Az ETCW kérdés az éghajlati tudományban

1. ÁBRA: HADCRUT4 GLOBÁLIS ÁTLAGHŐMÉRSÉKLET 1900-2016

2. ÁBRA: AZ ECS ÉGHAJLATI ÉRZÉKENYSÉGE EGY MOZGÓ 60 ÉVES ABLAKBAN

A fenti 1. és 2. ábra az ETCW vagy Early Twentieth Century Warming (korai huszadik századi felmelegedés) néven ismert éghajlattudományi anomália lényeges jellemzőit mutatja be.

Az 1. ábra a 20. századi hőmérsékleteket és az évtizedes felmelegedés mértékét mutatja be grafikusan (10 éves mozgó ablakban). Itt azt látjuk, hogy a felmelegedés üteme erős mind az időintervallum korai harmadában, mind a késői harmadában, különösen a naptári év második felében, júliustól decemberig, de a 20. század közepén van egy lapos, felmelegedés nélküli időszak, és talán némi lehűlés. A kérdés itt az, hogy a késői harmad és a korai harmad közötti felmelegedés hasonlósága anomális a CO2 üvegházhatást okozó felmelegedéssel összefüggésben, mivel a korai harmadban nagyon alacsony, a vizsgálati időszak késői harmadában pedig magas a CO2 szintje. Ez az összehasonlítás jól ismert az éghajlattudományban, és ETCW (Early Twentieth Century Warming) anomáliának nevezik. A nem melegedő középső időszak természetesen jól ismert, mint az úgynevezett 1970-es évekbeli lehűlés, ahol 1945 és 1975 között lehűlés figyelhető meg.

A szóban forgó anomália könnyebben látható a 2. ábrán látható megfelelő ECS éghajlati érzékenységi értékekben. Itt az ECS négy különböző hőmérsékleti rekonstrukcióra van kiszámítva: Hadcrut4, GISS, Berkeley, és a Charney-féle magas szintű ECS=4,5 éghajlati érzékenységből származtatott RCP8.5 "business as usual" hőmérsékletre. A 2. ábrán az ETCW szempontjából az a lényeges minta látható, hogy a huszadik század elején nagyon magas ECS-értékekre van szükség ahhoz, hogy megmagyarázzuk a meleg hőmérsékletet alacsony légköri CO2-koncentráció mellett. Az ETCW kérdését legjobban ezen anomális ECS-értékek szempontjából lehet megérteni.

Amint az alábbi irodalomjegyzékből kiderül, az ETCW továbbra is anomália és rejtély marad, bár több olyan tanulmány is megjelent, amely azt állítja, hogy megoldotta ezt a kérdést. Az egyik ilyen tanulmányban azt írják, hogy az ETCW-t meg lehet magyarázni az adott időszakban bekövetkezett számos vulkánkitörésből származó CO2-kibocsátással. A cikk vitatott klímatudományos körökben, mert azt állítja, hogy az ETCW nem antropogén globális felmelegedés, hanem természetes felmelegedés; azt sugallva, hogy az AGW akkoriban szünetet tartott, és a vulkáni kibocsátások formájában jelentkező természetes erőhatások végezték a munkát.

A Hegerl és társai által adott magyarázat körkörös érvelésben szenved, mivel a vulkanizmus elméletét azután alkották meg, hogy ő látta az adatokat. Ezt az elméletet aztán ugyanazokkal az adatokkal tesztelte. Az elmélet tesztelése az elmélet megalkotásához használt adatokkal a körkörös gondolkodás egyik formája.

Egy alternatív magyarázatot Colin Morice és mások munkáiban találunk, akik nagy bizonytalanságokat állapítottak meg a régebbi hőmérsékleti rekonstrukciókban, úgy, hogy minél régebbi a hőmérséklet, annál nagyobb a bizonytalanság: 

CALLENDAR 1938 FURCSASÁGA AZ ETCW KONTEXTUSÁBAN

Az ETCW furcsa érdekessége, hogy az angliai Royal Society által kiadott, sokat emlegetett és hirdetett Callendar 1938-as tanulmányát az éghajlattudomány alapműveként mutatják be. Ez a világ első tanulmánya az antropogén globális felmelegedésről és az éghajlatváltozásról. Azt állítják, hogy az éghajlattudományban a CO2 üvegházhatásának az éghajlatban betöltött szerepére vonatkozó elmélet a tudomány történetében jól megalapozott, ahogyan az az 1938-as Callendar-dolgozatban látható.

A Callendar 1938-as tanulmányában azt találjuk, hogy Guy Callendar tanulmányozta a fosszilis tüzelőanyagok kibocsátását és a légköri CO2 megfelelő emelkedését, valamint a hőmérsékletet az 1900 és 1938 közötti 38 éves időszakra vonatkozóan. A Tyndal-féle, a CO2 infravörös elnyeléséről és visszasugárzásáról (az üvegházhatásról) szóló tanulmányokat használta fel, hogy kiszámítsa az egyensúlyi éghajlati érzékenységet ECS=2-nek (amit később Manabe és Wetherald 1965-ben megerősített). Callendar arra a következtetésre jutott, hogy az 1900-1938 közötti felmelegedés emberi eredetű volt az ipari forradalom szénégetése és az így okozott légköri CO2-koncentráció üvegházhatása révén. Ez a dolgozat az AGW üvegházhatást okozó klímatudomány eredete és születése.

