1543-ban, halála évében jelenik meg Kopernikusz könyve "Az égi pályák forgásáról" címmel. Ez a könyv a nyugati kultúra, de nyugodtan állíthatjuk, az egyetemes emberi kultúra egyik "nagy könyve". Korszakhatárt jelent: a benne lefektetett gondolatot kopernikuszi fordulatnak szokás nevezni és azóta is minden merészen új elméletre, ha korszakos jelentôségét akarjuk kiemelni, azt mondjuk, kopernikuszi fordulat. De mi is volt a kopernikuszi fordulat? Az, hogy a Földet kimozdította centrális helyzetébôl: többé nem a Föld körül keringenek az égitestek, a bolygók, sôt a Hold, a Nap és a csillagok is, hanem helyére, a középpontba, a Nap kerül és "minden bizonnyal királyi helyén trónolva, a Nap kormányozza a csillagok ôt körülvevô családját".

A kopernikuszi tanok tudományos és világnézeti jelentôségét azonban csak az olyan drámai eredmények kapcsán ismerte fel a világ, mint amilyen Giordano Bruno máglyahalála 1600-ban, vagy a Galilei-per 1633-ban; a kopernikuszi gondolat kiteljesedése tehát már a 17. századhoz tartozik. Az események itt már felgyorsulnak. A század elején még megégetnek valakit a végtelen világ víziójáért, a század végén pedig mind a fizikai törvények rendszere, mind a matematikai eszköztár készen áll arra, hogy egy Holdra-szállás, vagy akár egy Mars-utazás pályaadatait meghatározhassuk. Ehhez azonban el kellett távolítani az ideológiai akadályokat, ki kellett alakítani a tudományos kutatás adekvát módszerét, az elmélet és kísérlet, a ráció és empíria helyes arányát és közben – egymáshoz csatlakozva, egymással vitázva – konkrét, kvantitatíve megfogalmazható eredményeket kellett felmutatni. A 17. század legtöbb tudósa még szaktudós és filozófus is volt, csak a század végén jelentek meg a szakfizikusok, mint amilyen Huygens vagy Newton, de kutatási módszerük, elveik a filozófiának is örökbecsû részei. A 17. századot a tudománytörténészek a zsenik századának szokták nevezni. Nevüket iskoláskönyveink is ôrzik: Kopernikusz, Kepler, Galilei, Bacon, Descartes, Pascal, Fermat, Huygens, Newton. Az ô hôsi erôfeszítéseikrôl, sikereikrôl és kudarcaikról szól az a négy elôadás, melyeket az elkövetkezô hónapokban a Természet Vlága is közread ...

Róma, Piazza Campo de' Fiori. Ezen a helyen, a Virágok terén szenvedett máglyahalált az Úr 1600. esztendejében Giordano Bruno, a Nolából való kiközösített dominikánus szerzetes. Ez a barát, egyéb teológiai eretnekségek mellett, azt hirdette, hogy nem a Föld a világ közepe, de még csak nem is a Nap, mert ezekhez hasonló számtalan test létezik az Univerzumban és egyik sincs inkább a Világegyetem közepén, mint a másik, mert a Világegyetem – és ez tanításának lényege – végtelen.

Az ítélet kihirdetésekor a hagyomány szerint ezt mondta bíráinak: Ti jobban féltetek kimondani az ítéletet, mint ahogy én félek elszenvedni azt.

Ez a máglya jelzôtûz, üzenet. Az egyház, az ideológia üzen a tudósoknak. Most, következményeiben értettük csak meg igazán az új kopernikuszi tanok veszélyességét. Vigyázzatok, a szemünk rajtatok lesz! De az eretnek tudós is üzen: no, azért nagyon ne féljetek, mert ôk is félnek.

De mi is volt az a veszedelmes kopernikuszi tan, amelynek az utókor is akkora jelentôséget tulajdonít, hogy minden új gondolat, elmélet számára nem talál nagyobb dicsérô jelzôt, mint hogy azt mondja róla: kopernikuszi fordulat.

Ez a kopernikuszi tan a következô: a Föld nem a Világegyetem középpontja, amely körül kering rendre a Hold, a Merkúr, a Vénusz, a Nap, a Jupiter és a Szaturnusz, hanem egy a bolygók közül, amely éppúgy a Nap körül kering, mint a Merkúr, a Vénusz, a Mars, a Jupiter és a Szaturnusz. A nagy fordulat idôpontja 1543. Ekkor, halála évében jelenik meg Kopernikusz mûve, az emberiség történetének egyik nagy könyve Az égi pályák forgásáról címmel. Miért ezen késôi reagálás? Miért csak fél évszázados késéssel figyel fel az ideológia?

Különösen meglepô ez a jelenség akkor, ha figyelembe vesszük, hogy a mû megjelenését a felsô tízezer és az értelmiségi elit felcsigázott érdeklôdéssel várta. Ez részben a jó elôzetes sajtónak volt köszönhetô, de elsôsorban annak, hogy társadalmi igény volt rá. Ma úgy mondanánk, volt fizetôképes kereslet. Elôször is az egyháznak a tervezett és az ünnepek érezhetô eltolódása miatt égetôvé vált naptárreformjához pontos csillagászati adatokra volt szüksége. Másodszor: az elôkelôk a horoszkópjuk elkészítéséhez, az asztrológiai elôrejelzésekhez igényelték a bolygók mozgástörvényeinek a lehetô legpontosabb meghatározását. A tapasztalat szerint ugyanis az ókorból örökölt, az idôszámításunk második századában Alexandriában élt görög csillagász, Ptolemaiosz nevével fémjelzett elképzelés, a ptolemaioszi rendszer bizony gyakran csôdöt mondott.

Az értelmiségi elit – legtöbbjük a klérus tagja – azt várta, hogy a könyv majd felkavarja az ideológiai állóvizet. Megjelenése döntô mozzanat lesz az arisztotelészi filozófia lerombolásában és kéjesen borzongva – érezvén a potenciális veszélyt – gondolt (Iegalább egy könyvégetés erejéig) a várható botrányra.

Mindkét félnek csalódnia kellett. A Kopernikusz könyve alapján számolt bolygóhelyzetek nem voltak pontosabbak, mint a ptolemaioszi modell alapján számoltak. És a botrány is elmaradt: senki nem látott a könyvben ideológiai kihívást. De miért? Nézzük csak az elôzményeket!

Kopernikusz Torunban született 1473-ban. Krakkóban és a kor szokása szerint több olasz egyetemen tanult, kánonjogi doktorátust tett, orvosi tanulmányokat is folytatott, püspük nagybátyját mint háziorvos kezelte. 1512-tôl a frauenburgi dóm kanonoka volt. Ekkor küldte szét Commentariolus címmel ismertetôjét készülô mûvérôl. 1540-ben meglátogatta ôt Rheticus, a híres wittenbergi professzor és Narratio Prima címmel beharangozta a készüIô nagy mûvet. Rheticus Kopernikuszért így lelkesedik:

Mindenekelôtt azt szeretném, ha meg tudnám az olvasót gyôzni arról..., hogy ez az ember, akinek a mûvét itt ismertetem, a tudomány bármely területének és az asztronómiának tökéletes ismeretét tekintve nem kisebb Regiomontanusnál. Szívesebben hasonlítanám ôt Ptolemaioszhoz, nem mintha Regiomontanust kevesebbre tartanám Ptolemaiosznál, hanem azért, mert tanítómesteremnek ugyanazt a jó sorsot adta az isteni kegy; mint Ptolemaiosznak: véghez tudta vinni, amibe belekezdett, az asztronómia újjáépítését; míg Regiomontanus – minô kegyetlen sors – eltávozott, mielôtt felállíthatta volna oszlopait.

Az itt említett Regiomontanus, a 15. század híres asztronómusa, 40 éves korában hunyt el és valóban forradalmi meglátásai voltak. Mátyás király udvarában is tevékenykedett.

