Jégolvadás az északi-sarkvidéken: így változtatja meg a globális éghajlatot
Az utóbbi időben egyre gyakrabban hallani arról, hogy minden eddiginél gyorsabb tempóban olvad a jég az északi sarkvidéken: hogy 2050-re jégmentessé válhatnak a nyarak a Jeges-tengeren, illetve, hogy Grönland olvadását, mely szintén jelentősen felgyorsult, már nem lehet megállítani. Ezek a jelenségek a globális felmelegedés hatásaiként jelennek meg, ugyanakkor vissza is hatnak a klíma megváltozására. Cikkünkben annak jártunk utána, hogyan is zajlik ez a folyamat.
Tiniteqilaaq, GrönlandForrás: commons.wikimedia.org
Jéghegy vonul át a grönlandi NarsaqnálForrás: commons.wikimedia.org
Meteorológiai állomás az északi sarkvidékenForrás: pixabay.com
Tavak az északi óceánonForrás: en.wikipedia.org
Olvad a permafroszt a kanadai Hudson-öbölbenForrás: commons.wikimedia.org
Mi az éghajlatváltozás?
Az éghajlatváltozás az éghajlat tartós és jelentős mértékű megváltozását jelenti, helyi vagy globális szinten, függetlenül az okoktól. A változás érintheti az átlagos hőmérsékletet, csapadékmennyiséget és széljárást, emellett az éghajlat változékonyságát is. A klímaváltozás lehet a Földön végbemenő természetes folyamatok eredménye, mint a földrészek tektonikus mozgása, és előidézhetik a bolygót érő külső hatások, mint a változások a Nap sugárzásának erősségében. Emellett jelentős alakító tényező lehet az emberi tevékenység is, mint az üvegházhatású gázok termelése.
Van, aki úgy véli, hogy a globális felmelegedés fogalmát el kell választani a klímaváltozásétól, és csak előbbit tekinteni az emberi tevékenység következményének, míg utóbbit részben természetes, ciklikus folyamatok eredményének. Eszerint a globális felmelegedés a felszíni hőmérséklet emelkedését jelenti, melyet antropogén hatások (elsősorban a megnövekedett szén-dioxid-kibocsátás) okoznak, a klímaváltozás pedig a globális felmelegedést és annak hatásait együtt tartalmazza.
Éghajlati változások természetes módon is történnek, ide tartozik például a glaciális, hidegebb éghajlattal járó, jegesedő szakaszok, és az intergalciális, felmelegedéssel járó ciklusok váltakozása, mely a közép illetve késő pliocén óta a legfontosabb klimatikus változás. (Most éppen egy 11 700 éve tartó interglaciális ciklusban tartunk.) Ezek a folyamatok alapvetően évezredek alatt mennek végbe, az emberi tevékenység azonban kevesebb, mint 150 év alatt jelentős mértékben felgyorsította őket.
| Ma már tény, hogy a klímaváltozást az emberi tevékenység okozza, amely kijelentést a kutatók "aranyszabálynak" (gold standard) tekintenek, ami tudományos körökben ritkán fordul elő. |
Grönland klímája viszont egyébként is változékony, egyes kora középkori adatok szerint a vikingek úgy hajóztak Izlandról Grönlandra, majd onnan Észak-Amerikába, hogy egyetlen jéghegyet sem láttak. Maga a sziget neve („Zöld föld”) is onnan ered, hogy a vikingek mezőgazdasági tevékenységre alkalmas klímaviszonyokat találtak itt. Néhány évszázaddal később Grönland éghajlata viszonylag hirtelen hidegebbre fordult, így a viking települések is megszűntek. A jelenlegi melegedés valószínűleg még mindig nem éri el a kora középkori szintet. A sziget felmelegedésére ugyanakkor számos tényező hat. Ilyen például a fogyatkozó felhőzet, és a gyakoribb téli esők.