MÉGIS AZT TALÁLJUK AZ ETCW KONTEXTUSÁBAN, HOGY A 20. SZÁZAD ELEJI FELMELEGEDÉST, AMELYET A VILÁG ELSŐ KLÍMATUDOMÁNYA AZ ANTROPOGÉN GLOBÁLIS FELMELEGEDÉSKÉNT ÜNNEPELT, MÁRA ANOMÁLIAKÉNT DISZKREDITÁLTÁK.

Karsten Haustein 2020-ban megjelent tanulmánya megkérdőjelezi az ETCW anomália-elméletét. Karsten az Oxfordi Egyetemen dolgozik, ahol az Éghajlati rendszerek és politika csoport tagja. Szakterülete a por és az aeroszolok klímahűtő hatása, és azt mondja, hogy az ETCW nem anomália, mert az AGW kontextusában a por és az aeroszolok klímahatásával magyarázható. Karsten egyébként a szélsőséges időjárási eseményeknek az AGW klímaváltozással való összefüggésbe hozatalának szakértője is. Karsten munkájának részleteit az ARS Technica közli: LINK:

https://arstechnica.com/science/2019/05/explaining-the-ups-and-downs-of-...

Karsten ETCW-elemzését az alábbi két kép foglalja össze.

Azt mondja, hogy a fenti elemzés azt mutatja, hogy a helyi por- és aeroszolhatás helyes figyelembevétele a CO2 AGW ÜHG-hatással együtt megfelel az 1880 és 2020 közötti hőmérsékleti rekonstrukcióknak, és ezért nincs olyan, hogy ETCW-anomália. Az elemzés hasonló Gabriele Hegerl elemzéséhez, azzal a különbséggel, hogy ő a huszadik század eleji vulkánokat használta a huszadik század felmelegítéséhez, míg Karsten a huszadik század végi vulkánokat használta a huszadik század lehűtéséhez. Mindkettő tartalmazza a megerősítési torzítást és a körkörös érvelést, amikor olyan dolgokat keresnek, amelyek megmagyarázzák az anomáliát, és a rendelkezésre álló adatokat ebben a kontextusban értelmezik. Az ETCW-anomália megoldására szolgáló elméletet az adatokból konstruálták, majd ugyanazokkal az adatokkal tesztelték. Az empirikus kutatásnak ez a mintája, bár gyakori, a körkörös érvelés egyik formája.

Gabriele és Karsten ellenére az alábbi irodalomjegyzékben azt találjuk, hogy az ETCW az éghajlattudományban megoldatlan kérdés, és valószínűleg ez motiválja az olyan éghajlatkutatókat, mint James Hansen, Peter Cox és a NASA, hogy az AGW idővonalát 1950-re vagy későbbre, jóval az ETCW-időszak utánra helyezzék át. Az alábbi irodalomjegyzékben említésre méltó Tom Knutson tanulmánya, amelyben elismeri, hogy az ETCW komoly problémát jelent az AGW elméletében. Tom Knutson, a NOAA munkatársa olyan fokú tudományos fegyelemmel rendelkező éghajlatkutató, amely úgy tűnik, nem jellemző az éghajlatkutatókra általában.

A VONATKOZÓ BIBLIOGRÁFIA

1.

Delworth, Thomas L. és Thomas R. Knutson. "A 20. század eleji globális felmelegedés szimulációja". Science 287.5461 (2000): 2246-2250.  Az elmúlt évszázadban megfigyelt globális felmelegedés elsősorban két különböző 20 éves időszakban, 1925-től 1944-ig és 1978-tól napjainkig történt. Bár az utóbbi felmelegedést gyakran az üvegházhatású gázok ember okozta növekedésének tulajdonítják, a korábbi felmelegedés okai kevésbé egyértelműek, mivel ez az időszak megelőzi az ember által okozott üvegházhatású gázok (sugárzási) kényszerének legerősebb növekedésének idejét. Egy kapcsolt óceán-légkör éghajlati modell hat integrációjának eredményei arra utalnak, hogy a 20. század eleji felmelegedés az ember által okozott sugárzási kényszer és a kapcsolt óceán-légkör rendszer belső, több évtizedes változékonyságának szokatlanul nagymértékű megvalósulása kombinációjából eredhetett. Ez a következtetés a modell éghajlati érzékenységétől, a belső változékonyságtól és az időben változó, ember okozta sugárzási kényszer specifikációjától függ.

2.

