Ha az egyik legszembetűnőbb életjelenség, a növekedés és az egyik általános életfeltétel, a hőmérséklet viszonyát vizsgáljuk, azt tapasztaljuk, hogy a növekedés megindulásához a hőmérsékletnek egy küszöbértéket kell elérnie. Búzacsíranövények esetében a küszöbérték 4 °C körül van. Ha a hőmérsékletet emeljük, a növekedés intenzitása nő, majd eljutunk egy ponthoz, ahol a növekedés intenzitása a legnagyobb. Búza esetében 26 °C körüli hőmérséklet tekinthető a növekedés hőmérsékleti optimumának. Ennél magasabb hőmérsékleten ugyanis a búza hosszanti növekedése mérséklődik, sőt 38 °C körül meg is szűnik (263. ábra). A legtöbb környezeti tényező a hőmérséklethez hasonlóan befolyásolja a növekedés intenzitását.
Hőmérsékleti küszöbök, optimumok és létfontosságú határértékek
Ha az egyik legszembetűnőbb életjelenség, a növekedés és az egyik általános életfeltétel, a hőmérséklet viszonyát vizsgáljuk, azt tapasztaljuk, hogy a növekedés megindulásához a hőmérsékletnek egy küszöbértéket kell elérnie. Búzacsíranövények esetében a küszöbérték 4 °C körül van. Ha a hőmérsékletet emeljük, a növekedés intenzitása nő, majd eljutunk egy ponthoz, ahol a növekedés intenzitása a legnagyobb. Búza esetében 26 °C körüli hőmérséklet tekinthető a növekedés hőmérsékleti optimumának. Ennél magasabb hőmérsékleten ugyanis a búza hosszanti növekedése mérséklődik, sőt 38 °C körül meg is szűnik (263. ábra).
Gyakorlati jelentőség a mezőgazdaságban
A három évtizedes egyetemi oktatói tapasztalatokkal kialakított tematika hangsúlyozottan foglalkozott a termesztett növények szervesanyag-termelésének növényélettani alapjaival. Az új tudományos eredmények alapján átdolgozott mű hangsúlyos része az anyagcsere-élettan, a bioreguláció, a stresszfiziológia, valamint a termésképzés élettana. A hőmérséklet által meghatározott küszöbértékek, optimumok és határértékek ismerete kulcsfontosságú a szántóföldi növénytermesztés és kertészet gyakorlata számára.
Természetes éghajlati változások: glaciális-interglaciális váltakozás és visszacsatolások
A jégkorszakok és jégmentes - vagy kevésbé jeges - időszakok folyamatosan váltották egymást az elmúlt 2,5 millió évet felölelő negyedidőszak során. Ebben jó néhány éghajat-alakító tényező szerepet játszott, többek között az üvegházhatású gázok, különösen szén-dioxid (CO2) szint változása. A váltakozás egyik kiváltó oka az úgynevezett Milanković-ciklus. A folyamat lényege, hogy a Föld pályaelemeiben történő változások következtében, bár nem jelentősen, de változik a beérkező napsugárzás mennyisége, és ami még fontosabb, a beérkező energia területi eloszlása is, ami hőmérséklet-változást eredményez.
A pályaelem változások hatása önmagában nem fedezi a glaciális-interglaciális váltások során lezajló hőmérséklet ingadozások mértékét. A pályaelem változás az éghajlati-rendszert mozgásban tartó energia területi eloszlásában egy fontos éghajlati kényszer, de az igazán jelentős változást a kényszer hatására megindult visszacsatolási folyamatok okozzák. A glaciális időszakok kialakulása során összetett visszacsatolási folyamatok játszódtak le: növekvő jégborítottság, tengerek szintjének csökkenése, a szárazföldi növényzet CO2 felvétele, valamint hidegebb óceánba több CO2 oldódása mind hozzájárultak a hűtéshez.
CO2 és hőmérséklet: melyik volt előbb?
