Teremtésvédelmi kalendárium – Manabe ujjlenyomata

Régóta mérjük és észleljük, hogy – különösen az elmúlt harminc évben – az úgynevezett globális évi középhőmérséklet egyre gyorsabban emelkedik. Ma már az látszik, hogy 1 Celsius-fokkal magasabb a múlt század elején tapasztaltakhoz képest. A globális évi középhőmérséklet az a szám, ami az éghajlatváltozás egyik fő mutatója, ezzel kapcsolatban van kitűzve az a nemzetközi cél, hogy a változása lehetőleg ne emelkedjen 1,5 Celsius-fok fölé.

Lényeges, hogy a globális évi középhőmérséklet korrekt módon legyen kiszámolva, nemcsak a jelenben, hanem a múltban is. Ugyan már elég régen a Meteorológiai Világszervezet (WMO) protokolljai alapján történnek a mérések, az eredmények gyűjtése és kezelése is, sztenderdizált módon, de még ma is vannak, régebben pedig még több helyen voltak fehér foltok, nem megfelelő adatok. Hogy mi volt, és hogy mennyire voltak jól dokumentálva a mérések 120–150 éve, különösen a világ fejletlenebb vidékein, de még akár Európában is, az nagyon sok szakmai kérdést vet fel. A múlt század húszas éveiben kezdett csak általánossá válni például, hogy a földfelszíntől számított 2 méteren, úgynevezett angol, fehérre festett hőmérőházikóban kell mérni a levegő hőmérsékletét. És persze az sem volt mindegy, hogy a meteorológiai állomás környéke mennyire volt beépítve, és ez hogyan változott az évek során. Éppen az előbbiek miatt ismerni kell a meteorológiai állomások történetét, amiből látható, hogy a mérési körülményekben milyen jelentős változások következtek be. Ez lehet akár az állomások áttelepítése, a mérési időpontok és a mérési módszerek változása, amelyek kezelendő inhomogenitásokat (egyenlőtlenségeket) eredményeznek az adatsorban. Lényeges, hogy általában

klimatológiai, de különösen éghajlatváltozási vizsgálatokat kizárólag hosszú, jó minőségű, homogén adatsorokon szabad végezni.

Ráadásul ezekből az adatsorokból sok ezernek kell lenni, hogy kellően lefedje a százazföldi területeket és a tengereket is, bár onnan sokkal később kezdődően és jóval ritkásabban vannak mérési adatsorok. Az előbbiek következménye, hogy egy-egy globális hőmérsékleti adatsor összeállítása óriási és precíz adattörténeti munkát és kifinomult statisztikai eszközöket kíván, hogy a hőmérsékleti adatsor valós tendenciát mutasson. Úgynevezett homogenizálási eljárással lehet korrigálni az adatokat, amelynek során a változás mértéke lényegesen eltérhet az eredeti mérések alapján kapott értéktől, országos és globális átlagban is. Sőt, egyes állomások esetében a tendencia jellege is megváltozhat, az inhomogenitás mértéke azonos nagyságrendű lehet az éghajlatváltozás mértékével. Például egy olyan állomás adatainál, amelyet az évtizedek során körbeépítettek és mára már „belvárosi” lett, az adatsor kialakításánál ki kell vonni – megfelelő statisztikai eszközökkel – a városi hősziget hatást, azaz kisebb lesz az emelkedés valós mértéke, mint amit a nyers mért adat mutatna.

Szerencsére a meteorológia fejlődése és a modern technika segítségével ma már nem csak a földfelszíni adatok alapján lehet következtetni az éghajlat változására utaló jelekre.