Brönnimann, Stefan. "A huszadik század eleji felmelegedés". Nature Geoscience 2.11 (2009): 735-736.  A történelmi globális éghajlati adatokban a legutóbbi felmelegedést megelőző legmarkánsabb felmelegedés a 20. század első felében következett be, és a korai huszadik századi felmelegedés (ETCW) néven ismert. Ennek az időszaknak és a felmelegedés ezt követő lassulásának megértése kulcsfontosságú az évtizedes változékonyság és a jelenlegi és jövőbeli éghajlat emberi hatásokra adott válaszreakciói közötti kapcsolat feloldásához. Ez az áttekintés az ETCW alatt megfigyelt változásokat és a mögöttes okokra és mechanizmusokra vonatkozó hipotéziseket tárgyalja. Az attribúciós tanulmányok becslése szerint az 1901 és 1950 közötti globális felmelegedés mintegy felét (40-54%; p > .8) az üvegházhatású gázok és a természetes hatások kombinációja okozta, amelyet bizonyos mértékben ellensúlyoztak az aeroszolok. A természetes változékonyság is nagymértékben hozzájárult, különösen az olyan regionális anomáliákhoz, mint az 1920-as és 1930-as évek sarkvidéki felmelegedése. Az ETCW-időszak rendkívüli eseményeket is magába foglalt, amelyek közül többre is kitérünk: Az 1930-as évek észak-amerikai szárazságai és szélsőséges hőhullámai, a második világháború idején, 1937 és 1945 között Ausztráliában uralkodó szárazság, valamint az 1940-es évek végének és az 1950-es évek elejének európai szárazságai és hőhullámai. Az ezen eseményekben szerepet játszó mechanizmusok és a nagy léptékű erőhatásokkal való kapcsolatuk megértése fontos próbatétel a modern éghajlatváltozás megértéséhez és a jövőbeli változások hatásainak előrejelzéséhez.

3.

Cowan, Tim, et al. "Factors contributing to record-breaking heat waves over the Great Plains during the 1930s Dust Bowl." (A rekordokat döntögető hőhullámokhoz hozzájáruló tényezők a Nagy-síkságok felett az 1930-as évek porlepelében). Journal of Climate 30.7 (2017): 2437-2461.  Az 1930-as években az évtizedes "Dust Bowl" aszály idején rekordokat döntögető nyári hőhullámokat tapasztaltak az Egyesült Államok összefüggő területein. Jó minőségű napi hőmérsékleti megfigyelések felhasználásával a Dust Bowl hőhullámok jellemzőit olyan mérőszámokkal értékelik, amelyek a hőhullámok aktivitásának és intenzitásának változásait írják le. Annak ellenére, hogy a korai feljegyzésekben az állomások ritkábbak voltak, szilárd bizonyíték van arra, hogy a középső síkságokon rendkívüli hőhullámok alakultak ki, amelyek közül a legszélsőségesebbeket anomálisan száraz tavaszok előzték meg. Ez összhangban van az egész huszadik századi feljegyzésekkel: a nyári hőhullámok a Nagy-síkságon átlagosan ~15-20 nappal korábban alakulnak ki az anomálisan száraz tavaszok után, mint a nedves tavaszokat követő nyarak után. A száraz tavaszokat követő hőhullámok is jelentősen hosszabbak és forróbbak, ami a szárazföldi felszíni visszacsatolások fontosságát jelzi a hőhullámok erősödésében. A kontinens egészére jellemző anomális áramlási mintázat kísérte a Great Plains rendkívüli hőhullámait, beleértve a Dust Bowl évtizedében tapasztaltakat is. Az Egyesült Államok nyugati része fölött egy felső szintű blokkoló anticiklon felett húzódó, anomálisan széles felszíni nyomásgerinc jelentős süllyedést és adiabatikus felmelegedést idézett elő a Great Plains fölött, és anomális déli irányú melegadvekciót váltott ki a déli régiók fölött. Ez meghosszabbította és felerősítette a hőhullámokat az Egyesült Államok középső része felett, amelyek viszont a hőhullám kialakulását követően fokozatosan nyugat felé terjedtek. Az eredmények arra utalnak, hogy a rendkívüli hőhullámok előfeltétele, kiváltója és erősítője a Great Plains területén a tavaszi szárazság, a felső szintű kontinentális anticiklonális áramlás és az északról jövő melegadvekció kombinációja.

4.

Wegmann, Martin, Stefan Brönnimann és Gilbert P. Compo. "Troposzférikus cirkuláció a huszadik század eleji sarkvidéki felmelegedés során". Climate Dynamics 48.7-8 (2017): 2405-2418.  Az 1920 és 1940 közötti korai huszadik századi sarkvidéki felmelegedés (ETCAW) az elmúlt évszázad éghajlati változékonyságának kivételes jellemzője. A felmelegedés mértékét csak a közelmúltban érte el a régió közelmúltbeli felmelegedése. A nagyrészt antropogén sugárzási kényszerre visszavezethető közelmúltbeli felmelegedéssel ellentétben az ETCAW alatti légköri felmelegedés a középtroposzférában volt a legerősebb, és feltételezhetően a természetes éghajlati változékonyság egy kivételes esete váltotta ki. Mindazonáltal az ETCAW végső mechanizmusai és okai még mindig vita tárgyát képezik. Itt a legmodernebb többtagú globális cirkulációs modellek, reanalízis és rekonstrukciós adatsorok segítségével vizsgáljuk az ETCAW belső légköri dinamikáját. Megvizsgáljuk a boreális téli középtroposzférikus hőszállítás és cirkuláció szerepét a nagyléptékű felmelegedés energiájának biztosításában. Az érzékelhető hőáram komponenseket és a regionális különbségeket elemezve az éghajlati modellek nem képesek reprodukálni a reanalízis és rekonstrukciós adatsorokban talált hőáram alakulását. Ezek az adatsorok az ETCAW alatt a helyhez kötött örvényes hőáram növekedését és az átmeneti örvényes hőáram csökkenését mutatják. A troposzférikus cirkuláció elemzése továbbá feltárja mind az atlanti, mind a csendes-óceáni szektor fontos szerepét a déli légtömegeknek az Északi-sarkvidékre való konvergálásában a felmelegedés során. Ezt követően azt sugallják, hogy a légkör belső dinamikája jelentős szerepet játszott az ETCAW kialakulásában.