Kozmosz zárt, hierarchikus		Mozgás folyamat és nem állapot	Anyag folytonos, nem atomos
Mindennek megvan a helye, ahová természeténél fogva törekszik
	égi szférák, amelyeket a csillagok szférája zár be	mozgás az örök harmónia szerint: egyenletes körmozgás, vagy ilyenek összetétele	változatlan, nem keletkezô és nem tûnô anyag: quinta essentia
	szublunáris világ	természetes mozgás: a nehéz lefelé, a könnyû felfelé igyekszik; kényszerített mozgás: minden mozgáshoz vele érintkezô mozgató szükséges	az ôselemek – föld, víz, levegô és tûz – keveredésébôl és szétválásából adódó változások világa
vákuum lehetetlen – fizikailag is, fogalmilag is

Mármost a feladat, mellyel Kopernikusznak meg kellett küzdenie: a geocentrikus, vagyis földközéppontú, hierarchikus véges arisztotelészi világkép helyébe a heliocentrikus, vagyis napközéppontú homogén végtelen világképet kell állítani. Nézzük az ókori világkép jellemzôit: a Föld a Világegyetem közepe és körülötte hierarchikus rend van. A hierarchikus azt jelenti, hogy mindennek megvan a maga természetes helye. A nehéznek lenn, a könnyûnek fönn. A föld, a víz, a levegô, a tûz egymást körülölelô rétegben helyezkedik el. Ezt a Hold szférája foglalja magába. Ez tehát a szublunáris világ. Itt zajlik mindennapi életünk. Majd jönnek az égi szférák: a Merkúr és a Vénusz szférája, azután a Nap; majd rendre a Mars, a Jupiter és a Szaturnusz szférája. Végül mindezeket a csillagok szférája zárja önmagába.

A csillagok szférája fölött van az üdvüzült lelkek birodalma.

A testnek a hierarchiában elfoglalt helye egyúttal a mozgását is meghatározza. A nehéz lefelé, a könnyû fölfelé mozog, míg az égi szférák természtes mozgása a körpálya.

A középkori ismeretek enciklopédiájában, a Divina Commediában Beatrice így magyarázza ezt Danténak:

Fenn az isteni-béke lakta égben
  forog egy test, melynek amit gyûrûje
  befog, heverve nyugszik erejében.
Következô ég, csillagok sûrûje,
  szétosztja ezt, hogy ezer bennefoglalt
  s mégis más lényben árad el derûje.
S a többi körök a sok színt, a sok jajt
  s erôt használva, mit tôle kaptak,
  viszik, kit merre a Cél és a Mag hajt.
A világ e szervei így haladnak
  mint íme látod, fokról-fokra szállva,
  s fellebrôl kapnak, és alábbra hatnak.

Ez tehát a középkor világképe, az ókor világképének leegyszerûsített, lélekkel teIített változata. És most képzeljük mellé a kopernikuszi világképet úgy, ahogy az Kopernikusz könyvének bevezetôjében szerepel. Ránézésre, geometriailag ugyanaz a kép, csak a Nap van a koncentrikus körök középpontjában, majd jön a Merkúr, a Vénusz, a Föld, a Mars, a Jupiter és a Szaturnusz köre, végül az állócsillagok köre. Az állócsillagok még Kopemikusznál is egy gömbfelületen helyezkednek el, tehát nincsenek a térben szétszórva. Egy lényeges különbség azonnal szembeötlik: a kopemikuszi rendszerben a Hold a helyére kerül: a Föld körül kering. Ezenkívül semmi más nem történt, mint hogy a Nap és a Föld helyet cserélt. Azonban rögtön beláthatjuk, hogy ebben az egyszerûsített formában is a kopernikuszi rendszer már több jelenséget tud megmagyarázni, mint a ptolemaioszi rendszer.

Az egyszerûsített ptolemaioszi rendszer (Apianus: Cosmographia, 1524) és az egyszerûsített  kopernikuszi rendszer (Thomas Digges: Perfit Description of the Caelestiall Orbes, 1576).  Kopernikusz könyvében a csillagok még egyetlen gömbfelületen, az állócsillagok szféráján  helyezkednek el. Digges könyve ábrázolja elôször a csillagokat a térben szétszórva

Globális felmelegedés

Globális felmelegedésnek a Földátlaghőmérsékletének emelkedését nevezzük, amelynek során emelkedik azóceánok és a felszínközeli levegőhőmérséklete. Az éghajlatváltozási keretegyezmény a globális éghajlatváltozáskifejezést az ember által okozott klímaváltozásra használja.

A 20. században és különösen az utóbbi évtizedekben ez a klímaváltozás gyorsabb volt, mint a megelőző néhány évszázadban.[1] A folyamat várhatólag folytatódik. A kérdés, hogy a hőmérséklet változása milyen mértékben az emberi tevékenység következménye. Alig 10 000 éve kezdődött meg a Kainozoikumi eljegesedés Würm-glaciálisa utáni interglaciális szakasza. A megelőző öt interglaciális szakasz 50–400 ezer évig tartott, ami arra utal, hogy még melegedési időszakban vagyunk természetes módon is. Kérdés azonban, hogy az emberi tevékenység ezt mennyivel gyorsítja és így mennyivel nehezíti a felmelegedéshez való alkalmazkodást.

A témával foglalkozó tudósok több mint 90%-a szerint a legutóbbi évtizedekben zajló felmelegedés mértéke zömmel emberi tevékenység eredménye. [2] A tudományos konszenzus mértékét jelzi az is, hogy a klímaváltozás elméletét az összes fejlett ipari ország tudományos akadémiája elfogadja. [3]

A felszínközeli levegő átlagos hőmérsékletének emelkedése 1860 és 2000 között. A fekete görbe az éves, a vörös görbe pedig az ötéves átlaghőmérséklet alakulását mutatja

A legutóbbi 2000 év hőmérsékletváltozása

A legutóbbi 12000 év hőmérsékletváltozása

A globális felmelegedés okai[szerkesztés]

A Föld-légkör rendszer energiamérlegében a XVIII. századközepe óta előidézett változások (sugárzási kényszer) és az egyes tényezők bizonytalansága a tudomány mai eredményei szerint. Ezeket a változásokat a melegedés miatt erősebb kisugárzás ellensúlyozza. (Forrás:James Hansen, IPCC, 2001)

Az éghajlat stabilitásához egyebek közt az kell, hogy a Földlégköréből annyi energia jusson ki, mint amennyi oda (főleg a napsugárzásból, kisebbrészt a Föld belső hőjéből) bekerül. Természetes üvegházhatás nélkül a Föld felszínének átlaghőmérséklete a mai 14 °C helyett csupán ‒19 °C lenne. Az üvegházhatású gázok mennyiségének bármilyen változása befolyásolja a Föld-légkör rendszer energiamérlegét, megváltoztatja az éghajlatot.

Az éghajlatra természetes és emberi tényezők is hatnak. A legfontosabb természeti hatások: a napciklus, a napállandó, a Föld pályaelemeinek változása, a lemeztektonika és a vulkánitevékenység. A recens felmelegedés részletes okairól számtalan elméletet dolgoztak ki, de a tudományos szervezetek többsége[30] szerint a fő ok az üvegházhatású gázok koncentrációit növelő emberi tevékenység. Az IPCC Harmadik Értékelő Jelentése is ezt az álláspontot támasztja alá: „Új, a korábbinál erősebb bizonyítékok utalnak arra, hogy az elmúlt ötven évben megfigyelt melegedés döntő része emberi tevékenység eredménye. A változások mérését és a kiváltó okok meghatározását célzó tanulmányok egybehangzóan emberi eredetű hatást mutatnak ki az utóbbi 35–50 év éghajlati adataiban. E tanulmányok számolnak azzal a bizonytalansággal, amely az emberi eredetű szulfát aeroszolok és a természetes tényezők (vulkánok és a Napból érkező sugárzás) mint éghajlati kényszerek miatt jelentkezik, de figyelmen kívül hagyják a többi emberi eredetű aeroszol, továbbá a földhasználat változásainak hatásait. Aszulfátok és a természetes tényezők a vizsgált időszakban hűtő hatásúak voltak, tehát nem magyarázhatják a felmelegedést; e tanulmányok többsége szerint az üvegházhatású gázokkoncentrációinak növekedése már önmagában magyarázhatja az elmúlt ötven év felmelegedését, sőt, ennek alapján akár nagyobb felmelegedés is indokolt lett volna.”

A környezeti változások következményei azonban hosszú távon mutatkoznak meg. A Földóceánjainak magas hőkapacitása miatti kiegyenlítő hatása és más közvetítő folyamatok lassúsága miatt a Föld éghajlata lassan követi az azt megváltoztatni akaró behatást. Emiatt még akkor is további 0,5 °C-os melegedésre kell számítanunk, ha az üvegházhatású gázok koncentrációja tovább nem emelkedik. [31]

Az emberi eredetű üvegházhatást főleg a szén-dioxid, a metán és a dinitrogén-oxid idézi elő. A széndioxid mennyiségének változása korrelációt mutat a glaciális és az interglaciális periódusokban az átlaghőmérséklet változásaival. A kainozoikumi eljegesedés leghidegebb periódusában a koncentráció a 19. századinak a 70%-a volt (200 és 288 ppm). Az elmúlt száz év során 380 ppm körüli értékre emelkedett, vagyis abszolút értékben és arányában is (75%) többet nőtt, mint az elmúlt 21 000 év során összesen. A hőmérséklet emelkedése ezt csak lassabban tudja követni az óceánok nagy hőkapacitása és még inkább a sarki jég olvadáshője miatt.