Jéghegy vonul át a grönlandi NarsaqnálForrás: commons.wikimedia.org
A felmelegedés története
Bár a glaciális szakaszok megközelítése felől nézve tény, hogy a földfelszín hőmérséklete már több ezer éve emelkedik, azonban figyelembe kell venni a felmelegedés gyorsaságát is, így azt az emberi tevékenység irányából kell vizsgálnunk, hiszen a felmelegedés az utóbbi időben a második ipari forradalom (1871 - 1914), de a 20. közepe óta mindenképpen felgyorsult, és a jelek különösen az utóbbi években váltak különösen feltűnővé.
Már az 1890-es években felmerült a gondolat, hogy a bolygó felmelegedhet, de akkor ezt a lehetőséget még többnyire örömmel fogadták a tudósok. Mint Svante August Arrhenius svéd fizikus és kémikus írta, „CO2 növekvő koncentrációjának hatására reménykedhetünk abban, hogy egyenletesebb és jobb éghajlatú korszakoknak nézünk elébe, különösen, ami a föld hidegebb területeit illeti." Ma már látjuk, hogy az optimizmusa elhamarkodott volt.
Az 1930-as évekre legalább egy tudós állította, hogy a szén-dioxid-kibocsátás már éreztetheti a melegítő hatását: Guy Stewart Callendar brit mérnök jegyezte fel, hogy az Egyesült Államok és Észak-Atlanti régió jelentősen felmelegedett rögtön az ipari forradalom után. Bár állításait nagyrészt szkeptikusan fogadták, mégis szerepet játszott abban, hogy létrejöttek az első, államilag finanszírozott projektek, amelyek szorosabb figyelemmel kísérték az éghajlati változásokat és a CO2-szintet.
E kutatási projektek közül a leghíresebb az a megfigyelő állomás volt, amelyet 1958-ban a Scripps Institution of Oceanography alapított a Hawaiion. Charles Keeling, az intézet akkori geokémikusa fontos szerepet játszott a Csendes-óceán közepén elhelyezkedő obszervatórium munkájában, az adatok rögzítésében és értelmezésében. Nevéhez fúződik a Keeling görbe, mely a CO2-szint állandó emelkedését mutatja fűrészfog-alakban, melyben az üvegház-gáz szintjének ingadozása az évszakok váltakozását kíséri.
Az 1940-es évek után körülbelül az 1970-es évekig átmeneti lehűlés volt megfigyelhető, mert a háború után megnövekedett az aeroszolok kibocsátása, amelyek visszaverték a napfény egy részét. Az 1980-as évek elejére azonban már ismét a globális hőmérséklet hirtelen emelkedését regisztrálták. Sok szakértő szerint 1988 jelent fordulópontot, amikor az addigi legmelegebb nyarat regisztrálták, emellett aszály és erdőtüzek is jellemzőek voltak az Egyesült Államokban. Ez a rekord azóta többször megdőlt, a NASA és az Országos Óceáni és Légköri Igazgatóság (NOAA) elemzései szerint a Föld felszíni hőmérséklete 2016-ban a legmelegebb volt azóta, hogy 1880-ban elkezdték mérni.
Mennyit emelkedett a globális felszíni hőmérséklet 120 év alatt?
Az iparosodás kezdetéhez (1880-1900) képest 1 fokot nőtt a globális felszíni hőmérséklet. A többlethő regionális és szezonális hőmérsékleti szélsőségeket teremt, csökkenti a hótakaró és a tengerjég mennyiségét, felerősíti a heves esőzéseket, és megváltoztatja a növények és állatok élőhelytartományát, egyeseket kibővítve, másokat lecsökkentve.