5.

Stolpe, Martin B., Iselin Medhaug és Reto Knutti. "Az atlanti és csendes-óceáni multidecadikus változékonyság hozzájárulása a huszadik századi hőmérséklet-változásokhoz". Journal of Climate 30.16 (2017): 6279-6295.  A közelmúltbeli tanulmányok szerint a huszadik század elején és végén megfigyelt felmelegedés jelentős részét az Atlanti- és a Csendes-óceánban összpontosuló multidecadikus belső változékonyság okozta. Itt egy újszerű megközelítést alkalmazunk, amely a globális éghajlati modellekből származó, nem erőltetett, iparosodás előtti vezérszimulációk olyan szegmenseit keresi, amelyek a legjobban megfelelnek a megfigyelt atlanti és csendes-óceáni multidecadikus változékonyságnak (AMV, illetve PMV). Ily módon az AMV és a PMV globális hőmérsékletre gyakorolt hatására vonatkozó becslések készülnek, amelyek mind térben, mind a változók között konzisztensek. Az Atlanti-óceán és a Csendes-óceán belső változékonysága együttesen akár 0,15°C-kal is befolyásolhatja a globális felszíni hőmérsékletet a csúcsértéktől a csúcsértékig több évtizedes időskálán. A belső változékonyság hozzájárult az 1920-as és 1940-es évek közötti felmelegedéshez, az azt követő lehűléshez és az azóta bekövetkezett felmelegedéshez. A felmelegedés ütemében azonban még mindig maradnak eltérések, miután eltávolították az AMV-vel és PMV-vel kapcsolatos belső változékonyság globális hőmérsékletekre gyakorolt hatását. A huszadik század nagy részében az AMV dominált a PMV-vel szemben a globális és az északi félteke hőmérsékletére gyakorolt több évtizedes belső változékonysági hatás tekintetében. A huszadik század második felében megfigyelt globális felmelegedés kevesebb mint 10%-át okozza a belső változékonyság ebben a két óceáni medencében, ami megerősíti, hogy a megfigyelt felmelegedés nagy részét az antropogén hatásoknak tulajdonítják.

6.

Tokinaga, Hiroki, Shang-Ping Xie és Hitoshi Mukougawa. "A 20. század eleji sarkvidéki felmelegedés a csendes-óceáni és atlanti multidecadikus változékonyság által felerősítve". Proceedings of the National Academy of Sciences 114.24 (2017): 6227-6232.  A felerősödött felmelegedés és a rekordméretű tengeri jégveszteség miatt az Északi-sarkvidék a globális felmelegedés kanárija. A történelmi sarkvidéki felmelegedés kevéssé ismert, ami korlátozza a modell-előrejelzésekbe vetett bizalmunkat. Konkrétan, az Északi-sarkvidék felszíni levegőjének hőmérséklete gyorsan emelkedett a 20. század elején, az elmúlt évtizedekéhez hasonló ütemben, annak ellenére, hogy az üvegházhatású gázok sokkal gyengébb erőltetése ellenére. Itt megmutatjuk, hogy a 20. század eleji gyors sarkvidéki felmelegedés fő hajtóereje a csendes-óceáni és az atlanti-óceáni évszakok közötti változékonysági módok egyidejű fáziseltolódása. A légköri modellszimulációk sikeresen reprodukálják a korai sarkvidéki felmelegedést, ha a tengerfelszíni hőmérséklet évtizedek közötti ingadozását (SST) megfelelő módon írják elő. A 20. század eleji sarkvidéki felmelegedés pozitív SST-anomáliákkal jár együtt a trópusi és észak-atlanti térségben, valamint a csendes-óceáni SST-mintázat a csendes-óceáni dekádos oszcilláció pozitív fázisára emlékeztető mintázattal. A 20. század eleji sarkvidéki felmelegedés szempontjából fontosak a légköri cirkulációs változások. Az egyenlítői csendes-óceáni felmelegedés mélyíti az Aleut-szigeteki mélypontot, meleg levegőt áramoltatva az észak-amerikai sarkvidékre. Az extratropikus észak-atlanti és észak-csendes-óceáni SST felmelegedés megerősíti a felszíni nyugati szeleket Észak-Eurázsia felett, ami fokozza az ottani felmelegedést. Az összekapcsolt óceán-légkör szimulációk alátámasztják a sarkvidéki felmelegedés konstruktív fokozódását a csendes-óceáni és atlanti interdekádikus móduszok egyidejű, negatívról pozitívra történő fáziseltolódása révén. Eredményeink segítenek a történelmi sarkvidéki felmelegedés tulajdonításában, és ezáltal korlátozzák az e fontos régióra előre jelzett felerősödő felmelegedést.

7.