Üvegházgázok forrásonként

Gázkibocsátás és gázelnyelés[szerkesztés]

Az üvegházhatást okozó gázok mennyiségének aránya. A függőleges tengely a sugárzási kényszerben mért változásokat mutatja.

A Napról hozzávetőleg 126 ezer TW energia érkezik aFöldre, és a Föld is ennyit sugároz vissza a világűrbe. Az emberiség (világgazdaság) teljes primer energiafelhasználása 2000-ben 10,2 milliárd tonnaolajegyenérték volt, ami 13,6 TW-nak felel meg, vagyis az emberi energiafelszabadítás a Föld teljes energiaforgalmának alig egytízezred része. Ebből világos, hogy a globális felmelegedés oka nem lehet csupán az erőművekben felszabadított energia. A sugárzási viszonyok változása mellett a légkörben megnőtt az üvegházgázok mennyisége. Ezt tartják a globális felmelegedés emberi okai közül a legfontosabbnak.

Az üvegházhatáslényege, hogy az üvegházgázok a légkörbe belépő, és zömmel a látható fény tartományába eső napsugarakat nem nyelik el, a földfelszínről visszavert, nagyobb hullámhosszú infravörös sugárzás egy részét viszont igen. Ez a hőenergia az alsó légrétegekben marad. Ahogy nő az üvegházgázok koncentrációja, úgy egyre kevesebb hő távozik a világűrbe, az alsó légkör és a földfelszín pedig egyre inkább felmelegszik. A legfontosabb üvegházgázok: a szén-dioxid (CO₂), a metán (CH₄), a dinitrogén-oxid (N₂O), a kén-hexafluorid (SF₆), a halogénezett szénhidrogének (CFC-k), és az alsólégköri (troposzferikus) ózon.[32][33]

A kék görbe mutatja, hogy 417 000 év alatt soha nem lépte túl a légkör szén-dioxid-koncentrációja a 300 ppm értéket, azonban mint a piros görbén látszik, 1800-tól napjaink meredeken növekedett 380 ppm-ig. [34][35][36]

A légköri szén-dioxid-koncentrációt ábrázoló Keeling-görbe. A kisebbik grafikonon a szén-dioxid-koncentráció éves változása van feltüntetve. A mérések a Mauna Loa hegyen (Hawaii) készültek.

Szén-dioxid. Meteorológiai vizsgálatokból tudjuk, hogy a légkör szén-dioxid koncentrációja a 21. század elején 383 ppmv (térfogat-milliomod).[37] Ageológusok kimutatták, hogy ez több, mint bármikor az előző 417 ezer évben. Bár a természet körfolyamataiban hozzávetőleg harmincszor annyi szén-dioxid keletkezik, mint az ember tevékenységéből, az ember által okozott szén-dioxid emisszió eléri a 20 milliárd köbmétert.

Ennek nagy része elsősorban a fosszilis tüzelőanyagok (kőolaj, földgáz, fekete- és barna kőszén,lignit) elégetése révén keletkezik.[38][39] A kibocsátás további 15-20%-a a földterületek hasznosításában bekövetkező változásoknak, köztük az erdőirtásnak és fakitermelésnek tulajdonítható.[40] Kisebb mennyiségű szén-dioxid szabadul fel a cement gyártása során. Ugyancsak növeli a szén-dioxid szintjét a légiforgalom, ez például Németországban 1980 és 1993 között megháromszorozódott. 1993-ban egyedül a német légiforgalom 19 millió tonna szén-dioxidot juttatott a légkörbe, ami a teljes német közlekedés szén-dioxid kibocsátásának 10%-át tette ki.

Az emberi tevékenység során légkörbe kerülő szén-dioxid-mennyiségnek csak a fele marad ott, a többi részben oldódik az óceánokban, részben a szárazföldi bioszférába kerül. A vegetáció, főként az északi félgömb mérsékelt égövi kontinentális területein, napjainkban nincs egyensúlyban a légkörrel, mert nettó szén-dioxid nyelőként viselkedik.

A szén-dioxid a természetes módon a légkörbe kerülő üvegházhatású gázok 9–26%-át jelenti, az emberi tevékenység miatti összes üvegházgáz-kibocsátásnak viszont mintegy 80%-át adja. Az IPCC2001. évi helyzetjelentése szerint a világ szén-dioxid emissziójának – a főbb fogyasztói szektorok szerinti – megoszlása a következő: ipar: 43%, lakóépületek: 21%, egyéb épületek: 10%, közlekedés: 22%, mezőgazdaság: 4%.

Elsőként Charles Keeling klimatológus mérte meg a légköri szén-dioxid-koncentrációt a hawaii Mauna Loa hegy csúcsán az 1950-es években. Az eredményeket grafikonon ábrázolta, amit ma Keeling-görbének neveznek. A mérések 1958 és 2000 között folytak. A grafikonon megfigyelhető az ún.fűrészfog-effektus, aminek az északi félteke erdeiben zajló évszakos változás az oka. Az erdők ugyanis minden tavasszal hatalmas mennyiségű szén-dioxidot vonnak ki az atmoszférából, ami a Keeling-görbén a koncentráció visszaesésében jelenik meg. Az ősz beköszöntével növekszik a szén-dioxid koncentráció, ami a lebomlással jár együtt. A Keeling-görbe azonban másra is rámutat: minden ősz végén kicsivel több szén-dioxid marad a légkörben, mint amennyi előtte volt. Charles Keeling úgy vélte, hogy ez a folytonos emelkedés egyértelműen a fosszilis tüzelőanyagok elégetésének a következménye.

A szén-dioxid által előidézett üvegházhatás okát sokáig nem ismerték fel a klímakutatók. A szén-dioxid a 12 mikrométernél hosszabb hullámhosszú elektromágneses sugárzást képes elnyelni, és ebben a hullámhossz-tartományban a teljes abszorpcióhoz már igen kis mennyiségű gáz jelenléte is elegendő. A laboratóriumi kísérletekben a koncentráció növelésével úgy tűnt, hogy nincs valódi különbség az elnyelt hőmennyiségre vonatkozóan.[41] Ilyen eredmények mellett valószínűtlennek tartották, hogy a légkör összetételének kicsiny hányadát kitevő szén-dioxid hatással van a hőmérséklet növekedésére. A szén-dioxidot nem tekintették a klímaváltozásért egyedül felelősnek, hanem az általa megnövekedett vízpára általi pozitív visszacsatolási folyamatot tekintették a globális felmelegedés okának. Csak sokkal később ismerték fel a kutatók, hogy nagyon alacsony hőmérsékleten – mint például a sarkvidékeken vagy a magasabb légrétegekben – a hő vezetése éppen abban a hullámhossz-tartományban sokkal intenzívebb, ahol a szén-dioxid működése hatékonyabb.

A földfelszíni (felső ábra) és asztratoszférabeli (alsó ábra) metánkoncentrációkét számítógépes modellben

Metán. A metán döntő része a légkörben zajló kémiai folyamatok során először szén-monoxiddá, majd szén-dioxiddá alakul. Az így keletkező szén-dioxid mennyisége azonban elhanyagolható az egyéb emissziókhoz képest. A metán kis részét a talajban lévő mikroorganizmusok megkötik. E két folyamat azonban nem képes ellensúlyozni a természetes és mesterséges forrásokból eredő mennyiséget, ezért a metán légköri koncentrációja napjainkban folyamatosan emelkedik. 2007-ben a légköri metán mennyiségének 60%-át az ember állítja elő.[42]

Leginkább hulladéklerakókból kerül a metán a levegőbe, de a szennyvízkezelés, a fosszilis tüzelőanyagok égetése, a rizstermesztés, az állattenyésztés (a hígtrágya valamint a kérődzőkbendőjében lévő erjesztőbaktériumok jelentős metántermelők. Egy szarvasmarha napi 100 liter metánt böfög ki emésztési folyamata során. A szennyvízkezelés és bizonyos ipari tevékenységek (szénbányászat, szivárgó földgázvezetékek) is hozzájárulnak a kibocsátáshoz. Az emberi eredetű metánforrások egymás közötti arányai a következők: energiaipar: 18%, rizstermesztés: 28%, állattenyésztés: 22%, biomassza tüzelése: 20%, hulladékdepóniák: 12%. [43] Az élő növényzet is termel bizonyos mennyiségű metánt. Egyes becslések szerint a szárazföldi növények esetében ez elérheti az évi 60-240 millió tonnát is, ami az éves légköri metántermelés 10-30%-át teszi ki. Ennek mintegy kétharmadát a trópusi területek adják, mivel ott képződik a legnagyobb mennyiségű biomassza. Az élő növényzet metántermelésénél lényegesen nagyobb az olvadó tundraövezet mocsári és tőzegláp-területeinek – eddig a permafrosztmiatt minimális – jelentősen megnövekedett kibocsátása. Az olvadó területeken a metán mellett jelentős mennyiségű szén-dioxid is megjelenik, ezért olyan pozitív visszacsatolási folyamat alakulhat ki, amelynek egyik eleme a felmelegedést segítő gázok megnövekedése, aminek hatására újabb területek olvadhatnak meg, jelentősen növelve ezzel az üvegházhatású gázok légköri koncentrációját. Ilyen folyamat játszódhat le például a szibériai örök fagytőzeg-mocsarak megolvadásakor, aminek során akár 70 000 millió tonna metán is a légkörbe kerülhet. A metánkibocsátás csökkentésére tett első lépések egyike, hogy a mezőgazdaságban megkezdődött a depónia és a biogáz nagyarányú hasznosítása.

