védettség alakul ki az adott kórokozóval szemben. Amennyiben egy közösségben elég embert oltanak be egy adott betegség ellen (az átoltottság elér egy bizonyos szintet), kialakul az adott betegséggel szembeni populációs szintű védettség (nyáj-immunitás). Az oltások egy része kötelező, más része választható. Egyes oltások időpontját valamilyen eseményhez kötik (pl. külföldre utazás).Az igaz, hogy a jelenleg több kötelezően felveendő és ajánlott oltás van, mint évtizedekkel ezelőtt, de az oltásokkal beadott oltóanyagok koncentrációja a régi anyagok töredéke: Az Egyesült Államokban az 1980-as években beadott oltások tízszeresen inkább terhelték az immunrendszert a jelenlegieknél. A gyermekkorban általában előforduló betegségek, sokkal nagyobb terhelést jelentenek az immunrendszernek, mint az oltások.
**A felhők fényesítésének ötlete 1990-ből származik, amikor egy John Latham nevű fizikus „A globális felmelegedés kontrollálása?” címmel közölt egy írást a Nature-ben, és felvetette, hogy apró részecskéket kellene feljuttatni a felhőkbe. Lathamnek azután jutott eszébe ez, hogy a fia séta közben megkérdezte tőle, hogy miért fényesebb a felhők teteje, mint az alja, válaszul elmagyarázta neki, hogy tulajdonképpen ezek tükrök, amelyek visszaverik a napsugárzást. Latham felvetette azt is, hogy létre kellene hozni egy ezer vitorlásból álló, személyzet nélküli hajóflottát, amely a világ óceánjain folyamatosan apró tengervízcseppeket permetezne a levegőbe, ami visszatükrözné a Nap sugárzását. A sok apró csepp jobban visszaveri a fényt, mint kevés nagy, ha aeoroszolt juttatunk a felhőkbe. Ha csak három százalékkal meg tudnánk növelni a felhők fényvisszaverő képességét, azzal már képesek lennénk teljesen ellensúlyozni a légkörbe jutó szén-dioxid által okozott felmelegedést. A felhőfényesítésnél az aeroszolok méretét nagyon pontosan meg kell választani, ha túl kicsik, akkor nincs hatásuk, ha pedig túl nagyok, akkor pont az ellenkező a hatásuk, az ideális részecske az emberi haj vastagságának hétszázad része körüli. Egy hóágyúra emlékeztető berendezés egy sor fúvóka segítségével képes olyan magas nyomáson kifújni a levegőt egy repülőről, hogy éppen megfelelő méretűre porlassza sókristályokat a magasban.