Klíma és energia: tények, kételyek és kilátások Energia és környezet Klíma és energia: tények, kételyek és kilátások

Mottó: „A probléma tudományos része a laikus nagyközönség és a politikusok számára ma valószínűleg sokkal világosabbnak tűnik, mint a témával foglalkozó … kutatók számára.” (Czelnai Rudolf akadémikus, meteorológus) „A legsúlyosabb hiba, ha a tények megismerése előtt kezdünk el elméleteket gyártani. Biztos, hogy a tényeket kezdjük majd el hozzáigazítani az elmélethez, pedig éppen fordítva kellene eljárni.” (Sherlock Holmes mondja dr. Watsonnak)

}oxigén tartalmú légkör kialakulása Hőmérséklet történet }oxigén tartalmú légkör kialakulása

A Föld átlaghőmérséklete az utolsó 1 millió évben H. presapiens Homo erectus Riss Würm H. erectus paleohungaricus (Vértesszőlős)

A Föld átlaghőmérséklete az utolsó 100.000 évben Würm jégkorszak H. presapiens H. Sapiens Neanderthalensis H. Sapiens Sapiens (cromagnoni ember)

A Föld átlaghőmérséklete az utolsó 10.000 évben Tassili hegység Mezopotámia Babilon Hettiták Egyiptom honfoglalás Mükéné, Kréta Mátyás király Róma alapítása időszámítás kezdete

Üvegházhatás H2O, CO2, N2O, O3, CH4, freonok üvegházhatású gázok: rövidhullámú sugárzást átengedik hosszúhullámú sugárzást elnyelik H2O, CO2, N2O, O3, CH4, freonok (Földfelszín átlaghőmérséklete 288 K, gázburok nélkül kb. 252-255 K lenne) jelenlegi hatás: kb. 33-36 K

Átlagos hőáramok a légkörben H2O ≈ 30°C Összesen ≈ 33-35°C CO2 ≈ 2-3°C egyéb gázok ≈ 1-1,5°C

A legfontosabb üvegházhatású gázok * ppb=10-6 ppm Relatív hatás: egy molekula hányszor akkora hatást fejt ki, mint egy CO2 molekula. Hozzájárulás: szerep a 2000-ig bekövetkezett üvegházhatás növekedésben. E gázok összes részesedése kb. 96% ** Gt/év

Üvegházhatás, veszélyek általános felmelegedés sarki jég, gleccserek olvadása tengerszint emelkedése meteorológiai zónák átrendeződése erős meteorológiai jelenségek (?)

CO2 és hőmérséklet kapcsolata 1. T növekedés megáll, CO2 tovább nő 2. T csökkenni kezd, CO2 nem Sör effektus 3. CO2 csökkenni kezd (15 000 évvel később) 4. a CO2 csúcs kb. 10 000 évet késik

A földi légkör CO2 koncent-rációjának és hőmérsékletének változása Kétség: Ez a 35…40 év nem illik bele a trendbe A földi légkör CO2 koncent-rációjának és hőmérsékletének változása

Légköri CO2 koncentráció

2010-től korrigált trend 2016. okt. extrapoláció 2015. márciusból

Széndioxid koncentráció növekedése – de mitől? Antropogén növekmény +45% ppm +5% Gt/év

Esőerdők területének csökkenése (kb. 2005) 4% 6%

Erdőterület változás 1990-2000 Afrika -8% Kongó -4% Szudán -14% Ázsia -1% Indonézia -12% Európa +1% Dél-Amerika -2% Brazília -4% Argentína -8% Világ -2% Forrás: State of the World’s Forests 2005, FAO Forestry Department A trópusi esőerdők területe jelenleg évi 300-350 ezer km2-rel csökken. Ha ez az ütem nem csökken, a jelenlegi kb. 18 millió ezer km2-nyi esőerdő 50 éven belül elfogy Facts about the rainforest, http://www.savetherainforest.org/