| Az Éghajlat-változási Kormányközi Testület, röviden I.P.C.C. (más néven Kormányközi Panel a Klímaváltozásról) 2018-ban megjelent jelentésének megállapításai szerint egyértelműen az emberi tevékenységnek tudható be, hogy körülbelül 1 Celsius-fokkal nőtt meg a globális átlaghőmérsékletet az iparosodás előtti időkhöz képest, ennek hatására váltak tömegessé az időjárási anomáliák, zajlik jelenleg is a sarkkörök olvadása, a tengerszint-emelkedése, a korallok tömeges pusztulása. Amennyiben az üvegházhatású gázok kibocsátása továbbra is a jelenlegi ütemben folytatódik, a légkör hőmérséklete körülbelül 2040-re éri el a 1,5 fokos emelkedést az ipari forradalom előtti időkhöz képest. Így, míg bizonyos helyeken az áradások lesznek a jellemzők, másutt fokozódó aszályok, éhínségek fognak kialalakulni (gondoljunk akár csak Afrikára), a sarkkörök "leolvadása" - ennek következményeként a tengerszint emelkedése - pedig folytatódik. A 2015 decemberében tartott párizsi klímacsúcs résztvevői megállapodást fogadtak el annak érdekében, hogy a globális felmelegedés az iparosodás előtti értékhez képest jóval 2 Celsius-fok alatt maradjon, és megfogalmazták azt, hogy emellett "törekedni kell arra", hogy a felmelegedés ne haladja meg az 1,5 Celsius-fokot. |
A NOAA 2019-es összegzése szerint a szárazföld és az óceán együttes hőmérséklete 1880 óta évtizedenként átlagosan 0,07 fokkal emelkedett, azonban az átlagos növekedési ütem 1981 óta 0,18 fok, vagyis több mint kétszer akkora, mint korábban volt. A tíz legmelegebb évet mind 1998-tól kezdve jegyzik, tízből kilencet 2005 óta. 1998 az egyetlen év a huszadik századból, amely még mindig szerepel a tízes listán. A NOAA és a NASA számításainak összevetései szerint viszont már nincs is rajta 20. századi dátum a listán, mely így néz ki a legmelegebb évtől haladva: 2016, 2019, 2015, 2017, 2018, 2014, 2010, 2013, 2005, 2009. (Az eltérések oka, hogy míg a NASA számításait extrapolálják, hogy figyelembe vegyék a gyenge állomási lefedettségű sarki helyeket, a NOAA nagyobb mértékben támaszkodik a sarki állomások adataira).
Meteorológiai állomás az északi sarkvidékenForrás: pixabay.com
Az olvadások megfigyelése
A sarki jégtakaró monitorozása a műholdas mérésekkel kezdődött 1979-ben. És hogy azóta mi történt? A jégolvadás elsősorban az északi sarkvidéken, azon belül is Grönlandon figyelhető meg, emellett az Antarktiszon is tanúi lehetünk, de itt kicsit bonyolultabb a helyzet, mint az északi féltekén.
A Déli-sarkon
Míg az Északi-sarkvidéken a tengeri jég kiterjedése minden évszakban és minden területen csökken, az antarktiszi trendek kevésbé nyilvánvalóak. 1979 és 2017 között az Antarktisz egész területén a tengeri jég kiterjedése összességében pozitív tendenciát mutatott, bár egyes régiókban, az Antarktiszi-félsziget környékén csökkenés volt tapasztalható. A Weddell-tengeren 2006-ig erőteljesen csökkent a jég, majd a tendencia megfordult, a Ross-tenger keleti régiójában valamennyivel nőtt a jég mennyisége ugyanebben az időszakban.
Összességében elmondható, hogy az antarktiszi tengeri jég hosszú távú tendenciája majdnem változatlan. A négy évtizeden át rögzített műholdképek hol növekvő, hol csökkenő tengeri jeget mutatnak, de ezek közül a tendenciák közül csak kevés a statisztikailag szignifikáns. 2013-ban, 2014-ben és 2015-ben az antarktiszi tengeri jég éves minimális mennyisége (februárban vagy márciusban) nemcsak az 1981–2010-es átlagot, hanem az akkori évek műholdas adatainak összértékét is meghaladta. 2012-ben, 2013-ban és 2014-ben az éves maximum (szeptemberben) sorozatban a legmagasabb értéket mutatta a nyilvántartásban.