Hegerl, Gabriele C., et al. "A 20. század eleji felmelegedés: anomáliák, okok és következmények". Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change 9.4 (2018): e522.  A történelmi globális éghajlati feljegyzésekben a legutóbbi felmelegedést megelőző legmarkánsabb felmelegedés a 20. század első felében következett be, és a korai huszadik század felmelegedése (ETCW) néven ismert. Ennek az időszaknak és a felmelegedés ezt követő lassulásának megértése kulcsfontosságú a dekádos változékonyság és az emberi hatásokra adott válaszreakció közötti kapcsolat feloldásához a jelenlegi és jövőbeli éghajlatban. Ez az áttekintés az ETCW alatt megfigyelt változásokat és a mögöttes okokra és mechanizmusokra vonatkozó hipotéziseket tárgyalja. Az attribúciós tanulmányok becslése szerint az 1901 és 1950 közötti globális felmelegedés mintegy felét (40-54%; p >,8) az üvegházhatású gázok és a természetes hatások kombinációja okozta, amelyet bizonyos mértékig az aeroszolok ellensúlyoztak. A természetes változékonyság is nagyban hozzájárult, különösen az olyan regionális anomáliákhoz, mint az 1920-as és 1930-as évek sarkvidéki felmelegedése. Az ETCW-időszak kivételes eseményeket is felölelt, amelyek közül többre is kitérünk: Az 1930-as évek észak-amerikai aszályai és szélsőséges hőhullámai, a második világháború idején, 1937 és 1945 között Ausztráliában tapasztalt aszályos időszak, valamint az 1940-es évek végének és az 1950-es évek elejének európai aszályai és hőhullámai. Az ezen eseményekben szerepet játszó mechanizmusok és a nagy léptékű erőhatásokkal való kapcsolatuk megértése fontos próbatétel a modernkori éghajlatváltozás megértéséhez és a jövőbeli változások hatásainak előrejelzéséhez.

8.

Butler, James H., et al. "A record of atmospheric halocarbons during the twentieth century from polar firn air." (A légköri halogénszénhidrogének feljegyzése a huszadik században a sarki firn levegőből). Nature 399.6738 (1999): 749-755.  A sarki firnben (nem szilárdult hóban) csapdába esett levegőben lévő nyomgázok mérései azt mutatják, hogy a klór-fluor-szénhidrogének, halonok, tartós klór-szénhidrogén oldószerek és kén-hexafluorid természetes forrásai a légkörben minimálisak vagy nem léteznek. E gázok XIX. század végéig visszamenőleg rekonstruált légköri koncentrációi összhangban vannak az antropogén kibocsátási arányokból és az ismert légköri élettartamból levezetett légköri történetekkel. A mérések megerősítik az emberi tevékenység túlsúlyát a szerves klór légköri költségvetésében, és lehetővé teszik a kombinált antropogén és természetes eredetű halogénezett gázok légköri történetének becslését. A metil-klorid XX. század előtti terhelése megközelítette a jelenlegi értéket, míg a metil-bromid terhelése valószínűleg több mint fele volt a mai értéknek.

9.

Tett, Simon FB, et al. "Estimation of natural and anthropogenic contributions to twentieth century temperature change." (A huszadik századi hőmérséklet-változáshoz való természetes és antropogén hozzájárulások becslése). Journal of Geophysical Research: Atmospheres 107.D16 (2002): ACL-10.  Egy kapcsolt légkör/óceán általános cirkulációs modell segítségével szimuláltuk a természetes és antropogén hatásokra adott éghajlati választ 1860 és 1997 között. A HadCM3 nevű modell nem igényel fluxusbeállítást, és rendelkezik egy interaktív kénciklussal, az aeroszolok felhőalbedóra gyakorolt hatásának egyszerű paraméterezésével (első közvetett hatás), valamint egy olyan sugárzási sémával, amely lehetővé teszi a jól kevert üvegházhatású gázok explicit ábrázolását. Olyan szimulációkat végeztünk, amelyekben a modellt a természetes impulzusok (a napsugárzás és a robbanásszerű vulkánkitörésekből származó sztratoszférikus aeroszol), csak a jól kevert üvegházhatású gázok, a troposzférikus antropogén impulzusok (troposzférikus ózon, jól kevert üvegházhatású gázok, valamint a szulfát aeroszol közvetlen és első közvetett hatása) és az antropogén impulzusok (troposzférikus antropogén impulzusok és a sztratoszférikus ózon csökkenése) változásaival kényszerítettük. Az "optimális észlelés" módszertanát alkalmazva a felszín közeli és az egész szabad légkörben bekövetkező hőmérséklet-változások vizsgálatára, azt találjuk, hogy kimutatható a jól elegyített üvegházhatású gázok változásainak, más antropogén hatásoknak (főként a szulfát aeroszolok felhőalbedóra gyakorolt hatása) és a természetes hatásoknak a hatása. Ezek tehát mind jelentős hatást gyakoroltak a hőmérsékletre. Becsléseink szerint a globális felszínközeli átlaghőmérséklet lineáris trendje a jól kevert üvegházhatású gázok hatására 0,9 ± 0,24 K/évszázad, amit ellensúlyoz az egyéb antropogén hatásokból eredő 0,4 ± 0,26 K/évszázad mértékű lehűlés, így az antropogén felmelegedési trend összesen 0,5 ± 0,15 K/évszázad. Az egész évszázad során a természetes hatások lineáris trendje közel nulla.  Nem találtunk bizonyítékot arra, hogy a felszínközeli hőmérsékletnek az antropogén hatások miatt szimulált változásai hibásak lennének. A troposzféra szimulált válasza azonban az 1960-as évek óta ∼50%-kal túl nagy. Elemzésünk azt sugallja, hogy a huszadik század eleji felmelegedés leginkább az üvegházhatású gázok növekedése és a természetes hatás kombinációjával, az egyéb antropogén hatások okozta némi lehűléssel, valamint a belső változékonyság jelentős, de nem valószínűtlen hozzájárulásával magyarázható. Az évszázad második felében azt találjuk, hogy a felmelegedést nagyrészt az üvegházhatású gázok változásai okozzák, a szulfátok és talán a vulkáni aeroszol változásai pedig a felmelegedés körülbelül egyharmadát ellensúlyozzák. A troposzféra felmelegedése az 1960-as évek óta valószínűleg főként az antropogén hatásoknak köszönhető, a természetes hatások hozzájárulása elhanyagolható.