Ok okozati kapcsolat (mi okozza a 100 000 évenkénti ciklusokat) Az okozat nem előzheti meg időben az okot. Ha a széndioxid az ok: mi okozza a széndioxid koncentráció ciklikus változását? hogyan hat a széndioxid koncentráció a hőmérsékletre? Ha a hőmérséklet az ok: mi okozza a hőmérséklet ciklikus változását? hogyan hat a hőmérséklet a széndioxid koncentrációjára? ??? üvegházhatás Broecker konvejor sör effektus (gázok oldhatósága)

1. teória: a széndioxid az ok Az elmúlt 200 év gyors változásaira valószínűsíthető ez a kapcsolat, de: 100 000 éves léptékben miért előzi meg a hőmérséklet változás a széndioxid koncentráció változását? mi okozta a széndioxid koncentráció ciklikus változását?

2. teória: a hőmérséklet az ok A széndioxid koncentráció változását a oldhatóság hőmérsékletfüggése okozza. Kevesebb ellentmondás. Nem magyarázza az utolsó századokat. Az újabb jégkorszak bekövetkezése elkerülhetetlen! Az emberi tevékenység meggyorsíthatja a természetes folyamatokat.

2. teória: a hőmérséklet az ok

2. teória: a hőmérséklet az ok Broecker-conveyor: felszíni áramlás: Indiai Óceánról Afrikát megkerülve, Közép-Amerikát érintve Észak-atlanti (Golf-) áramlat, az Egyenlítő környékén erős párolgás, só koncentráció növekedés lesüllyedés: a sós víz a sarki jég olvadásának hatására kis sótartalmú környezetbe kerül, nehezebb, mint a környezete mélységi áramlás: Atlanti Óceán a süllyedés körzetében délre lejt, a víz az Antarktisz körüli gyűrűbe kerül, az Indiai és Csendes Óceánban jut a felszínre.

Felszíni és mélységi áramlások az óceánok térségében

Broecker-conveyor elmélet Ciklikusság: Arktisz jege a hőszállítás miatt olvad, majd elfogy, a lesüllyedés elmarad, a konvejor leáll, hőmérséklet átbillenés, sarkvidék lehűl, jég gyarapodás a sarkvidéken, beáll a dinamikus egyensúly (gyarapodás – olvadás), az olvadás hatására újraindul a lesüllyedés, megindul a vízkörzés, újabb hőmérséklet átbillenés, fogyásnak indul a jég,

Az elmúlt néhány ezer év

Kibocsátás csökkentési lehetőségek Versenyképes technológiák (nem kell támogatás) Ha egy eljárás a jelenlegiekkel versenyképes: nincs többletköltség Ha versenyelőnye van: negatív költség (pl. atom- és vízenergia) Határesetek (minimális ösztönzési igény lehet) energiahatékonyság javítása kapcsolt energiatermelés energiaátalakítás hatásfok javítása tüzelőanyag váltás (?) Nem áll meg a maga lábán (támogatás szükséges) fejlesztési támogatást igényel (gazdaságossá válhat) alkalmazási támogatást igényel (nem gazdaságos és nem is válik azzá)

Mit hozhat a jövő? Párizsi tárgyalások (2016) dilemmája: 1,5 vagy 2°C felmelegedés legyen 2100-ig?

Következtetések 1. A klímaváltozás az emberiségre leselkedő legnagyobb veszély – ha valódi veszély. 2. Ismereteink bizonytalanok, elsősorban a tudásszintet kell növelni (kutatás!). 3. A jelenlegi trend semmi esetre sem folytatható (fenntartható fejlődés, elővigyázatosság elve!). 4. Csökkenteni kell a fajlagos energiaigényességet és a fajlagos CO2 kibocsátást, az alacsony karbon intenzitású energetikai technológiákat kell fejleszteni. 5. Azokat a megoldásokat kell támogatni, amelyek a fentiek hosszútávú megoldását hatékonyan szolgálják. 6. A nyelőkkel is foglalkozni kéne