1 Budapesti Műszaki és Gazdasági Egyetem Víziközmű és Környezetmérnöki Tanszék ÉGHAJLATVÁLTOZÁS – VÍZ – VÍZGAZDÁLKODÁS Nováky Béla Budapest, 2009.

Az előadások a következő témára: "1 Budapesti Műszaki és Gazdasági Egyetem Víziközmű és Környezetmérnöki Tanszék ÉGHAJLATVÁLTOZÁS – VÍZ – VÍZGAZDÁLKODÁS Nováky Béla Budapest, 2009."— Előadás másolata:

1 1 Budapesti Műszaki és Gazdasági Egyetem Víziközmű és Környezetmérnöki Tanszék ÉGHAJLATVÁLTOZÁS – VÍZ – VÍZGAZDÁLKODÁS Nováky Béla Budapest, 2009.

2 2 A KEZDETEK ÉS AZ ÉGHAJLATVÁLTOZÁSI KORMÁNYKÖZI TESTÜLET (IPCC)

3 3 A kezdetek Revelle, 19561970-es évek

4 4 IPCC - 1988-ban alakult Értékelő jelentések: 1991, 1996, 2001, 2007 A Negyedik Értékelő Jelentés 2003-2007 www.ipcc.ch

5 5

6 6 ÉGHAJLATRÓL ÁTTEKINTŐEN

7 7 IDŐ – pillanatnyi légköri állapot IDŐJÁRÁS – hosszabb időszak többé- kevésbé homogén időállapota ÉGHAJLAT – az idő, időjárás több évtizedes átlaga, kerete 11,4 °C 10,5 – 12,3 °C 11,7 °C 10,4 – 12,6 °C 13,9 °C 12,1 – 14,6 °C EZ IGEN!

8 8 Energiaforrás a Nap Napállandó – 342 Wm -2 év -1 Rövidhullámú sugárzás (látható fény, infravörös, UV)

9 9 1.1. 2.2.3.3. ÁthaladVisszaverődikElnyelődik nem melegíti felhővé alakulalbedo Sugárzási energia átvitele, átadása

10 10 LÉGKÖR A sugárzásforgalom („hűtés”) FÖLD FELSZÍNE 5% 20% Planetáris albedo – 0,30 (30%) Aerosolok 10% 80% 342 Albedo

11 11 81 54 A sugárzásforgalom („fűtés”) 158 104 Üvegházgáz: CO 2, metán, vízgőz 239 +

12 12 A sugárzási energia eloszlása egyenetlen

13 13 Energia kiegyenlítődés Légkörzéssel: - sarkoktól Egyenlítő felé  Coriolis-erő  súrlódás  „torlódás”

14 14 Kiegyenlítődés tengeráramlatokkal Meridional Overturning Circulation, MOC Nagy Óceáni Szállítószalag, Broecker 1987

15 15 El Nino

16 16 AZ ÉGHAJLAT MODELLEZÉSE Az éghajlat egy bonyolult, nem-lineáris, turbulens rendszer, …… (jellemzésére) egyedüli módszer a modellezés

17 17 Éghajlati modellek Számítástechnika Észleléstechnika Általános légkörzési modellek (GCM) matematikai alapja a hidrodinamikai mozgásegyenletek, a légkör termodinamikai állapotegyenletek, és a folytonossági egyenletek alkotta parciális differenciál egyenletrendszer numerikus megoldása. Felbontás Határfeltételek Visszacsatolások

18 18 Éghajlati modellek Modellek Egyensúlyi - 2xC0 2 (520 ppm) Tranziens – 260-tól 520-ig folyamatos növekedés UKMO, ECHAM, CSIRO, GFDL, NCAR A modelleket az időjárás előrejelzésére fejlesztették ki. Később az éghajlatváltozás modellezésére is alkalmazták. Ilyenkor figyelembe veszik a külső (sugárzási) kényszereket.

