A hiányzó hő esete (hiátus)

Tizenhat évvel a rejtélyes "globális felmelegedési szünet (hiatus)" után a tudósok próbálják összerakni a magyarázatot.

A klímatudomány mai legnagyobb rejtélye talán azzal kezdődött, hogy 1997 végén - akkor még senki sem tudta - a Csendes-óceánon átfújó trópusi passzátszelek finoman gyengültek. Ezek a szelek általában a napsütötte vizet Indonézia felé tolják. Amikor ezek a szelek megenyhültek, a meleg víz visszaáramlott Dél-Amerika felé, ami az El Niño nevű jelenség látványos példáját eredményezte. A globális átlaghőmérséklet 1998-ban rekordot döntött - majd a felmelegedés megállt.

A szünet azonban továbbra is fennállt, ami kisebb bizalmi válságot idézett elő a szakmában. Bár voltak kiugrások és visszaesések, a légkör átlaghőmérséklete 1998 óta alig emelkedett, látszólag dacolva az éghajlati modellek előrejelzéseivel és az üvegházhatású gázok egyre növekvő kibocsátásával. Az éghajlatkutatók eközben tudják, hogy a hőnek még mindig fel kell gyűlnie valahol az éghajlati rendszerben, de nehezen tudták megmagyarázni, hogy hová kerül, ha nem a légkörbe. Néhányan már elgondolkodtak azon, vajon van-e valami hiba a modelljeikben.

Most, hogy a globális felmelegedés szünete a tizenhatodik évébe lépett, a tudósok végre haladnak a hiányzó hő ügyében. A legújabb tanulmányok szerint az óceánok kulcsfontosságúak az anomália magyarázatában. A legújabb gyanúsított az 1997-98-as El Niño, amely hatalmas mennyiségű hőt pumpált ki az óceánokból a légkörbe, talán eleget ahhoz, hogy az egyenlítői Csendes-óceán hosszan tartó hideg állapotba kerüljön, amely azóta is elnyomja a globális hőmérsékletet.

Az 1997-98-as El Niño esemény volt a kiváltó oka a Csendes-óceánban bekövetkezett változásoknak, és nagy valószínűséggel ez a szünet kezdete. Az elmélet szerint a trópusi Csendes-óceánnak az elkövetkező években ki kell törnie a hosszan tartó hideg időszakból.

Az IPCC 2013-14-es értékelését megelőzően végzett szimulációk szerint a felmelegedésnek 1998 és 2012 között évtizedenként átlagosan 0,21 °C-os ütemben kellett volna folytatódnia. Ehelyett a megfigyelt felmelegedés ebben az időszakban mindössze 0,04 °C volt évtizedenként.

A legegyszerűbb magyarázat mind a szünetre, mind a modellek közötti eltérésre a természetes változékonyság. A napi időjárás hideg és meleg közötti ingadozásához hasonlóan a kaotikus éghajlati ingadozások is évről évre és évtizedről évtizedre felfelé vagy lefelé mozgathatják a globális hőmérsékletet. A múltbeli éghajlati feljegyzések hosszú ideig tartó globális hőhullámokat és hideghullámokat mutatnak, és az éghajlati modellek azt sugallják, hogy ezek bármelyike előfordulhat, ahogy a világ az üvegházhatású gázok hatására felmelegszik.

De az IPCC számára végzett éghajlati szimulációk egyike sem eredményezte ezt a bizonyos szünetet ebben az adott időpontban. Ez arra az ellentmondásos következtetésre késztette a szkeptikusokat - és néhány tudóst -, hogy a modellek talán túlbecsülik az üvegházhatású gázok hatását, és a jövőbeni felmelegedés nem lesz olyan erős, mint ahogyan attól tartanak. Mások szerint ez a következtetés ellentétes a hosszú távú hőmérsékleti trendekkel, valamint a paleoklíma adatokkal, amelyek segítségével a hőmérsékleti adatok messze a múltba nyúlnak vissza. Sok kutató pedig óva int attól, hogy a modelleket az éghajlat viszonylag rövid távú ingadozása alapján értékeljük. "Ha a globális éghajlatváltozás érdekli az embert, akkor elsősorban az 50-100 éves időtávlatokra kellene összpontosítania".

A kutatók az elmúlt években különböző nyomokat követtek, és főként egy hármas tényezőre összpontosítottak: a Napra, a légköri aeroszol részecskékre és az óceánokra.

Műholdas mérések alapján az aeroszolok és a naptevékenység a hiatusnak mindössze 20%-át okozzák. Így a hiatus nagy része az óceánokra hárul, amelyek a hő hatalmas szivacsaként szolgálnak.

Közvetlenül a hiatus kialakulása előtt ez a régió szokatlanul meleg lett az 1997-98-as El Niño idején, ami szélsőséges időjárási jelenségeket okozott az egész bolygón, a chilei és kaliforniai áradásoktól kezdve a mexikói és indonéziai aszályokig és erdőtüzekig. De ez a jelenség ugyanolyan gyorsan véget ért, mint ahogyan elkezdődött, és 1998 végére a hideg víz - az El Niño testvérhatásának, a La Niñának a jele - bosszúból visszatért a Csendes-óceán keleti egyenlítői térségébe. Ami ennél is fontosabb, az egész Csendes-óceán keleti része hűvös állapotba került, amely többé-kevésbé a mai napig tart.