Dinitrogén-oxid. A dinitrogén-oxid (N₂O) légköri koncentrációja még a metánénál is alacsonyabb, de mivel hatékonyan nyeli el a földfelszín infravörös sugárzását, szintén fontos üvegházgáz. Legnagyobb mértékben természetes forrásból, a denitrifikációból származik. Ezt a forrást az ember felerősítette a légköri nitrogént megkötő haszonnövények termesztésénél használt nitrogéntartalmú műtrágya alkalmazásával. A műtrágyagyártáson kívül fontos dinitrogén-oxid források még a műanyagipar, a salétromsavgyártás, valamint a fosszilis tüzelőanyagok és mezőgazdasági hulladékok égetése. Bár a légkör magasabb részébe kerülő dinitrogén-oxid elbomlik az ultraibolya sugarak hatására, a folyamat nem képes egyensúlyozni a jelenlegi évi 16 millió tonnás emissziót.

A CFC-12 és a CFC-11 gázok légköri koncentrációja. A függőleges tengelyen a CFC-gáz légköri koncentrációja van feltüntetve ppbv-egységben.

Halogénezett szénhidrogének(CFC-k). Ezek közé a vegyületek közé tartoznak például a CHF₃ és a CF₃CH₂F. Ezeket a gázokat az1930-as években kezdték gyártani, többek között hűtő és légkondicionáló berendezésekhez. Később oldószerként az elektronikai iparban, habosítóanyagként és aeroszolos spray-k hajtógázaként hasznosították őket. Felmelegedést okozó hatásuk több ezerszerese a szén-dioxidénak. Széles körű használatuk magyarázata, hogy nincsenek hatással az emberi egészségre, mert ezek a gázok közömbösek, nem lépnek reakcióba semmilyen természetes vegyülettel. Ez az oka, hogy hosszú ideig tartózkodnak a légkörben: annak ellenére, hogy már kivonták a forgalomból ezeket a gázokat, még évezredekig ott lesznek a levegőben.

Kén-hexafluorid. A kén-hexafluorid (SF₆) a polifluoroalkil (PFC) és a részlegesen fluorozott szénhidrogének (HFC) – melyek a klór-fluor-karbon vegyületeket (CFC) hivatottak helyettesíteni – gyártása során keletkezik.

Ózon. Az ózon nem csak az ultraibolya tartományban képes elnyelni a fotonokat, hanem az infravörösben is. Következésképpen fontos üvegházhatású gázként viselkedhet. Közvetlen forrásai nincsenek, a sztratoszférában kémiai folyamatok során keletkezik oxigénből ultraibolya sugárzás hatására. Míg az alacsonyabb légrétegekben (troposzféra) a nitrogén-monoxid, nitrogén-dioxid, szén-monoxid és a reaktív szénhidrogének napfény hatására bekövetkező kémiai folyamatokban képződik. Ezeket a gázokat indirekt üvegházhatású gázoknak is nevezik.

Az emberi eredetű üvegházhatású gázok légköri koncentrációja az 1990-es évekre elérte a valaha mért legmagasabb értéket, elsősorban a fosszilis tüzelőanyagok égetése, a mezőgazdasági tevékenységek, valamint a földhasználat átalakulása miatt. Az IPCC becslése szerint a levegőbe juttatott üvegházgázok 20%-a mezőgazdasági tevékenységek során szabadul fel, elsősorban a trágyázásnak, szarvasmarha-tenyésztésnek és rizstermelésnek tulajdonítható. További 14%-ért a földek hasznosításában bekövetkező változások a felelősek, például a növényzet kiirtása és elégetése. Ezek a változások legtöbbször új területek művelésbe vonásával járnak együtt.

Nagy bizonyossággal állítható, hogy a mesterséges eredetű gázok melegítenek. Az aeroszolok közvetlen hatása ugyan ellentétes, de ez a hatás kisebb mértékű az üvegházhatású gázok fűtő hatásánál.[44]

Emberi eredetű aeroszolforrások. Az éghajlatot befolyásoló emberi hatások körébe tartoznak az emberi eredetű aeroszolok (por, korom, szulfátok) is, amelyek a napsugárzás egy részét visszaverik, illetve a magasabb légrétegekben elnyelik, ezáltal csökkentik a földfelszínre érkező sugárzásmennyiséget, s ily módon az üvegházhatással ellentétes hatást váltanak ki. Az emberi eredetű, elsősorban szulfát-aeroszolok ugyanakkor megváltoztathatják a felhőzet szerkezeti és sugárzás-átviteli jellemzőit is, ami közvetett módon ugyancsak klímaváltozáshoz vezet. A légköri aeroszoltartalmat a térfogati koncentráció, a kémiai összetétel, a részecskék alakja és méret szerinti eloszlása együttesen határozza meg. A légkör aeroszoltartalma elsősorban az iparosodott területeken és azok tágabb környezetéhen magas, így ezeken a területeken gyengítik a legerősebben az üvegházgázok okozta felmelegedést. Az aeroszoloknak azonban melegítő hatása is lehet, mivel egy részük elnyeli az infravörös sugarakat. Az aeroszolok légkörbe kerülésével közvetlenül összefüggő, direkt hatás (sugárzásszórás és -elnyelés) összességében hűtő hatású.

Természetes aeroszolforrások
A természetes aeroszolok nagy része elsődleges forrásokból, tehát közvetlenül jut a légkörbe. A sókristályok főleg az óceánokból származnak. A kontinenseken a sivatagokban a legtöbb az aeroszol – sivatagok a szárazföldek közel egyharmadát borítják. A bioaeroszolok közül a legjelentősebbek apollenek, a spórák és a baktériumok. Az elsődleges aeroszolrészecskék közös jellemzője, hogy viszonylag nagyok (> 1 mikrométer).

A természetes aeroszolok kisebb része másodlagos forrásokból, azaz közvetetten kerül a légkörbe. Ezek magában a légkörben keletkeznek gázokból vagy illékony vegyületekből kémiai reakciók és a gázrészecskék átalakulása (kondenzáció) eredményeként. A legjelentősebb közülük a szulfátion, amely óceáni környezetben képződik az egyes algafajok által kibocsátott dimetil-szulfid fotokémiaioxidálódásával. A szervetlen aeroszolok közé tartozik még a természetes eredetű nitrogén-monoxidból ugyancsak kondenzálódással keletkező nitrátion.

Vulkáni tevékenység

A globális felmelegedést visszájára fordító természeti okok közül a legjelentősebb a vulkáni tevékenység. A tűzhányók kitörésekor nagy mennyiségű vulkáni hamu, por és kén-dioxid jut a troposzférába. A por és a hamu idővel leülepszik, vagy az esők kimossák a légkörből, a kén-dioxid viszont a levegőben marad, és szétterülve megszűri a napsugarakat, csökkentve ezzel a földfelszín hőmérsékletét.

A vulkánok – beleértve a tenger alatti vulkanizmust is – éves széndioxid kibocsátása 65–319 megatonnára tehető. 

Vulkánkitörés, Kanaga (Alaszka), 1994

Klímamodellek[]

Bővebben: Klímamodellek

A ClimatePrediction.net [2] projekt egyik klímamodellje

Az éghajlat modellezésénél a legnagyobb problémát az emberi befolyás és a természetes folyamatok által előidézett változások hatásának elkülönítése okozza. Az emberi tényező által előidézett változások szükségképpen növelik a természetes ingadozások mértékét, amelyek bizonyos fokig „elfedik” az emberi beavatkozást.[60]

A globális éghajlati rendszer (légkör, óceán, szárazföld, krioszféra, bióta) dinamikus modellezésére alapvetően háromféle modellt használunk.