10.

Thompson, David WJ, et al. "Signatures of the Antarctic ozone hole in Southern Hemisphere surface climate change" (Az antarktiszi ózonlyuk jelenségei a déli félteke felszíni klímaváltozásában). Nature Geoscience 4.11 (2011): 741-749.  A szén-dioxid és más üvegházhatású gázok antropogén eredetű kibocsátása a Föld felszínén széles körű éghajlatváltozást idézett elő és idéz elő a jövőben is. A felszíni klímaváltozás azonban nem korlátozódik a növekvő légköri üvegházhatású gázkoncentráció hatásaira. Az ózonréteget lebontó gázok antropogén kibocsátása szintén jelentős változásokat okoz a felszíni éghajlatban az antarktiszi ózonlyuk sugárzási és dinamikai hatásain keresztül. Az antarktiszi ózonlyuknak a felszíni éghajlatra gyakorolt hatása az ausztrál nyári időszakban a legkifejezettebb, és erősen hasonlít a déli félteke nagyléptékű éghajlati változékonyságának legmarkánsabb mintájára, a déli gyűrűs móduszra. Az ózonlyuknak a Déli Gyűrűs Móduszra gyakorolt hatása nemcsak az Antarktisz és a Déli-óceán, hanem Új-Zéland, Patagónia és Ausztrália déli régiói felett is jelentős nyári felszíni éghajlati változásokat eredményezett. Az ózonlyuk az Egyenlítő felé eső szubtrópusi déli féltekén is hatással lehetett a felszíni klímaváltozásra. A következő évtizedekben az ózonlyuk helyreállása és az üvegházhatású gázok növekedése várhatóan jelentős, de ellentétes hatást gyakorol majd a déli gyűrűs periódusra és az ezzel járó nyári éghajlati hatásokra.

11.

Compo, Gilbert P., et al. "The twentieth century reanalysis project." (A huszadik századi újraelemzési projekt). Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 137.654 (2011): 1-28. A Twentieth Century Reanalysis (20CR) projekt egy nemzetközi erőfeszítés egy átfogó, a huszadik századra kiterjedő globális légköri cirkulációs adatállomány létrehozására, amely csak a felszíni nyomásjelentéseket asszimilálja, és a megfigyelt havi tengerfelszíni hőmérséklet és a tengeri jég eloszlását használja peremfeltételként. A projektet elsősorban az az igény motiválja, hogy a huszadik századra vonatkozó éghajlati modellek szimulációinak validálásához minden időskálán számszerűsített bizonytalanságokkal rendelkező megfigyelési adatállományt biztosítson, hangsúlyt fektetve a napi időjárás statisztikáira. Egy Ensemble Kalman Filter adatasszimilációs módszert alkalmaz, amelynek háttérben egy globális numerikus időjárás-előrejelző modell előrejelzéseinek együtteséből származó "első becslés" mezőkkel. Ez közvetlenül 6 óránként egy globális elemzést ad a légkör legvalószínűbb állapotáról, valamint az elemzés bizonytalansági becslését. A 20CR-adatkészlet az első becsléseket adja a globális troposzféraváltozásról és az adatkészlet időben változó minőségéről 1871-től napjainkig, 6 órás időbeli és 2°-os térbeli felbontással. A független rádiószondás adatokkal való összehasonlítások azt mutatják, hogy az újraelemzések általában jó minőségűek. Az extratrópusi északi féltekén az évszázad során a minőség hasonló a jelenlegi háromnapos operatív NWP-előrejelzésekéhez. A második fél évszázadban e felszíni alapú reanalízisek és más, a felsőlégköri és műholdas adatokat is felhasználó reanalízisek összehasonlítása hasonlóan biztató. A 20CR-adatkészlet várhatóan értékes forrás lesz az éghajlatkutató közösség számára mind a modellhitelesítések, mind a diagnosztikai vizsgálatok szempontjából. Néhány meglepő eredmény már most is nyilvánvaló. Például az észak-atlanti oszcillációt, a trópusi csendes-óceáni járókelő cirkulációt és a csendes-óceáni észak-amerikai mintázatot reprezentáló indexek hosszú távú trendjei a teljes feljegyzési időszakban gyengék vagy nem léteznek. A zonálisan átlagolt csapadék mínusz párolgás hosszú távú trendjei szintén eltérnek a huszadik századra vonatkozó éghajlati modellszimulációkban megfigyeltektől.

12.