19 19 12 1. Az üvegházhatás nő – melegedés - felhőképződés nő 2. Nagyobb felhőzet – nagyobb albedo - hűtés Negatív visszacsatolás

20 20 Éghajlati modellek Föld felszín, óceán 197019801990 2000 felhőzetmélyóceán (AOGCM), tengerjégaeroszolokszénkörforgás növényzet

21 21 ÉGHAJLATVÁLTOZÁS A MÚLTBAN

22 22 Őslégkör 80% - vízgőz 17% - szén-dioxid ammónia szénhidrogének Mai légkör 21% - oxigén 78% - nitrogén 1% - argon 0,03% - szén-dioxid elenyésző vízgőz egyéb Légkör összetétele vízoxigén → életoxigén állandósul 5-35 °C 10-20 °C milliárd év 4,63,71,0 CO 2 → fosszilia

23 23 Az éghajlat mindig is változott a múltban Őslégkör - 17% CO 2 Mai légkör – 0,03% CO 2

24 24 Kárpát-medence éghajlata is változott i.e. 6000- 8000 melegedésszáraz, majd csapadékos i.e. 3000- 6000 melegcsapadékosklíma optimum i.e. 500- 3000 lehűlésszárazabbvaskori lehűlés 0hűvöscsapadékos 500melegedésszáraz 1000melegcsapadékosmásodik klíma optimum 12-18. század hűvöscsapadékoskis jégkorszak

25 25 AZ ÉGHAJLAT MELEGEDÉSE A KÖZELI MÚLTBAN

26 26 Az utolsó 150 év - globális melegedés

27 27 Olvadó sarki jég, eltűnő gleccserek és hótakaró

28 28 Növekvő tengerszint

29 29 Olvadó gleccserek – növekvő lefolyás

30 30 Gyakoribb szélsőséges időjárási jelenségek Erdőtüzek Trópusi hurrikánok Hőhullámok

31 31 A MELEGEDÉS OKAI

32 32 „Fűtés” és „hűtés” Az üvegházgázok légköri koncentrációja nőtt

33 33 Lüthi et al., 2008 és Karl et al., 2009. A szén-dioxid légköri koncentrációja változott

34 34 Antopogén hatás igazolása (tapasztalat)

35 35 Az antropogén hatások igazolása (modellezés) Számítógépek

36 36 Az AR4 előrejelzések illeszkednek a korábbi IPCC előrejelzésekhez

37 37 E T É I Mg Vg Az üvegházgáz (ÜHG) kibocsátása

38 38 A sugárzási kényszerek

39 39 HOGYAN TOVÁBB GLOBÁLIS MELEGEDÉS?

40 40 Az éghajlat melegszik, üteme függ az ÜHG kibocsátásától, ez a gazdaság-társadalom fejlődésétől

41 41 Kibocsátási forgatókönyvek (emission scenarios, SRES) SRES forgatókönyv A1A2B1B2 Népesség növekedés AlacsonyMagasAlacsonyKözepes GDP növekedés Nagyon magasKözepesMagasKözepes GDP/főMagasAlacsonyKözepesAlacsony Energia- fogyasztás nő Nagyon magas/magas MagasAlacsonyKözepes FöldhasználatAlacsony/ közepes Közepes/ magas AlacsonyKözepes Technológiai fejlődés GyorsLassú Közepes

42 42 Globális melegedés különböző kibocsátásoknál

43 43 Globális modellek

44 44 Csapadék eloszlása

45 45 Európa: hőmérséklet és csapadékváltozás

46 46 REGIONÁLIS VÁLTOZÁSOK

47 47 A globális modellek regionális léptékben nem elég részletesek Beágyazott modellek Bartholy, Schlanger, 2004

48 48 A NCAR modell 6 °C-kal is túlbecsül Tényleges adatok: 10 év nyári átlagai 108 állomás adatai alapján térképezve … és nem elég pontosak

49 49 Ruosteenoja et al., 2003 4 SRES 7 GCM 28 éghajlati forgatókönyv … ellentmondásosak