Ha alaposan megnézzük a hőmérsékletet és a légköri CO2 koncentrációt ábrázoló grafikont, feltűnhet, hogy néhány esetben mintha előbb emelkedett volna a hőmérséklet szintje és ezt követte a CO2 koncentráció növekedése. Felmerül a “tyúk vagy a tojás” jellegű kérdés, hogy mi az igazság? A CO2 emelkedés vezet felmelegedéshez vagy valójában a hőmérséklet emelkedése okozza az egyre jelentősebb üvegházhatású gázkoncentrációt? Az utolsó eljegesedési időszak végét jelentő éghajlati kényszer a Föld pályaelemeinek változása volt és ez vezetett a melegedés harmadát okozó üvegházhatású gázkoncentráció emelkedéséhez. A CO2 szintben beállt változás pedig egy erre adott válasz, vagyis visszacsatolás.
Ezért a glaciális-interglaciális változások során a CO2 koncentráció változás néhány száz, akár ezer évvel később következett be, mint a hőmérséklet vagy a földi jégtakaró változása, sőt a legújabb kutatások még rövidebbre becsülik ezt a változást. A glaciális-interglaciális időszakok váltakozása során a CO2 és más üvegházhatású gázok koncentrációjának a változása is egy külső éghajlati kényszer kiváltotta visszacsatolási folyamat volt.
Éghajlati érzékenység és a CO2 szerepe
Az éghajlati rendszer válaszát a CO2 koncentráció változására az éghajlati érzékenység számításával becsülhetjük meg, mely annak a mérőszáma, hogy az ipari forradalom előtti 280 ppm-es CO2 koncentráció megduplázódása milyen mértékű felmelegedést eredményez. A paleoklimatológiai vizsgálatok alapján ez a szám a becslések szerint átlagosan 3 °C. Ez - több millió év éghajlatváltozásainak ismeretében is - megerősíti, hogy a CO2-nek óriási szerepe van az éghajlati rendszer állapotváltozásaiban.
Az emberi hatás: fosszilis tüzelőanyagok és az üvegházhatás
Az éghajlat-alakító tényezők irányította természetes éghajlati változékonyságot módosította az emberiség, amikor fosszilis tüzelőanyagok égetésével elkezdett jelentős mennyiségű CO2-t és egyéb üvegházhatású gázokat juttatni a légkörbe. A CO2 koncentráció változása ezáltal már nem egy éghajlat-alakító kényszerre adott visszacsatolási folyamatként játszik szerepet, hanem mint az ember által okozott éghajlat-alakító kényszer.
Az üvegházhatású gázok közül kiemelt jelentőségűek: szén-dioxid (CO2), metán, dinitrogén-oxid, fluortartalmú gázok. A globális felmelegedés legfőbb oka az emberi eredetű szén-dioxid, amelynek légköri koncentrációja 2023-ban 51 %-kal volt magasabb, mint 1750 előtt. A metán a szén-dioxidnál is erőteljesebb üvegházhatást okozó gáz, amely azonban kevesebb ideig marad a légkörben. A dinitrogén-oxid viszont - az évtizedek és évszázadok során - felhalmozódik a légkörben.
Modellezés, szcenáriók és a lehetséges jövőkép
A klímakutatók az előrejelzéseik készítéséhez szcenáriókat (forgatókönyveket) használnak a jelenlegi trendek alapján prognosztizálható üvegházhatásúgáz-kibocsátások és különféle potenciális klímapolitikák mentén. Az egyik legismertebb szcenárió az úgynevezett reprezentatív koncentrációs útvonal (RCP), amelyet az IPCC 2005 óta használ. Ezt 2010-ben vizsgálták felül az úgynevezett közös társadalmi-ökológiai útvonal (SSP) formájában.
Pielke és kutatótársai 1311 éghajlatváltozással foglalkozó szcenáriót vizsgáltak meg, ezekből választotta ki a klímakutatók közössége az IPCC által prezentált RCP-ket és SSP-ket. A tudósok a szcenáriókat a 2005-2020 közötti, valós megfigyelésekkel leginkább harmonizáló, 2005-2050 közé vetített fosszilis tüzelőanyag- és szén-dioxid-kibocsátási előrejelzésekkel és az IEA 2050-ig tartó prognózisaival vetették össze. Az elemzés számos független kutatócsoport korábbi tanulmányával összhangban jutott arra, hogy ebben az évszázadban valószínűleg nem fogunk találkozni az éghajlatváltozás legextrémebb szcenárióival.