2016 szeptembere óta viszont az antarktiszi tengeri jég kiterjedése többnyire jóval az 1981–2010-es átlag alatt volt, 2017-ben és 2018-ben mind a téli maximum, mind a nyári minimum rekordalacsony volt, és 2019-ben is az 1981–2010-es átlag alá esett mind a minimum, mind a maximum, de egyik sem volt rekordalacsony. 2020 márciusának és április elejének mértéke megközelítette a hosszú távú átlagot. Ez a közelmúltban történt elmozdulás a kutatók szerint mégsem feltétlenül jelenti a hosszú távú trend megváltozását. A Hó- és Jéginformációs Központ tengeri jégindexe szerint 2020 áprilisának kezdetétől az antarktiszi tengeri jég ismét kissé pozitív, hosszú távú tendenciát mutatott november hónap kivételével minden hónapban.
Az Északi-sarkon
Az Északi-sarkon az elmúlt évtizedekben megfigyelték, hogy a tengeri jég gyorsabb ütemben olvad, mint ahogy télen vissza tudna fagyni, és a régió legalább 4000 évre visszamenőleg most a legmelegebb. 2020 szeptemberében az Egyesült Államok Nemzeti Hó és Jég Adatközpontja arról számolt be, hogy az északi-sarki tengeri jég ebben az évben 3,74 millió km² területre olvadt, ami a második legkisebb terület 1979 óta, a legalacsonyabb 2016-ban volt. A tengeri jég vastagságának 2018-as vizsgálata 66%-os vagy 2,0 m-es csökkenést állapított meg az elmúlt hat évtizedben, és az állandó jégről a jórészt szezonális jégtakaróra váltott át. Ezért is mondják gyakran, hogy "jégmentessé" válhat a Jeges-tenger, ami azt jelenti, hogy kevesebb mint 1 millió négyzetkilométernyi tengeri jeget lehet rajta találni. A jelenlegi műholdas adatok szerint az északi-sarki jégsapka évtizedenként 11,5%-kal csökken az 1979 és 2000 közötti átlaghoz viszonyítva.
Tavak az északi óceánonForrás: en.wikipedia.org
A visszacsatolási mechanizmusok
A változások, amelyek történnek, újabb változásokat generálnak, ezt a folyamatot pedig feedback, vagyis visszacsatolási mechanizmusnak hívják. Ezek közül az egyik a jég fényvisszaverő képességét érinti.
Az albedó változása
Az Északi-sarkvidéken megfigyelhető a felmelegedésnek egy öngerjesztő folyamata, melyet halálspirálnak is szoktak nevezni: a jég és a hó erős fényvisszaverő hatással rendelkezik, ez az albedó. Ezzel a Nap energiájának nagy részét visszaveri az űrbe. A hótakaró csökkenésével azonban a föld több energiát vesz fel, jobban melegszik, ezzel jobban melegíti a környező óceánt, így még több tengeri jég olvad meg. Ez a visszacsatolási mechanizmus az egyik oka annak, hogy az Északi-sark gyorsabban melegszik, mint a föld többi része. A déli féltekén ilyen mértékű felerősítő hatás nem figyelhető meg, azért sem, mert itt kevesebb a szárazföld, és ez a terület tavasszal és nyáron egyébként is elveszíti fényvisszaverő hó- és jégtakaróját. Ugyanakkor a déli-óceán természetes ciklusai hatással lehetnek az antarktiszi tengeri jégre, akárcsak a légköri mintázatok.
A sarki örvény gyengülése
A poláris örvény a troposzféra felső részén és a sztratoszférában, a sarkpontok felett létrejövő alacsony nyomású terület, a sarkpont körül áramló nagy sebességű szélörvény. A sztratoszférában ez a sarkokhoz közelebb található futóáramlásként, a troposzférában a jet stream -ként, alacsonyabb szélességeken is jól azonosítható. A poláris örvény által körbezárt terület alatt a felszín közelében hideg, sűrű poláris légtömeg található. A poláris örvény egyfajta határként szolgál a hideg sarki levegő a többi régió melegebb levegője között. A poláris örvény erejét részben a hideg és meleg levegő közötti hőmérsékleti különbség adja, a jégolvadás hatására viszont ez a különbség máris csökkent, így a hideg levegő könnyebben kiáramolhat más területek felé.