50 50 Beágyazott regionális klímamodellek (RCM) részletesebb éghajlati leírást adnak, de Finomabb (20-40 km), korlátos tartományú felbontás Bemenő paraméterek a globális modell kimenő paraméterei … az éghajlat függ a választott GCM-től Bartholy, Schlanger, 2004

51 51 A részletes felbontású RCM függ a választott GCM-től PRUDENCE

52 52 PRUDENCE nemzetközi klímakutatási program Regionális klímamodellek – 19 Kontrol – 1961-1990 (CRU adatok) Legjobb: ICTP/RegCM Előrejelzés 2071-2100 - 4 évszak - átlagos, min és max hőmérséklet, csapadék, szél 2001-2004, első eredmények 2006 Bartholy, 2006, Bartholy, Pongrácz, Torma, Hunyady, 2006 CRU

53 53 HAZAI ÉGHAJLATVÁLTOZÁS

54 54 Hőmérséklet

55 55 A téli csapadék nő, a nyári csökken, … … az évi keveset változik, inkább csökken Területi eloszlás jellege nem változik Tél-tavaszNyár-ősz

56 56 Nagycsapadékok gyakorisága és intenzitása nő >10 mm/d csapadék Bartholy-Pongrácz, 2005

57 57 Ariditás növekszik Hőmérséklet növekedése A csapadék éven belüli átrendeződése Mediterránosodás Gaál, 2007

58 58 A csapadékváltozás 2020-2040 időszakra A1B kibocsátási forgatókönyv ALADIN - ARPEGERegCM – NCAR MM4 REMO – ECHAM4

59 59 AZ ÉGHAJLATVÁLTOZÁS HATÁSAI

60 60 Tengerjég csökkenése

61 61 A gleccserek 60%-a eltűnik 2050-re http://news.bbc.co.uk

62 62 Permafrost talaj „felengedése”, csökkenése Metán felszabadulása Veszélybe kerül az infrastruktúra

63 63 A tengerszint emelkedése 2080-ig további 1,6 milliót veszélyeztetnek évente

64 64 A Grönland jégtakarójának eltűnése (modell)

65 65 Európa a tengerszint 100 m-es emelkedésénél

66 66 Diverzitás csökken a hőmérséklettel

67 67 INTÉZKEDÉSEK MEGELŐZÉS ALKALMAZKODÁS

68 68 Jelentős változások a sarki élővilágban Globálisan, a fajok ~20-30%-a kihalásra ítélt A szárazföldi bioszféra nettó szénforrássá válik Az amazóniai esőerdő és biológiai sokféleségének a jelentős vesztesége (~20-80%) Jelentős kihalások a Földön A globális ökoszisztémák > 40%-a átalakul Kevés ökoszisztéma képes alkalmazkodni. Az őshonos fajok 15- 40%-a kihal STOP → 2 °C

69 69 Megállítható a melegedés 2 °C-nál ? Jason Lowe, 2008

70 70 Megelőzés SzektorA kibocsátás mérséklésének lehetőségei EnergiaMegújuló energiák KözlekedésBioüzemanyagok, tömegközlekedés ÉpületekTermészetes világítás, hatékonyabb elektromos készülékek, jobb szigetelés, IparHatékonyabb energiafelhasználás, anyagok újrahasznosítása specifikus technológiák Mezőgazdas ág Rizs-termesztési technikák, állati trágya jobb kezelése, metánkibocsátás csökkentésére, nitrogénműtrágyáknál (N2O) energianövény termesztés ErdészetErdősítés, kevesebb erdőirtás, erdészeti termékek bioenergiaként felhasználása Hulladék- gazdálkodás Hulladéklerakók metánkibocsátásnak kezelése, szerves hulladékok komposztálása, ellenőrzött szennyvízkezelés, hulladékminimalizálás és újrahasznosítás,

71 71 Folyt. köv.