Smith, Karen L., Lorenzo M. Polvani és Daniel R. Marsh. "A 21. századi antarktiszi tengeri jégveszteség mérséklése a sztratoszférikus ózon helyreállításával". Geophysical Research Letters 39.20 (2012).  A sztratoszférikus ózon helyreállításának hatását vizsgáljuk az antarktiszi tengeri jégre a következő fél évszázadban, a Whole Atmosphere Community Climate Model két integrációs együttesének összehasonlításával, 2001-től 2065-ig. Az egyik együttes a 4.5. reprezentatív koncentrációs útvonal szerinti összes erőhatás meghatározásával készült; a második együttes minden tekintetben azonos, kivéve az ózonlebontó anyagok felszíni koncentrációját, amelyet a 2000. évi szinten tartunk, megakadályozva ezzel a sztratoszférikus ózon helyreállását. A tengeri jég kiterjedése mindkét együttesben csökken, az üvegházhatású gázok növekvő koncentrációjának következményeként. Azt találjuk azonban, hogy a tengeri jég csökkenése ∼33%-kal nagyobb abban az együttesben, amelyben a sztratoszférikus ózon helyreállása nem következik be, és ez a hatás statisztikailag szignifikáns. Eredményeink, amelyek megerősítik egy korábbi, ózoncsökkenéssel foglalkozó tanulmányt, arra utalnak, hogy az ózon helyreállítása jelentősen mérsékli az antarktiszi tengeri jég csökkenését az elkövetkező évtizedekben.

13.

Egorova, Tatiana, et al. "A természetes és antropogén erőhatások hozzájárulása a 20. század eleji felmelegedéshez". Frontiers in Earth Science 6 (2018): 206.  A 20. század elején (1910-1940) megfigyelt felmelegedés a 20. század egyik legérdekesebb és legkevésbé értett éghajlati anomáliája. A természetes és antropogén tényezőknek a felszíni hőmérséklet változásához való hozzájárulásának vizsgálatára hét modellkísérletet végeztünk a SOCOL3-MPIOM interaktív óceánnal rendelkező kémiai-klíma modellel. Külön vizsgáltuk az energetikai részecskékből származó csapadék, az erősen (rövidhullámú UV) és gyengén (hosszúhullámú UV, látható és infravörös) elnyelt napsugárzás, a jól elegyített üvegházhatású gázok (WMGHG), a troposzférikus ózon prekurzorok és a vulkánkitörések hozzájárulását. A modellek eredményei szerint a globális és éves átlagfelmelegedés mindössze 0,3 K volt a vizsgált 1910-1940 közötti időszakban, ami körülbelül 25%-kal kisebb, mint a megfigyelésekből kapott trend. Megállapítottuk, hogy a szimulált globális felmelegedés felét a WMGHG-k (CO2, CH4 és N2O) növekedése okozza, míg a gyenge elnyelésű napsugárzás növekedése a teljes felmelegedés mintegy harmadáért felelős. Mivel a WMGHG-k viselkedését jól korlátozzák, csak a nagyobb napenergia-hatás vagy új hatásmechanizmusok bevonása segíthet a megfigyelésekkel való jobb egyezés elérésében. A többi figyelembe vett hajtóerő (erősen elnyelt UV sugárzás, energetikai részecskék, vulkánkitörések és troposzférikus ózon prekurzorok) kevesebb mint 20%-kal járulnak hozzá az éves és globális átlagos felmelegedéshez; regionális/szezonális skálán azonban fontosak lehetnek.

14.

Polvani, Lorenzo M., et al. "Significant weakening of Brewer-Dobson circulation trends over the 21st century as a consequence of the Montreal Protocol" (A Brewer-Dobson-cirkulációs trendek jelentős gyengülése a 21. században a Montreali Jegyzőkönyv következményeként). Geophysical Research Letters 45.1 (2018):   Jól ismert, hogy az üvegházhatású gázok, különösen a CO2 növekedése a sztratoszférikus Brewer-Dobson-cirkuláció (BDC) felgyorsulását fogja okozni az évszázad végére. Itt most meggyőző új bizonyítékokat mutatunk be arra vonatkozóan, hogy az ózonréteget lebontó anyagok szintén kulcsfontosságú mozgatórugói a BDC trendjeinek. Mindezt úgy tesszük, hogy "egyetlen erővel" végzett integrációk kis együtteseit elemezzük és állítjuk szembe egy interaktív kémiai összetételű, a sztratoszférát felbontó légköri modellel, amely teljesen interaktív óceáni, szárazföldi és tengeri jégkomponensekkel van összekapcsolva. Először is, megerősítve korábbi munkáinkat, megmutatjuk, hogy az ózonlebontó anyagok növekvő koncentrációja nagymértékben hozzájárult a BDC trendjéhez a huszadik század végén. Másodszor, megmutatjuk, hogy az ózonlebontó anyagok fokozatos kivonása az elkövetkező évtizedekben - a Montreali Jegyzőkönyv következményeként - a BDC-trendek jelentős csökkenését fogja okozni, amíg az ózonlyuk teljesen meg nem gyógyul, a 21. század vége felé.

15.