Az 1960-as évek elején Japánból érkezett egy fiatal, zseniális kutató az amerikai egyesült államokbeli nemzeti meteorológiai szolgálathoz. Syukuro Manabe kollégáival együtt a légkör háromdimenziós modellezésén dolgozott, amely első eredményeiről már 1965-ben fontos cikket tettek közzé. 1967-ben pedig egy első látásra egy nem igazán izgalmasnak tűnő cikket (A légkör termikus egyensúlya a relatív páratartalom adott eloszlása mellett) jelentettek meg Journal of Atmospheric Science május 1-jei számában. Kutatótársával együtt az elsők voltak, akik felismerték a kapcsolatot a légköri sugárzási egyenleg, a feláramlás hatására meginduló vertikális légtömegmozgások és a vízkörzés során történő hőcsere között. Egyértelművé és számíthatóvá tette a modell a látens, azaz a víz halmazállapot-változásánál fellépő hő és hőcsere szerepét a légkör sugárzásegyenlegében. A cikkben ezen a modellen elemezték egyes üvegházhatású gázok változásait is. Azt tapasztalták, hogy a szén-dioxid légköri koncentrációjának változására reagálva a hőmérséklet emelkedett a Föld felszínén és a troposzférában (a legkör alsó 10–12 kilométeres részén), míg felette, a sztratoszférában csökkent. A cikk évekig nem vert fel nagy port, csak akkor kezdték komolyabban venni a kutatók, amikor a későbbi szimulációk során az egyre jobban felépített (kapcsolt óceán-légkör) modellek hozták a pontosabb eredményeket, felhasználva Manabe eredeti megközelítését.

Idézzük vissza: Manabe azt mondja, hogy „a szén-dioxid légköri koncentrációjának változásával a troposzférában a hőmérséklet arányosan nő, míg felette, a sztratoszférában a csökken”. Manabe az éghajlati modellezés alapjait letéve (eredeti cikkét sokkal később sok száz kutató minden idők legbefolyásosabb klímatudományi munkájának választotta) azt állította, hogy a szén-dioxid légköri koncentrációja megváltozásának a hatása a sztratoszférában mindenféle adathomogenizálási bizonytalanságok nélkül tisztán kimutatható. Ettől még szükség van az egyre pontosabb földfelszíni adatbázisokra, ez csak érdekes és fontos, független bizonyítéka az éghajlatváltozást okozó folyamatok egyikének.

A múlt század nyolcvanas éveitől kezdve ezt a jelenséget nevezték el az „éghajlatváltozás ujjlenyomatának”. Manabe sokkal később, nyolcvanéves korában, 2021-ben kapott fizikai Nobel-díjat az éghajlati modellezés megalapozása és gyakorlati használata terén tett felfedezéseiért.

De mi a következménye annak, hogy a szén-dioxid koncentrációjának növekedése nyomán a sztratoszféra hőmérséklete csökken? Az egyik következmény az, hogy ez alapján kizárható, hogy a jelenlegi, a földfelszín közelében tapasztalható hőmérséklet-emelkedés a napsugárzás erősségében, azaz az úgynevezett napállandóban történő változás következménye, amire néhány kutató szokott figyelmeztetni, kétkedését kifejezve a szén-dioxid hőmérséklet-emelő hatásában.

A másik lehetséges következménye (amihez még sok évre és mérésre van szükség), hogy a troposzféra felső határa magasabbra kerülhet, és ezáltal a pusztító felhőszakadások intenzitása is megnőhet.

Manabe letette névjegyét, elhelyezte az ujjlenyomatát a fizikai, klimatológiai tudományokban. Egyre jobbak, egyre több tényezőt figyelembe vesznek a manapság már szuper számítógépeken futó modellek. Érdemes figyelemmel kísérni az eredményeket összefoglaló híreket.

Nekünk csak az lenne a dolgunk, hogy a következő üzenetet is komolyan véve gondoljuk át az életvitelünket és döntéseinket a társadalom különböző nemzeti és nemzetközi intézményein keresztül egészen az egyes családokig: „az emberiségnek tudatosítania kell, mennyire szükséges életstílusunkon, termelési és fogyasztási szokásainkon változtatni, hogy megküzdjünk a felmelegedéssel, vagy legalább azokat az emberi okokat megszüntessük, amelyek kiváltják vagy súlyosbítják” (Laudato si’ 23.).

Szerző: Nemes Csaba

Fotó: OMSZ

Magyar Kurír