1. Hidrodinamikai modellek: A légkörben és az óceánokban bekövetkező változásokat együttesen figyelembe vévő modellek. A külső és a belső erők hatására létrejövő áramlásokat elemzik, amelyek kulcsszerepet játszanak az éghajlat kialakításában.

2. Numerikus modellek: Ezekben a modellekben a számításokat numerikus és közelítő módszerekkel végzik. A numerikus modellezés az alapvető fizikai törvényszerűségeken alapszik, melyek közül a legfontosabbak a tömeg-energia és az impulzusmomentum megmaradásának elve. Ezek a modellek szimulálják a légkör és az óceánok mozgását, becsléseket tesznek a légnyomás, hőmérséklet és a sűrűség várható értékeire.[61]

3. Globális modellek: Ezek a modellek a Föld egész légkörére és az óceánok összességére vonatkoznak. A térben folytonos (légkör)fizikai állapotjelzők időbeli változását úgy kezelik a modellekben, hogy a mezőkre egy rácshálózatot illesztenek. A különféle matematikai számításokat ezután már csak a hálózat csomópontjaira, az úgynevezett rácspontokra végzik el. A globális modellek hátránya, hogy kicsi a térbeli felbontásuk, ezért a már két nagyságrenddel kisebb skálájú folyamatokat nem képesek vizsgálni. Használatuk ezért nem megfelelő az összetett domborzati viszonyokkal jellemzett területeken, vagy változó felszíntakarójú helyeken. Ezen régiók klimatológiájának megállapítása nagyobb felbontású módszereket igényel.

Egyéb modellek:

4. Regionális modellek: Ezek a modellek lényegében a globális modellek finomításai. Ezek kidolgozása jóval nehezebb a globális modellekénél.

5. Általános cirkulációs modellek (GCM – General Circulation Model). A háromdimenziós térben zajló légköri mozgásokat írják le. Tanulmányozzák a napsugárzás energiájának szféránkénti megoszlását, az energia hatását az éghajlati rendszer elemeire. Számításokat végeznek a hőmérséklet, csapadék, légnyomás és egyéb éghajlati változók értékeire vonatkozóan. Horizontális felbontásuk átlagosan 100–300 km. A legkomplexebb modellek, de ugyanakkor a legnehezebben alkalmazhatóak. Az ismertebb általános éghajlati modellek a következők: az 1990-es években Michel Déqué vezetésével kifejlesztett ARPEGE-Climate időjárás-előrejelző modell és az ebből kifejlesztett ALADIN-Climate modell.[62] A Német Meteorológiai Szolgálat időjárás-előrejelző modelljéből, az „Europa Modell”-ből, regionális klímamodellezés céljára kifejlesztett REMO (Regional Modell). További fontos regionális modellek még a PRECIS, az ECMWF valamint a Special Report on Emissions Scenarios (SRES).[63][64]

Az SRES A2 kibocsátási forgatókönyv szerint különböző intézmények által kalkulált hőmérsékletemelkedés 2100-ig. Eszerint a forgatókönyv szerint nem történnek lépések a kibocsátás csökkentése érdekében.

6. Előrejelző modellek: Az előrejelző modelleknek több kritériumnak is meg kell felelniük. Figyelembe kell venniük, hogy az üvegházgázok ember általi kibocsátása változhat a jövőben, például a korlátozó rendszabályok miatt. Ezért az éghajlati modellekben is figyelembe kell venni a különféle emissziós forgatókönyveket, majd ennek megfelelően módosítani az előrejelzéseket. A modelleket nem csak az általános felmelegedésre kell alapozni, hanem figyelembe kell venni a különböző földrajzi régiókban az évszakonkénti változás jellegét is.

A hazai kutatások célja a távoli jövőre vonatkozó éghajlati előrejelzések készítése Európára, előrejelzések készítése gazdasági folyamatokra, népességszám-változásokra valamint éghajlati forgatókönyvek készítése.[65] A „Magyarország éghajlatának dinamikai vizsgálata” nevezetű projektben (2005-2007) az Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar Meteorológiai Tanszéke, a Pécsi Tudományegyetem, az Env-In-Cent Környezetvédelmi Tanácsadó Iroda Kft. és azOMSZ vesz részt. A projekt feladata regionális klímamodellek alkalmazásából áll.

Európában a Prágai Károly Egyetem, a Cseh Hidrometeorológiai Intézet és a Tudományos Akadémia dolgozik együtt klímamodellezéssel kapcsolatos kutatásokban, melyet Tomas Halenka vezet.[66]

A globális felmelegedés hatásai[]

Az évi globális középhőmérséklet az elmúlt 125 évben. Az 1951–1980 közötti időszakban stagnálás, majd jelentős emelkedés figyelhető meg[3]

Az IPCC kutatóinak általános előrejelzései szerint a szárazföldek hőmérsékletének növekedése nagyobb mértékű lesz, mint a tengereké, ami a napfény-visszaverő képességükkel magyarázható. Az Északi-sarkvidéken elsősorban a téli átlaghőmérséklet fog növekedni. Az éjszakai átlaghőmérsékletek növekedése meg fogja haladni a nappali középhőmérsékletekét. A közepes földrajzi szélességeken, vagyis Észak-Amerika és Európanagy részén, továbbá Dél-Amerika egy részén nyáron több forró napra kell majd számítani. Az előrejelzések szerint több lesz a rendkívüli időjárási esemény, például tartós aszály és árvíz, s ezek hosszabb ideig tartanak majd. A hőmérséklet emelkedése fokozza a tengereken és a szárazföldeken a víz párolgását, ennek következtében több csapadékra számíthatunk. A déli óceánok körzetében azonban ez a csapadék nagy részt hó formájában az Antarktiszon hullik majd, ami bizonyos mértékig – vagy teljesen – kompenzálja a vízszint emelkedését.

Nem csak a felmelegedés idéz elő változásokat; a fokozott energiaáramlás következtében felerősödhetnek a hóviharok is. Nagy helyi hőmérséklet-ingadozásokra számíthatunk; néhol a heves áradások erodálhatják a talaj felső rétegeit, míg máshol a talaj elsivatagosodására számíthatunk a szárazság miatt. Gyakoribb és erőteljesebb szélviharokra kell majd számítanunk, a tengerparti területeket elmoshatja az eső, ezzel egyidejűleg hatalmas kontinentális területek még jobban kiszáradnak.

Legmelegebb 10 év adatai 1880 és 2006 között
	Év	Eltérés 1951–1980 átlagától
1.	2005	0,63 °C
2.	1998	0,57 °C
3.	2002	0,56 °C
4.	2003	0,55 °C
5.	2006	0,54 °C
6.	2004	0,49 °C
7.	2001	0,48 °C
8.	1997	0,40 °C
9.	1995	0,38 °C
10.	1990	0,38 °C
Forrás: NASA GISS

Az alábbiakban felsorolunk néhány, a 20. században bekövetkezett ökológiai változást, amelynek a globális felmelegedés oka lehetett:

• 0,6-0,2 °C-kal növekedett a globális földfelszíni hőmérséklet, a szárazföldi területek jobban melegedtek, mint az óceánok.
• Nagyobb volt a hőmérséklet-növekedés, mint az elmúlt ezer év bármely évszázadában; az évezred legmelegebb évtizede az 1990-es volt. Ez azonban alig fél fokkal magasabb, mint a 15. századi átlaghőmérséklet. Ennek oka, hogy a 19. századig tartott a kis jégkorszak. Vagyis egy átlag alatti hőmérsékletű periódusban kezdtük meg a hőmérsékletváltozások megfigyelését és a melegedést egy közismerten nagyon alacsony átlaghőmérséklethez viszonyítjuk.
• 1950 és 2000 között a földfelszín napi hőmérsékleti ingása csökkent a szárazföldön, az éjszakai minimumok kétszer olyan gyorsan emelkedtek, mint a nappali maximumok.
• Majdnem az összes szárazföldi területen csökkent a fagyos napok száma.
• Erőteljesebb lett a vízkörforgás, 5-10%-kal nőtt a csapadékmennyiség az északi félteke szárazföldjein, néhány kivétellel (észak- és nyugat-afrikai országok).
• Megnövekedett a nyári aszályok gyakorisága és súlyossága néhány területen (Ázsia és Afrika néhány országa).

