Klíma

A földi éghajlat szempontjából meghatározó szerepük van az üvegházhatású gázoknak (szén-dioxid, metán, dinitrogén-oxid stb., ezenkívül ilyen a vízgőz is), hisz ezek a Napból a földfelszínre érkező sugárzás egy részét „csapdába ejtik”: a rövidebb hullámhosszú napsugarakat átengedik, a földfelszín hosszúhullámú kisugárzását pedig jelentős mértékben elnyelik, ezáltal a légkör a felszín közelében melegszik, a felső légkör azonban lehűl.

Ellenkező hatást vált ki a légköri aeroszolok többsége. Ezek a kolloidális méretű folyadékcseppek és szilárd részecskék összességükben mérséklik az üvegházhatást, ugyanakkor a hatásmechanizmusukkal kapcsolatban sok a bizonytalanság. A magasban elhelyezkedő bárányfelhők (cirrusok) pl. a felmelegedést erősítik (pozitív visszacsatolás), a megnövekedett vízgőztartalmú felhők nagyobb rövidhullámú visszaverő képessége viszont inkább hűtő hatású (negatív visszacsatolás). Az óceánok fölött esetlegesen megnövekvő mennyiségű szilárd részecskék – kondenzációs magvak – a kisméretű felhőcseppek gyarapodását idézik elő, ami ugyancsak negatív visszacsatolást okoz.

Az éghajlatot a légköri gázokon és aeroszolokon kívül azonban több más tényező is befolyásolja a földi rendszerben. Bolygónk felszínének 70,8%-át óceánok és tengerek borítják. A víz hőraktározó képessége (fajhője) nagyságrendekkel nagyobb, mint a levegőé. A tengeráramlások hőszállítása ezért nagy hatással van az éghajlat alakulására. A bonyolult rendszert képező tengeráramlások szállítószalagszerűen kapcsolódnak egymásba, s a felszín és a mélyóceán közötti vízkörzés is működik.

A légkör és az óceán abban hasonlít egymásra, hogy a napsugárzásból származó, területileg egyenlőtlen hőbevétel sűrűségkülönbségeket, ebből következően nyomáskülönbségeket okoz, s ez áramlásokat idéz elő bennük. A nagy földi légkörzés mellett tehát létezik egy (valójában több) globális léptékű óceáni vízkörzés is, s e két áramlási rendszer átalakítja a Napból származó energia területi eloszlását: a trópusi övezet energiatöbbletének kb. felét a magasabb szélességek felé szállítja. A levegő mozgása sokkal (akár két nagyságrenddel is) gyorsabb, mint a tengeráramlásokban mozgó vízé, ezenkívül a víz az óceáni és tengermedencékben korlátozottabban mozoghat, mint a légköri levegő. Ezeket a különbségeket, valamint a két közeg hőkapacitását is figyelembe véve a számítások azt mutatták, hogy a világóceán és a légkör - az Egyenlítőtől a pólusok felé irányuló - hőszállítása (az egész Földre vonatkozó átlagot tekintve) gyakorlatilag egyforma mértékű, területenként azonban lényegesen különböző lehet.

Ennek egyik jó példája Európa éghajlata. Kontinensünk a Golf-, ill. ennek mérsékelt övezeti szakasza az Észak-atlanti-áramlás hőszállításának eredményeként a Földön az egyik legnagyobb hőtöbbletet kapja, s ez kedvezően alakítja éghajlatát. Ellenpélda lehet Észak-Amerika ÉK-i partvidéke, jelentős hűtő hatással, amelyet a Labrador-áramlás okoz. Egyes kutatók azt feltételezik, hogy az éghajlat melegedése elsősorban az Észak-atlanti-áramlás vízsüllyedési mechanizmusát befolyásolhatja: a tengeri és a szárazföldi jég olvadása, a folyók vízhozamának növekedése a sós tengervíz sűrűségét csökkenti, s ennek következtében az Atlantióceán északi régiójában leállhat a vízsüllyedés, ezáltal az óceáni szállítószalag is. Ez változásokat okozna a trópusi övezetben is: megváltozna a légkörbe kerülő víz mennyisége, ami ugyancsak hozzájárulna az éghajlat globális változásához. A világóceánnal kapcsolatban más mechanizmusokat is figyelembe kell venni (pl. a tengerben élő fotoszintetizáló élőlények szén-dioxid felvételének változása), de ezek eredő hatásával kapcsolatban még jelentős a tudományos bizonytalanság.

Az azonban tény, hogy a melegebb víz kevesebb gázt tud felvenni. Az üvegházhatás miatt bekövetkező tengervíz-melegedés így csökkenti a világóceán széndioxid-felvevő képességét, ami a légköri szén-dioxid-tartalom növekedéséhez vezet, s ez tovább emeli a felszínközeli légkör hőmérsékletét (pozitív visszacsatolási mechanizmus).

Rövidebb (ezer éves) időtávlatban valamennyi felsorolt tényező közül a légköri gázok és a vízgőz üvegházhatása határozza meg a legnagyobb mértékben a globális földi éghajlatot. E nélkül a felszínközeli levegő átlaghőmérséklete a jelenlegihez képest 33 C-kal alacsonyabb lenne.

A földtörténeti múltban számos éghajlatváltozás következett be a Földön, amely mindig több környezeti elem változásával függött össze. A földi környezet egyik leglényegesebb változása a légkör összetételének (gázarányainak) teljes átalakulása a fotoszintetizáló élőlények megjelenése előtti összetételhez képest. A Föld korai légköre redukáló, a mai pedig oxidáló jellegű. A légkör oxigénszintjének emelkedése és a szén-dioxid mennyiségének csökkenése alapvetően a fotoszintetizáló élőlények élettani működésének következménye. Az éghajlat alakulását nagy mértékben befolyásolta a kontinensek vándorlása, összeolvadása vagy szétválása. A hatalmas szuperkontinensek jelenléte általában hidegebb és szárazabb éghajlat kialakulását segítette, a szárazföldek szétválása az óceánok kedvezőbb eloszlása révén csapadékosabb és enyhébb éghajlat kialakulásához vezetett.

Részletesen: http://www.ff3.hu/upload/KA-Klima.pdf