Szélsőséges időjárás
A kutatások kapcsolatot találtak a Barents- és a Kara-tenger jegének csökkenése és az északi kontinenseken tapasztalt extrém hideg téli időjárás között. A modell azt sugallja, hogy az északi-sarki jég csökkenése hozzájárulhatott a észak-európai utóbbi időben tapasztalt, különösen csapadékos nyaraihoz, és az amerikai nyugat fogyatkozó vízkészleteihez is.
A metánkibocsátás növekedése
Egy másik, szorosan a jégolvadáshoz köthető, és jelentős problémát okozó, nagyléptékű jelenség a növekvő metánkibocsátás. Eredetileg a metán a fagyott talajban stabil, megkötött állapotban van, hermetikusan elzárva a külvilágtól. Az olvadás hatására azonban egyre több halmozódik fel belőle a talaj felső rétegeiben, ahonnan lassan a légkörbe szivárog. Minél több üvegházhatású metán kerül a légkörbe, annál nagyobb mértékben növekszik a hőmérséklet is. Ennek következtében pedig még több metán szabadul fel. Egyes modellek szerint emiatt 2100-ig 120 gigatonna (milliárd tonna) metán és szén-dioxid kerülhet a légkörbe, csak a sarkvidékekről. A permafroszt talaj olvadásának Szibériában a legszembetűnőbbek a hatásai, ahol még metánrobbanások is várhatók. A metán gáz egyik tulajdonsága, hogy üvegházhatása a szén-dioxid huszonegyszerese, így "turbófokozatra" kapcsolhatja a felmelegedést. Ugyanakkor a metán szökése természetesen Grönlandon is megfigyelhető, és elképzelhető, hogy Alaszka is veszélyeztetetté válik.
Olvad a permafroszt a kanadai Hudson-öbölbenForrás: commons.wikimedia.org
A tengerszint emelkedése
Az ENSZ Éghajlatváltozási Kormányközi Testületének (IPCC) 2013-as előrejelzése 60 centiméterben jelöli meg a globális tengerszint-emelkedést 2100-ig, ami azt jelentené, hogy éves szinten 360 millió ember lenne kitéve a part menti áradásoknak. A globális tengerszint minden egy centiméternyi emelkedésével világszerte újabb hatmillió ember válik fenyegetetté a part menti áradásokkal szemben.
Az emelkedés elsősorban az alacsonyan fekvő tengerparti területeket például Hollandiát, Banglades jelentős részét, Floridát érinti. Bizonyos előrejelzések szerint 2080-ig 40 cm-rel fog emelkedni a tengerszint, abban az esetben, ha nem sikerül korlátozni az üvegházgázok emisszióját. Ez legsúlyosabban Dél- és Délkelet-Ázsia tengerparti területeit érintené. Az ENSZ környezetvédelmi programja szerint a csendes-óceáni Kiribatihoz tartozó Tarawa-atollt már most evakuálni kellett. Itt már több kis szigetet is elnyelt a víz. A legnagyobb szigeten pedig a part menti utaknak beljebb kellett új nyomvonalat kijelölni. Indonézia szintén a klímaváltozás hatásair a készül azzal, hogy a sziget belsőbb területeire költözteti át a fővárosát, és a víz már Szibéria partszakaszait is gyorsan nyeli el.
A Golf-áramlat leállása
A globális felmelegedés okozta jégolvadás miatt hatalmas tömegű édesvíz kerülhet az Atlanti-óceánba, aminek következtében lelassulhat, akár meg is szűnhet a Golf-áramlat. Emiatt több mint 10 °C-ot is csökkenhet Észak-Európa téli középhőmérséklete. Egyes vélemények szerint a Golf-áramlás délebbre tolódása a következő néhány évtizedben már éreztetni fogja a hatását, sőt, a legújabb tanulmányok szerint az áramlat lassulását már meg is lehet figyelni.
Képek forrása:
1. Kép forrása: wikipedia.org Kép szerzője: Andrewgrandison
2. Kép forrása: wikipedia.org Kép szerzője: Adrian Boliston
3. Kép forrása: pixabay.com Kép szerzője: Eduardo Ruiz
4. Kép forrása: wikipedia.org Kép szerzője: NASA Goddard Space Flight Center
5. Kép forrása: wikipedia.org Kép szerzője: Steve Jurvetson