Golf-áramlat[]

Bővebben: Golf-áramlat

Az Atlanti-óceán hőmérsékleti eloszlását mutató képen narancssárga és sárga szín jelöli a Golf-áramlatot. Bal oldalon alul a Floridai-fésziget látható. Forrás: NASA

A globális felmelegedés okozta jégolvadás miatt hatalmas tömegű édesvíz kerülhet az Atlanti-óceánba, aminek következtében irányt változtathat, lelassulhat, vagy akár meg is szűnhet a Golf-áramlás. Emiatt több mint 10 °C-ot is csökkenhet Észak-Európa téli középhőmérséklete. A Golf-áramlást aGrönlandi-tenger jég borította vizeiben végbemenő folyamat tartja mozgásban. Amikor a tengervíz kezd megfagyni, a folyékony halmazállapotban maradó víz sótartalma és sűrűsége megnő. A sűrűbb víztömegek lassan lesüllyednek a tengerfenékre, és útjukat aDéli-sark irányába veszik, lehetővé téve ezzel meleg víztömegek vonulását a trópusokról a sarkvidékek felé. A Golf-áramlás egyik eleme a gigantikus „szállítószalagnak”, amely átszeli az óceánokat az egyik sarkvidéktől a másikig. A Golf-áramlat, illetve meghosszabbításai jelentősen befolyásolják azon szárazföldi területek éghajlatát, amelyek közelében elhaladnak. Az észak-atlanti áramlat jóval melegebbé teszi Nyugat-Európa éghajlatát, és különösen az észak-európai teleket, mint amilyenek nélküle lennének. Például januárban Norvégia tengerparti területei átlagban mintegy 3 °C-kal melegebbek, mint az azonos szélességi fokon fekvő észak-kanadai kontinentális területek. Ha nagyobb ütemű jégolvadás miatt az Északi-sarkvidéken nagyobb tömegű édesvíz jut a tengerbe és felhigítja azt, akkor fokozatosan leállhat a sűrűbb víztömegek tengerfenékre való süllyedése, vagyis gyengülhet a Golf-áramlat. Egyes vélemények szerint a Golf-áramlás délebbre tolódása a következő néhány évtizedben már éreztetni fogja a hatását Észak-Európában, a nagy lehűlés pedig 200 év alatt következhet be.[67][68]

Ez a modell azonban nem veszi figyelembe a fenékvizek mozgását és az általuk szállított hőmennyiséget, valamint azt, hogy a meleg sós víz még mindig sűrűbb, mint a hideg édesvíz, alábukását semmi sem akadályozza. Emellett a vízben konvekciós áramlatok mindig beindulnak, ezeket semmi sem akadályozhatja meg. Az észak-atlanti mélységi vizek jóval melegebbek, mint az azonos déli szélességeken, azonos mélységben mérhető hőmérsékletek. Az antarktiszi fenékvíz 1 °C hőmérsékletű rétege az északi szélesség 32-ik foka környékén is megtalálható mintegy 6000 méter mélységben. Az ilyen hőmérsékletű, antarktiszi eredetű vízrétegek ugyanis még éppen átbuknak aRio-Grande-hátságon, majd a Ceara mélytengeri síkságon is. Ugyanakkor az arktiszi eredetű 0 °C hőmérsékletű fenékvízréteg éppen nem jut át a Dániai-szoroson a Reykjanesi-hátság és Rockall-padegyüttes hatása miatt. Az 1-2 °C-os vízréteg van olyan magasságban, amely átbukik rajta, de kis mennyiségű lévén gyorsan elkeveredik – számottevő lehűlést nem okozva – az Észak-Atlanti-medence melegebb vizeivel. A Golf-áramlat melegebb vizei a délre tartó fenékáramlás miatt csak kis mértékben hatolnak be az arktikus térségbe, helyette nagy mélységbe – mintegy 4000 méteres mélységbe – bukik le a Dániai-szoros magaslatainak déli oldala mentén.

A hideg mélységi vizek hőcserélésben játszott szerepe az Atlanti-óceán déli felén tanulmányozhatók. Az áramlatok hatását az állandó jég határa nagyon jól kirajzolja. A déli irányú Brazil-áramlatot az erősHorn-foki-áramlat ellenereje leállítja, tehát melegáramlat nem jut el ide. Eme Horn-foki-áramlat ugyan hideg áramlatként van törzskönyvezve, mégis elegendő hőmennyiséget szállít ahhoz, hogy a Weddell-tenger keleti felén, túl a déli sarkkörön az állandó jégtől mentes rész alakuljon ki. Az állandó jég határa tökéletesen megmutatja azt a területet, ahová a Horn-foki áramlat nem jut el. E részt lezárja azAntarktisz-félsziget, a Déli-Orkney-szigetek, a Scotia-hátság, a Ligeti-hátság és a Déli-Sandwich-szigetek. Mire a Horn-foki áramlat ezeken túljut, elveszti erejét, és csak a Maud-fenékhegy által eltérített gyenge részlete jut el a Weddel-tengerbe. A Délkelet-Csendesóceáni-Nagymedencehasonlóképpen szinte betereli a hideg áramlatot a Ross-tengerbe, ahol nagy jégmentes öböl alakult ki.

Tengerszint-emelkedés[]

Bővebben: tengerszint-emelkedés

Hőmérséklet-változások az Antarktiszon

A jégtakaró olvadásának következtében egyesektengerszint-emelkedést jósolnak. Ennek egyrészt az az oka, hogy a melegebb tengervíznek nagyobb a térfogata, másrészt a nem úszó típusú jég (szárazföldi jégtakaró) elolvad. A vízszintemelkedés elsősorban a kicsi szigetországokat és az alacsonyan fekvő tengerparti területeket (példáulHollandia, Florida) érinti. Az éghajlat-modellezés egyik vezető intézménye, a Hadley Központ (Brit Meteorológiai Intézet) előrejelzései szerint 2080-ig 40 cm-rel fog emelkedni a tengerszint, abban az esetben, ha nem sikerül korlátozni az üvegházgázok emisszióját. Ez azt jelentené, hogy a jelenlegi 13 millióval szemben 94 millió embert fenyegetnének évenkénti áradások. Ez a legsúlyosabban Dél- és Délkelet-Ázsia tengerparti területeit érintené, ahol jelentősek a szökőárak hatásai.[69][70] A Worldwatch Institute jelentése szerint a Jeges-tenger jégtakarójának össztérfogata a 1970 és 2000 között 40%-kal csökkent, és néhány évtizeden belül a maradék jég is elolvadhat. Ez nem okozna tengerszint-emelkedést, mivel úszó típusú jégről van szó.

Egyes becslések szerint, ha Grönland összes jege elolvadna, hat méterrel nőne meg az átlagos tengerszint, ami azt jelentené, hogy Floridát és Hollandiát elöntené a tenger, Pekingből 20 millió,Sanghajból 40 millió, Kalkutta és Banglades területéről 60 millió embert kellene kiköltöztetni.[71][72]Az Antarktisz jegének teljes elolvadásával 61 méterrel nőne meg a tenger szintje.[73] Feltételezések szerint Kelet-Antarktisz jege külön fog válni Nyugat-Antarktisztól. Ha a körülbelül Grönland méretű Kelet-Antarktisz összes jege elolvadna, az újabb méterekkel növelné meg a tengerszintet. Veszélyeztetett helyzetbe kerülhetnek a Carteret-szigetek és az Északi-Fríz-szigetek [74][75][76] Az ENSZ környezetvédelmi programja szerint a csendes-óceáni Kiribatihoz tartozó Tarawa-atollt már most evakuálni kell. Kiribati térségében már több kis szigetet is elnyelt a víz. A legnagyobb szigeten a part menti utak számára beljebb kellett új nyomvonalat kijelölni a tenger terjeszkedése miatt.

Más térségekben – például az Indiai-óceánnál – mintegy 30–50 cm-es vízszintcsökkenést lehet regisztrálni. A felmelegedés nem jár automatikusan a tengerszint emelkedésével. Ahogy melegszik az időjárás, nő a párolgás mértéke. Az óceánokból elpárolgó víz az általános légköri mozgásoknak megfelelően az Antarktiszon hó alakjában esik le. Az Antarktiszra eső hómennyiség nem kerül vissza a tengerekbe, ezért hatékonyan gátolja a vízszint emelkedését mindaddig, amíg az Antarktiszon hó esik és nem eső.