A Coloradói Egyetem (Boulder) friss kutatása szerint még tartható a párizsi klímaegyezményben megjelölt, a globális átlaghőmérséklet emelkedésének az iparosodás előtti szinthez képest mért 2 Celsius-fok körüli mértéke, míg a legrosszabb apokaliptikus szcenáriók a 2005-2050 közötti legvalószínűbb kibocsátási előrejelzések alapján már biztosan nem állják meg a helyüket. Az Environmental Research Letters folyóiratban megjelent tanulmányban a kutatók azt írják, hogy 2100-ig a felmelegedés leginkább 2 és 3 Celsius-fok közé tehető, 2,2 Celsius-fokos globális átlaghőmérséklet-növekedéssel. A tudósok szerint az apokaliptikus mértékű, 4-5 Celsius-fokos felmelegedést beharangozó szcenáriók valószínűtlenek.
Mit jelent a 1,5 °C és a 2 °C különbsége?
A 2015-ös párizsi egyezményben az országok kötelezik magukat arra, hogy az évszázad végéig az ipari forradalom előtti szinthez képest csak maximum két Celsius-fokkal engedik emelkedni a globális átlaghőmérsékletet. De mi a különbség a másfél Celsius-fokos és a két Celsius-fokos felmelegedés között? A világ már most is körülbelül 1,1 Celsius-fokkal melegebb, mint az ipari forradalom kezdetén. „A másfél Celsius-fokos emelkedés esetén jó esély van arra, hogy megakadályozzuk a grönlandi és a nyugat-antarktiszi jégtakaró nagy részének összeomlását” - mondta Michael Mann. A másfél Celsius-fokos felmelegedés a korallzátonyok legalább hetven százalékát elpusztítaná, de két Celsius-fokos felmelegedés esetén több mint 99 százalékuk veszne oda.
Rövid- és középtávú előrejelzések, regionális hatások
A Met Office előrejelzése szerint a következő öt év hőmérséklet emelkedése valószínűleg 1 °C vagy annál is több lesz az iparosodás előtti szinthez képest. A modellbecslések alapján a globális átlaghőmérséklet 2025-ben várhatóan 1,29 °C és 1,59 °C közötti mértékben lesz melegebb (a középérték 1,44 °C). Ezzel 2025 lehet a tizenharmadik egymást követő év, amikor a globális hőmérséklet-emelkedés meghaladja az 1,0 °C-ot az iparosodás előtti szinthez viszonyítva.
Mikor válik élhetetlenné a rendkívüli hőség?
A hőmérséklet emelkedése azonban nem egyenletes: régiónként eltérő mértékű melegedés várható. Az Országos Meteorológiai Szolgálat homogenizált adatsorai alapján megállapítható, hogy a múlt század eleje óta tapasztalt hőmérséklet emelkedés Magyarországon meghaladja az IPCC által publikált globális emelkedés mértékét: az országos átlaghőmérséklet 1,15 °C-kal emelkedett 1901 óta a lineáris trendmodell szerint. Régiónk tehát az átlagosnál jobban melegedő régiókhoz sorolható. A hőmérséklet emelkedés azonban a változásnak csupán az egyik tünete: bizonyos szélsőségek gyakoribbá váltak térségünkben.
Hazai kitekintés: modellek és várható változások
Az Országos Meteorológiai Szolgálatnál jelenleg két regionális modellel (az ALADIN és a REMO modellekkel) és két forgatókönyvvel (egy átlagos és egy pesszimista) készített három modellkísérlet eredményei alapján vizsgáljuk Magyarország jövőbeli éghajlatváltozását. Eredményeink alapján hazánk átlaghőmérséklete az évszázad végére 3-4 fokkal emelkedhet.