Polvani, Lorenzo M. és Katinka Bellomo. "Az ózonlebontó anyagok kulcsfontosságú szerepe a Walker-keringés gyengítésében a huszadik század második felében". Journal of Climate 32.5 (2019): 1411-1418.  Széles körben elismert tény, hogy az ózonlebontó anyagok (ODS), amelyek az antarktiszi ózonlyuk kialakulásához vezettek, egyben erőteljes üvegházhatású gázok is. Ebben a tanulmányban a Whole Atmosphere Chemistry Climate Model (4. verzió) segítségével vizsgáljuk az ODS által a huszadik század második felében az Indo-csendes-óceán felett okozott felszíni felmelegedés következményeit. Az 1955-2005 közötti időszakra vonatkozó kémiai-éghajlati modellintegrációk két együttesének összehasonlításával (ODS-kényszerrel és anélkül) megmutatjuk, hogy az ODS kiegészítő üvegházhatása döntő fontosságú a Walker-keringés statisztikailag szignifikáns gyengülésében a modellünkben ebben az időszakban. Ha az ODS-koncentrációkat az 1955-ös szinten tartjuk, akkor a többi, jól elegyített üvegházhatású gáz által kiváltott kényszer önmagában a Walker-keringés erősödéséhez, nem pedig gyengüléséhez vezet, mivel felmelegítő hatásuk nem elég erős. Az ODS növekedése nélkül a Csendes-óceán keleti trópusi részén a felszíni felmelegedés késleltetése a Csendes-óceán keleti és nyugati része közötti tengerfelszíni hőmérsékleti gradiens növekedéséhez vezet, ami a Walker-keringés erősödésével jár. Az ODS növelésével a jelentősen nagyobb teljes sugárzási kényszer sokkal gyorsabb felmelegedést eredményez a Csendes-óceán keleti részén, ami a trend előjelének megfordulását és a Walker-keringés gyengülését okozza. Modellezési eredményünk azt sugallja, hogy az ODS kulcsszerepet játszhatott a Walker-keringés megfigyelt gyengülésében a huszadik század második felében.

16.

Abalos, Marta, et al. "New Insights on the Impact of Ozone-Depleting Substances on the Brewer-Dobson Circulation" (Új ismeretek az ózonlebontó anyagok hatásáról a Brewer-Dobson-keringésre). Journal of Geophysical Research: Atmospheres 124.5 (2019): 2435-2451.  A közelmúltban felismerték, hogy az üvegházhatású gázok mellett az ózonlebontó anyagok (ODS) antropogén kibocsátása is előidézheti a Brewer-Dobson-cirkuláció (BDC) hosszú távú trendjeit. Több tanulmány is kimutatta, hogy a huszadik század utolsó évtizedeiben tapasztalt maradék cirkulációs gyorsulás jelentős része a növekvő ODS-nek tulajdonítható. Itt ennek a hatásnak a mechanizmusait vizsgáljuk, összehasonlítva a modellfuttatásokat az újraelemzési adatokkal, és külön értékelve a maradék cirkuláció és a keveredés hozzájárulását a levegő átlagos korának trendjeihez. Az antarktiszi alsó sztratoszférában bekövetkező ózoncsökkenés hatása dominál az ODS-ek BDC-re gyakorolt hatásában, míg ezen anyagok közvetlen sugárzási hatása elhanyagolható a vizsgált időszakban. Minőségi egyezést találunk a modell és az újraelemzési adatok között az ausztrál nyári BDC-trendekben, és megmutatjuk, hogy az ODS a fő hajtóereje mind a maradék cirkulációs, mind az izentróp keveredési trendeknek a huszadik század utolsó évtizedeiben. Továbbá az izentrópikus keveredés okozta öregedés kulcsszerepet játszik az ODS által vezérelt légköri trendekben.

17.

Polvani, L. M., et al. "Substantial twentieth-century Arctic warming caused by ozone-depleting substances." (Az ózonlebontó anyagok által okozott jelentős huszadik századi sarkvidéki felmelegedés). Nature Climate Change (2020): 1-4.  Az Északi-sarkvidék gyors felmelegedése, az éghajlatváltozás talán legszembetűnőbb bizonyítéka, feltehetően az üvegházhatású gázok légköri koncentrációjának az ipari forradalom óta tartó növekedése miatt következett be. Bár a szén-dioxid meghatározó szerepe vitathatatlan, a huszadik század második felében az antropogén eredetű üvegházhatású gázok egy másik fontos csoportját is kibocsátották: az ózonréteget lebontó anyagokat (ODS). Ezek a vegyületek, amellett, hogy az Antarktisz feletti ózonlyukat okozzák, már régóta elismerték, hogy erős üvegházhatású gázok. Az Északi-sarkvidék felmelegedéséhez való hozzájárulásukat azonban nem számszerűsítették. Ezt itt kifejezetten erre a célra tervezett éghajlati modellintegrációk együtteseinek elemzésével végezzük el, amelyek az 1955-2005 közötti időszakot ölelik fel, amikor az ODS légköri koncentrációja gyorsan növekedett. Megmutatjuk, hogy ha az ODS-koncentrációkat nem változtatjuk, a sarkvidéki felszín felmelegedése és a tengeri jég csökkenése csak fele akkora, mint amikor az ODS-koncentrációk növekedését hagyjuk. Azt is kimutattuk, hogy az ODS-nek az Északi-sarkvidékre gyakorolt nagy hatása elsősorban a közvetlen sugárzási felmelegedésen keresztül jelentkezik, nem pedig az ózonréteg csökkenésén keresztül. Eredményeink azt mutatják, hogy az ODS jelentősen hozzájárul a közelmúltbeli sarkvidéki felmelegedéshez, és rávilágítanak a Montreali Jegyzőkönyv mint az éghajlatváltozás mérséklésére irányuló fontos egyezmény jelentőségére.

https://chaamjamal.wordpress.com/2020/10/09/the-etcw-issue-in-climate-sc...