Gleccserek olvadása[]

A globális felmelegedés következtében nem csak a sarki jég olvad, hanem a gleccserek is visszahúzódnak, sőt eltűnnek szerte a világon, mivel nyáron több jég olvad el, mint amennyi télen újra megfagy. Rohamosan olvadásnak indult a Boulder-gleccser, a Columbia-gleccser (Alaszka), az Upsala-gleccser (Patagónia), a Muir-gleccser (Alaszka), a McCall-gleccser (Alaszka), Place-gleccser (Kanada), Centralnij Tujujszujszki-gleccser (Kazakhsztán), Midre Lovenbreen-gleccser (Norvégia), Austre Broeggerbreen-gleccser (Norvégia), South Cascade-gleccser (USA).[42] A perui Quelccaya-gleccserkiterjedése napjainkban tízszer olyan gyorsan csökken, mint tíz évvel ezelőtt, veszélyeztetve ezzel Lima 10 millió lakosának vízellátását. A Glacier Nemzeti Parkban (USA) 1850 és 1979 között a jég területe 73%-kal csökkent. 2007-re csupán 27 gleccser maradt abból a 150 darabból, amit 1900 táján jegyeztek fel. 2007-re a gleccserek 90%-a elolvadt, derül ki Dan Fagre (az Egyesült Államok Geológiai Szolgálatának munkatársa) tanulmányából.[77] Az ENSZ tanulmánya szerint a Himalája gleccsereinek zsugorodása gyorsabb, mint a gleccsereké általában. Így 35 év alatt akár teljesen el is tűnhetnek, ami emberek százmillióira lehet katasztrofális hatással, mivel a Tibeti-fennsíkon hét nagy folyót táplál a Himalája jege, amely a világ népességének 40%-a számára biztosít ivóvizet, továbbá fontos szerepe van ezeken a területeken a termőföldek öntözésében.[42][78] A hőmérséklet-növekedés hatására egyes gleccsertavak kiönthetnek. Ilyen a nepáli Tsho Rolpa gleccsertó, amelynek túlcsordulása hatezer ember életét fenyegeti. De előfordulnak ilyen, az újabb történelmi időben keletkezett tavak tucatszám a Himalája magasabb tájain.

A gleccserek átlagos jégvastagságának évi változása.

A tényekhez hozzátartozik azonban, hogy az európai gleccserek évszázadok óta visszahúzódásban vannak. A 17–19. században a Rhone-gleccser többet húzódott vissza, mint az elmúlt száz évben. Ezen kívül ha a gleccser elolvad, a vízutánpótlás attól még nem szűnik meg. A gleccsereket a lehulló hó növeszti, ami ezután eső formájában éppúgy folyókban távozik a hegyekből.

Szibéria jegének olvadása[]

Ha 5 °C-ot sikerül emelni a bolygó hőmérsékletén, akkor felolvad az összefüggő jégtakaró a föld alattSzibériában.[79] Az ott található jég 10%-ban metánt tartalmaz; a vízmolekulák csapdába zárják a metánmolekulákat (klatrát-szerkezet).[80] Ha mindez felszabadul (a jelenség Nyugat-Szibériában már zajlik), akkor összesen 450 milliárd tonna metán jut a légkörbe, ami rövid távon annak felel meg, mintha 23-szor annyi CO₂ jutna ki, azaz amikor ez megtörténik a légköri viszonyok annak felelnek majd meg, mintha a CO₂ sűrűsége 3900 ppm lenne.

El Niño[]

El Niño-jelenségnek nevezik mindazokat az időjárási rendellenességeket, amelyek rendszerint Észak- ésDél-Amerika csendes-óceáni partjain viharokat és áradást, ezzel egyidőben pedig Délkelet-Ázsiában és a Csendes-óceán nyugati medencéjében aszályokat idéznek elő. A jelenség akkor keletkezik, amikor valamilyen okból kifolyólag megjelenik a Csendes-óceánban egy nyugat-kelet-i irányú meleg tengeráramlás, amely elnyomja az Antarktisz felől érkező hideg Humboldt- ill. a Perui-áramlást. Ez a meleg áramlás olyan erős is lehet, hogy a mélyből a felszín felé tartó áramlatokat is megszüntetheti. A rendellenes tengeráramlás hatására fellépő rendellenes légköri jelenségek okozzák a szélsőségesen meleg időjárást szerte a világon. Ez az esemény rendszerint három-hét évenként ismétlődik. A kutatók szerint az El Niño hatásait a klímaváltozás felerősítheti, bár ez a feltételezés még nem bizonyított. Az adatokból arra következtettek a klímakutatók, hogy a Csendes-óceán viselkedése az elmúlt 100 évben atipikus, de nem mutatható ki egyértelműen, hogy mely tényezők befolyásolják. Egyes feltételezések szerint a globális hőmérséklet-növekedés hatására az El Niño sokkal rövidebb ciklusokban fog visszatérni. A jelenség okozta pusztítást az ökológiai károsodás és a szegénység is súlyosbíthatja. Példa erre a Mitch hurrikán, amely Hondurasban és Nicaraguában 1998 októberében körülbelül 11 ezer ember halálát okozta.[81]

A Catarina hurrikán az Atlanti-óceán felett2004-ben

Tavak kiszáradása[szerkesztés]

A Föld negyedik (Aral-tó) és hatodik (Csád-tó) legnagyobb édesvizű tava a kiszáradás közelébe került.[42][82][83] Ugyanerre a sorsra jutott a Gairdner- és a Mackay-tavak. Az időszakos állóvizek egyre nagyobb hányada szárad ki (például a Poopó-tó). A kiszáradás oka lehet antropogén, mint a helytelen vízgazdálkodás (a mezőgazdaság nagyarányú öntözési igényei) és az üvegházhatású gázok emissziója miatti globális hőmérséklet-emelkedés, másrészt az emberi tevékenységtől független folyamat, gondolván a földtörténeti éghajlatváltozásokra.

Biológiai hatásai[]

A jégmezők eltűnése számos faj kipusztulásával jár

A globális felmelegedés biológiai hatásai ajegesmedvék élőhelyén, a sarkvidéken jelentkeznek a legsúlyosabban. A jégmezők fokozatos olvadásával beszűkül a ragadozók vadászterülete, amelyek így nem juthatnak táplálékhoz. Mivel egyre nehezebben és egyre kevesebb zsákmányt tudnak ejteni, ezért nem tudnak megfelelő zsírréteget felhalmozni az ínségesebb időkre, ami a pusztulásukhoz vezet.[84] A jegesmedvék alig kétmillió éve alakultak ki a szélsőséges éghajlathoz alkalmazkodó medveféléből. Ha megszűnik az őt létrehozó ökológiai fülke, akkor a jegesmedve törvényszerűen kipusztul.

Az északi tundrákon költő vándormadarak, például a nagy lilikek, fészküket a fagyott földekre rakják. A gyorsabb és nagyobb hőmérséklet-emelkedés következtében felolvad a fagyott talaj, ami számos fészekalj pusztulásához vezethet. Eközben a madarak nem tudnak új fészkelő helyet keresni és új vonulási stratégiát kifejleszteni. Emiatt a veszélyeztetett fajok a kihalás szélére kerülhetnek.

Egy adott földrajzi területre jellemző hőmérséklet meghatározza, hogy ott milyen lények maradnak életben. Ha ez az érték tartósan változik, akkor az élőlények élőhelye is változik. Ez néha - mint a jegesmedvék esetében - a kihalás esélyét növeli, néha pedig egy faj nagyobb elterjedését, ami sok esetben nem kevésbé negatív jelenség, mint a kihalás. Mivel az átrendeződés nem egyszerre történik, előfordulhat hogy egy invazív élőlény az újonnan meghódított területen – természetes ellenség hiányában - túlzottan elszaporodik, az ottani ökoszisztémát jelentősen átalakítja, károsítja, amíg - idővel - be nem áll egy új egyensúly közeli állapot. Ez az élősködőkre, betegséget terjesztő állatokra is igaz, ami új -embereket és állatokat érintő - betegségek megjelenését is jelentheti. Ilyen például akutyákat veszélyeztető szívféreg megjelenése Magyarországon.[85]

Egy tanulmány kimutatta, hogy 18% és 35% közötti az esélye, hogy 1103 állat- és növényfaj 2050-re várhatóan kihal az éghajlatváltozás következtében, mert nem bírnak elég gyorsan alkalmazkodni az új körülményekhez.[86] Tanulmányok dokumentálják a jelenlegi klímaváltozás során kipusztult állatfajokat. McLaughlin két megzavarodott lepke populációt jegyzett le.[87] Parmesan biológiai tanulmányát, kutatási eredményeit lásd a külső hivatkozásoknál.[88]

Az óceánok savasodása és felmelegedése[]