| Időhorizont | Globális becslés (középérték) | Magyarország (regionális modell) |
|---|---|---|
| 2025 | 1,29-1,59 °C (közép 1,44 °C) | folytatódó melegedés; régiós rekordok |
| 2050 | valószínű nő a 2 °C felé (forgatókönyftől függ) | fokozódó aszályhajlam, szélsőségek |
| 2100 | 2-3 °C (elemzések szerint ~2,2 °C középérték) | 3-4 °C emelkedés lehetséges regionálisan |
Szélsőségek és visszafordítható küszöbértékek
A világ felmelegedésével nő annak a kockázata, hogy a bolygó olyan fordulópontokat ér el, amikor a Föld rendszerei átlépnek egy küszöbértéket, ami visszafordíthatatlan vagy láncreakció-szerű hatásokat vált ki. Az aszályok, a csökkenő csapadékmennyiség és a folytatódó amazonasi erdőirtás például az esőerdők rendszerének összeomlásához vezethet. Az elpusztított erdők által megkötött szén-dioxid visszakerülne a légkörbe.
Az emberi tevékenység hatására öngerjesztő, pozitív visszacsatolási folyamatok indultak be, amelyek már nem képesek mérséklődni. Az 1990 és 2024 közötti időszakban az üvegházhatású gázok kibocsátása tovább növekedett, különösen a szén-dioxid, a metán és a dinitrogén-oxid esetében. A melegebb légkör több nedvességet képes megtartani, ami szélsőségesebb esőzéseket eredményez, növelve az árvízveszélyt.
Mit tehetünk? Nem csak modellek kérdése a jövő
A 2015-ben elfogadott Párizsi Egyezmény hosszú távú célja, hogy a globális melegedést az iparosodás előtti szinthez viszonyítottan jóval 2 fok alatt tartsa, és erőfeszítéseket tegyen annak érdekében, hogy a növekedés 1,5 fok alatt maradjon. A modellszimulációk alapján ahhoz, hogy a 1,5 fokos küszöb tartható legyen, a globális nettó szén-dioxid kibocsátást a 2010-es szintről 2030-ra 45%-kal kell csökkenteni, körülbelül 2050-re pedig el kell érni a zéró nettó kibocsátást.
Magyarország kiemelkedő eredményt ért el: a tagállamok között a negyedik legnagyobb mértékben csökkentette kibocsátását. Hazánk törvényben vállalta, hogy 1990-hez képest 2030-ra legalább 40%-kal csökkenti az üvegházhatású gázok kibocsátását. Az előzetes adatok szerint a hazai ÜHG-kibocsátás 2023-ban a megelőző esztendőhöz mérten jelentős arányban mérséklődött, az 1990-es bázisévhez viszonyítva ezzel összességében 43%-os csökkenésnél tartunk.
Korlátok és valós kérdések
A kutatók szerint azonban nincs szó arról, hogy vissza kellene fogni a klímapolitikákat, vagy arról, hogy fellélegezhetnénk: a 2 Celsius-fokos felmelegedés is rendkívüli módon megterheli a bolygó élővilágát. A világ vezetőinek öltözött klímaaktivisták 2021. A 2,7 Celsius-fokos felmelegedés a trópusok és szubtrópusok egyes területein az év egy részében „az életet veszélyeztető hőséget” eredményezne. Eddig az országok által az ENSZ kötelezettségvállalási nyilvántartásába benyújtott éghajlati vállalások összegzése alapján a világ a 2,7 Celsius-fokos felmelegedés felé tart.
Összefoglaló gondolatok - mit üzen a lépcsőzetes emelkedés
A lépcsőzetes hőmérséklet-emelkedés koncepciója egyszerre jelenik meg a biológiai szintű küszöbértékeknél (például növényi növekedés) és a globális éghajlati rendszernél (szcenáriók, visszacsatolások, küszöbpontok). A növényélettani küszöbök és optimumok is mutatják, hogy a változások nem lineárisak: egy foknyi emelkedés jelentheti a növekedés erősödését vagy éppen megszűnését, míg nagyobb léptékben a klimatikus visszacsatolások láncreakciói visszafordíthatatlan folyamatokat indíthatnak el. Ezért az éghajlatpolitika és a gazdasági döntéshozatal egyaránt a gyors, határozott kibocsátáscsökkentés és az alkalmazkodás ötvözésére épülő stratégiát követel meg.
tags: #lepcsozetes #homerseklet #emelkedes