Üvegházhatás, klímaváltozás Energia és környezet Üvegházhatás, klímaváltozás Tények, mítoszok és kételyek © Gács Iván (BME)
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) © Gács Iván (BME)
(amelyeket valószínűleg jól ismerünk) Tények (amelyeket valószínűleg jól ismerünk) © Gács Iván (BME)
}oxigén tartalmú légkör kialakulása Hőmérséklet történet 2000.10.17 }oxigén tartalmú légkör kialakulása © Gács Iván (BME)
Hőmérséklet történet © Gács Iván (BME)
A Föld átlaghőmérséklete az utolsó 1 millió évben H. presapiens Homo erectus Riss Würm H. erectus paleohungaricus (Vértesszőlős) © Gács Iván (BME)
A Föld átlaghőmérséklete az utolsó 100.000 évben Würm jégkorszak H. presapiens H. Sapiens Neanderthalensis H. Sapiens Sapiens (cromagnoni ember) © Gács Iván (BME)
A Föld átlaghőmérséklete az utolsó 10.000 évben Tassili hegység Mezopotámia Babilon Hettiták Egyiptom honfoglalás Mükéné, Kréta Mátyás király Róma alapítása időszámítás kezdete © Gács Iván (BME)
CO2 és hőmérséklet kapcsolata © Gács Iván (BME)
Légköri CO2 koncentráció © Gács Iván (BME)
A Föld átlaghőmérséklete az utolsó 150 évben t,ºC eltérés az 1961-90 évek átlagától © Gács Iván (BME)
(nem teljesen alátámasztott vélekedések) Mítoszok (nem teljesen alátámasztott vélekedések) © Gács Iván (BME)
1. (legfőbb) mítosz: Közeli globális felmelegedés Közkeletű vélekedés Alapja az egyes részleteiben jól ismert mechanizmus: növekvő energiafelhasználás, növekvő széndioxid kibocsátás, növekvő légköri széndioxid koncentráció, üvegházhatás. © Gács Iván (BME)
Üvegházhatás H2O, CO2, N2O, O3, CH4, freonok 2000.10.17 Üvegházhatás üvegházhatású gázok: rövidhullámú sugárzást átengedik hosszúhullámú sugárzást gyengítik H2O, CO2, N2O, O3, CH4, freonok jelenlegi hatás: kb. 33-35 K (Földfelszín átlaghőmérséklete 288 K, gázburok nélkül kb. 253-255 K lenne) © Gács Iván (BME)
Átlagos hőáramok a légkörben © Gács Iván (BME)
Üvegházhatás, veszélyek általános felmelegedés sarki jég, gleccserek olvadása tengerszint emelkedése meteorológiai zónák átrendeződése erős meteorológiai jelenségek (?) © Gács Iván (BME)
A legfontosabb üvegházhatású gázok jellemzői * 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 © Gács Iván (BME)
Mit tudunk – hogy tálaljuk? Klímapornó Napilap elsőoldalas cikke 2005-ben 95% a valószínűsége, hogy a melegedés kevesebb 8 foknál 1994 és a legvalószínűbb érték? kb. 10 éve: 3,4 fok ± 70% csak a bizonytalanság nőtt © Gács Iván (BME)
2. mítosz: globális lehűlés „ … Az elkövetkező évtizedben az éghajlat drasztikus változásával számol a Pentagon meteorológiai előrejelzése. A tanulmány szerint az új, megjósolt jégkorszak világméretű konfliktusokat válthat ki. Paradox módon az évtizedek óta tartó felmelegedés okozná a nagy lehűlést az északi féltekén… A globális felmelegedés 2010-re véget ér, bekövetkezik a hirtelen lehűlés.. A tengerek hőáramlása teljesen felborul, az olyan „szállítószalagok”, mint a Golf-áram, összeomlanak. Jéghegyek jelennek meg Portugália magasságában is.” Origó – Tudomány, 2004. április © Gács Iván (BME)
(amelyek elbizonytalanítják ismereteinket) Kételyek (amelyek elbizonytalanítják ismereteinket) © Gács Iván (BME)
CO2 és hőmérséklet kapcsolata 1. CO2 tovább nő, de T növekedése megáll, 2. CO2 még állandó, de T csökkenni kezd, 3. CO2 csökkenni kezd (15 000 évvel később) 4. a CO2 csúcs kb. 10-15 ezer évet késik © Gács Iván (BME)
CO2 és hőmérséklet kapcsolata energiafelhasználásából: 1950-ig 20% utána 80% 60% 40% hőmérséklet 1940 30% 70% © Gács Iván (BME)
Budapest évi középhőmérséklete © Gács Iván (BME)
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 gázok oldhatósága © Gács Iván (BME)
Broecker-conveyor elmélet (egy lehetséges teória) A hőszállítást a Broecker-conveyor végzi: felszíni áramlás: Indiai Óceánról Afrikát megkerülve, Közép-Amerikát érintve Észak-atlanti (Golf-) áramlat, lesüllyedés: a párolgás miatt a Golf-áramlat sótartalma magas az Atlanti Óceán északi részén lehűl, sarki jég olvadásának hatására alacsony sótartalmú környezetben lesüllyed (konvejor motorja), mélységi áramlás: Afrikát megkerülve vissza az Indiai Óceánba. © Gács Iván (BME)
Felszíni és mélységi áramlások az óceánok térségében © Gács Iván (BME)
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, © Gács Iván (BME)
Antropogén növekmény ppm +5% +42% Gt/év © Gács Iván (BME)
Esőerdők területének csökkenése 4% 6% © Gács Iván (BME)
antropogén CO2 kibocsátás, Mt/év És ez? Az ábra alapján a XX. sz. kibocsátása: 270 Gt CO2 = 74 Gt C (vannak 10…20%-kal magasabb becslések is) NASA felmérés szerint az esőerdők tárolt karbontartalma 247 Gt (2010 körüli időszak) A XX. században az esőerdők fele eltűnt, azaz legalább 247 Gt karbon szabadult fel. Ez 3,5-szer annyi, mint a kibocsátás!! © Gács Iván (BME)
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 © Gács Iván (BME)
Üvegházhatás, bizonytalanságok CO2 és hőmérséklet kapcsolata igen valószínű, de nem egyértelmű, negatív és pozitív visszacsatolások, CO2 nyelők szerepe, intenzitása, egyéb üvegházhatású gázok, aeroszolok és más szennyezők hatása, energiafelhasználás és szerkezete. © Gács Iván (BME)
Globális hatás: a megoldás látszata 2000.10.17 Globális hatás: a megoldás látszata Kiotó Protokoll: 1997 december Cél: üvegházhatású gázok (széndioxid, metán, freonok stb.) kibocsátásának csökkentése 2008-12-re. Bázisév: általában 1990, néhány ország esetében 1985 GDP USD/fő (2005, PPP) 55,600 34,600 30,400 30,500 41,000 25,500 22,200 19,300 Vállalások: EU -8% USA -7% Japán -6% Magyarország -6% Megoszlás az EU-n belül: Luxemburg -28% Dánia -21% Németország -21% Hollandia -6% Írország +13% Spanyolország +15% Görögország +25% Portugália +27% GDP: 16,300 USD/fő © Gács Iván (BME)
Magyarország CO2 kibocsátása, Mt/év 2000.10.17 Magyarország CO2 kibocsátása, Mt/év Kiotói vállalás © Gács Iván (BME)