A Föld korallállománya

Az antropogén eredetű szén-dioxid-emisszió harmadát – naponta 25 millió tonnát – a tengerek nyelik el. Mivel a magasabbhőmérsékletű vízben a szén-dioxid rosszabbul oldódik, mint a hideg vízben, ezért az utóbbiak kémhatása jobban változik. A savas vízben a csigák, rákok, korallok,kagylók és tengeri sünök nem tudják kiválasztani a vízből a vázuk felépítéséhez szükséges karbonátokat. Becslések szerint az antarktiszi korallok vázkiválasztó képességének csökkenése 50-100 éven belül akár az 50%-ot is elérheti. A számos hal- és bálnafaj táplálékául szolgáló parányi szárnyas csigák, a pteropodák, könnyen az óceán savasodásának áldozatává válhatnak.[89] Az óceánok savasodása mellett felmelegedésük is jelentős változásokat okoz. A korallok a vízhőmérséklet emelkedésének hatására kilökik szervezetükből az őket színező algákat, amelyeket addig befogadtak[89] Ez a jelenség fehéredés néven ismert. Az ENSZ Környezetvédelmi Programjának jelentése szerint a világ korallállományának egyharmada már elpusztult. „A korallok fakulása a globális felmelegedés bizonyítéka” – állítja Edwin A. Hernández-Delgado tengerbiológus. APuerto Ricóhoz tartozó Culebra-sziget vizsgált koralltelepeinek 97%-a fakult ki. 1998-ban – ami az eddigi második legmelegebb év volt – a világ korallzátonyainak 16%-a halt el.[90]

A hőmérséklet növekedésével az elolvadt jégtáblák száma is nő. Emiatt fókapopulációk pusztulhatnak ki. Egyes becslések szerint 2000-ben 20 000 állat veszett oda a Kaszpi-tengerben. 2007 májusában800 állat esett áldozatul a korai nyárnak.[91]

Hatások az emberi egészségre[]

A globális felmelegedés miatt jelentek meg a maláriát hordozó szúnyogok Kelet-Afrika olyan magasabban fekvő területein, ahol eddig alig fordultak elő. A Dengue-láz, sárgaláz, agyvelőgyulladásnagyobb mértékben terjed el. A vírusos agyhártyagyulladás ellen van védőoltás, ezt el kell terjeszteni, egyre több embernek kell megvásárolnia, kérni a háziorvosát, hogy juttassa ehhez a védőoltáshoz. Magyarországon ez a védőoltás nem tb-támogatott. Egészségügyi ellátószervezetre újabb feladatok hárulnak. Át kell gondolni a gyermekorvosoknak és a háziorvosoknak a gyógyszeres kezelést, hiszen a nagy melegben máshogy viselkednek a gyógyszerek, ha kiszárad a szervezetünk, az adott mennyiségű gyógyszernek a mellékhatásai felerősödnek.

Az esőzések sűrűbbé válásával, a kórokozót hordozó szúnyogok el fognak szaporodni, a maláriás időszak meghosszabbodik és nagyobb fertőzésekkel kell számolni. Mexikóvárostól egészen a Pápua Új-Guineai Hagen-hegyig, a hegyvidéki völgyek tekintélyes sűrűségű emberi populációt hordoznak. Egészséges, biztonságos hely ez mind, ahol a fertőzések és járványok majdnem ismeretlenek, amennyiben nem zsúfolódik össze nagyon nagy népesség. Közvetlenül alattuk – Új-Guinea esetében 1400 méter körül – hatalmas erdőségek terülnek el, melyekben senki nem él. Ez elsősorban a maláriának köszönhető, mely erőteljes a trópusok egyes részein, és képes visszatartani az emberi betelepülést is. A felmelegedés a közeli jövőben szabad utat fog engedni a maláriának és a kórokozót hordozó Anopheles szúnyogoknak a magasabb hegyvidéki völgyek irányába, ahol majd könnyedén csaphatnak le az emberekre, mert belőlük hiányzik a fertőzéssel szembeni ellenálló képesség.[92]

A GDP esése[]

A Stern-jelentés a GDP jelentős visszaeséséről. A függőleges tengely a GDP százalékos változását mutatja.

A közgazdászok között nincs egyetértés a felmelegedésből származó károk nettó gazdasági költségeinek összegéről – 3 és 95 dollár közötti összegeket említenek egy tonna szén-dioxidra vetítve.[93] A Stern-jelentés szerint a GDP 1%-át is kiteheti a károk mérséklésének költsége, és ha ez elmarad, a legrosszabb esetben a globális GDP akár 20%-kal is csökkenhet.[94]

Az ENSZ Környezetvédelmi Programja (UNEP) kiemelte a biztosítók, viszontbiztosítók és bankokkockázatát a szélsőséges és költséges időjárási események miatt. Más gazdasági szektoroknak (például a mezőgazdaságnak és a közlekedésnek) is szembe kell néznie a klímaváltozás következményeivel. Nagyobb veszélynek vannak kitéve a fejlődő gazdaságok, mint a fejlett világ.[95]

Mezőgazdaság[]

A klímaváltozás és a mezőgazdaság szoros kölcsönhatásban áll egymással.[96] A globális felmelegedés jelentős és egyre növekvő mértékben kihat a mezőgazdaságra. Az üvegházhatású gázok – mint például a szén-dioxid, a metán – a koncentrációja az atmoszférában nő. Egy amerikai felmérés 23%-ra, míg egy másik, szintén amerikai felmérés 12,5%-re teszi, hogy a mezőgazdaság milyen arányban járul hozzá a felmelegedéshez.

A Föld lakossága átlépte a 6 milliárdot, 2050-re egyes becslések szerint 9 milliárdan fognak élni a bolygón. A víz és az ökoszisztéma készletek rohamosan fogynak a túlhasználat miatt, a mezőgazdasági termény és termelékenység szintén csökken, hiszen a klímaváltozás sok helyen kiégeti a termést, illetve nem jut a termőtalaj a hosszúra nyúló nyarak miatt megfelelő mennyiségű csapadékhoz.

Christopher Field (Stanford-i Carnegie Intézet), valamint David Lobell a (Lawrence Livermore National Laboratory) kutatója felmérést végzett, az 1980 és 2002 közötti időszakot vizsgálta, amikor globális átlaghőmérséklet 0,7 °C-ot emelkedett. Eredményük a következő: minden fél fokos átlaghőmérséklet emelkedés 3-5%-os terméshozam csökkenést von maga után.[97]

A felmelegedés ugyanakkor korábban nem erdősült (túl hideg) területek erdősülését is lehetővé teheti, így a boreális erdők területe vélhetően növekedni fog a tundra rovására.[98]

A Kárpát-medence helyzete[]

A Kárpát-medencében az éghajlatváltozás hatásának megítélésekor lényeges, hogy a terület a nedves óceáni, valamint nyáron a száraz, télen a nedves mediterrán éghajlati területek határán helyezkedik el. Ebben a térségben az éghajlati övek kisebb eltolódása is komoly következményekkel jár a fizikai-földrajzi tényezők, a nagytérségű légkörzés illetve a teljes légkörzés hatásának változására nézve. Egyelőre még nem tudunk a globális változás vizsgálatára alkalmas eszközökkel megbízhatóan előre becsülni. Ennek az az oka, hogy az óceán-légkör modellek tényleges felbontása nem elegendő ahhoz, hogy a legkisebb csapadékhozókat és az időjárási frontokat regionálisan modellezni lehessen.[99]

Magyarország[]

A Duna tetőzése Budapesten 2006 áprilisában

2012-ben jár le a Kiotói egyezmény, amelyMagyarországnak 6%-os kibocsátás-csökkentést tesz kötelezővé, hat üvegházhatást okozó gázra vonatkozóan, a 2008-2012-es évek átlagában. Ezt az egyezményt az ország 2002-ben ratifikálta. Az 1985-1987-es bázisidőszakhoz kell a csökkentéseket mérni. Az Európai Környezetvédelmi Ügynökség és az Országos Meteorológiai Szolgálat adatai szerint Magyarország a bázisidőszakban szén-dioxid-egyenértékben kifejezve átlagosan 115,571 millió tonnát bocsátott ki évente. 2005-ben csak 80,219 millió tonna került a levegőbe Magyarországról, ez 30,6%-os csökkenés,[100] azonban figyelembe kell venni, hogy a bázisidőszak óta a magyar nehézipar jelentősen visszaszorult.

Ürge-Vorsatz Diána, az ENSZ-jelentés készítésében résztvevő Közép-európai Egyetem docense kijelentette, hogy ökológiailag Magyarország a legmagasabb sérülékenységi területbe tartozik. A magyarországi átlaghőmérséklet növekedése majdnem másfélszer gyorsabb a globális klímaváltozás mértékénél.[101] A hirtelen lezúduló eső nagyobb károkat fog okozni a jövőben. Az árvizekerősödésének orvoslására a magyar tudósok az Új Vásárhelyi-terv megvalósítását szorgalmazzák. Magyarország világszinten az üvegházhatású gázok kevesebb, mint 0,5%-ának kibocsátásáért felelős, ugyanakkor Magyarországot erősen sújtja a felmelegedés, egyre szárazabbá válik az éghajlat.[102]
Európában Magyarország a legveszélyeztetettebb a csapadékmennyiség csökkenésének szempontjából.[103][104]