Az óceáni hőmérsékletnek ez a Csendes-óceáni Dekádi Oszcilláció (PDO) néven ismert változása a hiatus kirakós játékának egyik kulcsfontosságú darabja lehet. A ciklus 15-30 évente megfordul, és pozitív fázisában az oszcilláció az El Niñónak kedvez, ami általában melegíti a légkört. Néhány évtizedes hőleadás után a Csendes-óceán keleti és középső részén a régió lehűl, és a PDO negatív fázisába lép. Ez az állapot a La Niña felé hajlik, amely hűvös vizet hoz fel a mélyből az Egyenlítő mentén, és hajlamos lehűteni a bolygót. A kutatók 1997-ben azonosították a PDO-mintázatot.

A PDO-mintázat beillesztése a globális éghajlati modellekbe évtizedes szüneteket okoz a globális felmelegedésben. A közelmúltbeli szünet óceánhőmérsékleti adataiból kiderül, hogy miért: 1998 után több hő áramlott az óceán mélyébe, ami hozzájárult ahhoz, hogy a légkör ne melegedjen. A folyamat másik oldala: amikor a PDO pozitív fázisba vált, felmelegíti a felszíni óceánt és a légkört, ami hozzájárul az évtizedek óta tartó gyors felmelegedéshez.

Az áttörés: egy modellt az elmúlt évtizedek tényleges tengerfelszíni hőmérsékleteivel programoztak a Csendes-óceán keleti egyenlítői részén, majd megnézték, mi történik a Föld többi részén. Modelljük nem csak a globális hőmérsékleti szünetet hozta létre, hanem reprodukálta a szünetet jellemző évszakos és regionális éghajlati tendenciákat is, beleértve a felmelegedést számos területen és a hűvösebb északi teleket.

De ez nem magyaráz meg mindent. Azt a kérdést, hogy mi a trópusi lehűlés oka, megkerülte.

Egy tanulmány dokumentálja, hogy a La Niña-állapotokhoz társuló trópusi passzátszelek hogyan segítik a meleg víz nyugat felé és végső soron az óceán mélyére terelését, miközben elősegítik a hűvös vizek feláramlását a keleti egyenlítői térség mentén. Szélsőséges esetekben, mint például az 1998-as La Niña, képes lehet arra, hogy az óceánt a PDO hűvös fázisába lökje.

A PDO hűvös fázisa egybeesett a második világháborút követő néhány évtizedes hűvösebb hőmérséklettel, és a meleg fázis egybeesett a globális hőmérséklet 1976 és 1998 között tapasztalt hirtelen kiugrásával.

Nem az aeroszolokról vagy a sztratoszférikus vízgőzről van szó, hanem arról, hogy a Csendes-óceán keleti egyenlítői részén egy évtizedig hűvösebb hőmérséklet uralkodott.

2004-ben egy egyszerű regionális klímamodell egy 1976 körül kezdődő melegedést jelzett előre a Csendes-óceánban, amikor a globális hőmérséklet hirtelen emelkedni kezdett. Ami azt illeti, a modell azt jósolja, hogy az 1998-as El Niño véget vetett az 1976 utáni trópusi csendes-óceáni meleg időszaknak.

Ez egy hátborzongatóan pontos eredmény, de a munka továbbra is hevesen vitatott, részben azért, mert egy olyan részleges klímamodellen alapul, amely kizárólag az egyenlítői Csendes-óceánra összpontosít.

Az elmúlt évszázadban a Csendes-óceán nyugati részén a keletihez képest melegebb hőmérséklet volt a tendencia. Ez megnyitja a lehetőséget arra, hogy az üvegházhatású gázok okozta felmelegedés a La Niña-hoz hasonló állapotokat idézi elő, és ez a jövőben is így maradhat, segítve ezzel a globális felmelegedés elfojtását. "Ha mindez igaz, akkor ez egy negatív visszacsatolás, és ha ezt nem rögzítjük a modelljeinkben, akkor azok túlértékelik a felmelegedést".

Két lehetséges lyuk van az értékelésben. Először is, a történelmi óceánhőmérsékleti adatok közismerten pontatlanok, ami miatt sok kutató vitatja az állítást, miszerint a Csendes-óceán egyenlítői része az elmúlt évszázadban a La Niña-jellegű állapot felé mozdult el. Másodszor, sok kutató az ellenkezőjét találta a teljes éghajlati modellekkel végzett szimulációkban, amelyek az egyenlítői Csendes-óceánon túli légköri és óceáni kölcsönhatásokat is figyelembe veszik.

Ezek a globális felmelegedés következtében inkább az El Niño-jellegű állapotok felé mutató tendenciát mutatnak. A különbség abban rejlik, hogy a felmelegedés hogyan befolyásolja a párolgást a Csendes-óceán egyes területein. A modellek azt sugallják, hogy a globális felmelegedés nagyobb hatással van a hőmérsékletre a viszonylag hűvös keleti részen, mivel a párolgás növekedése vízgőzt juttat a légkörbe és fokozza a légkör felmelegedését; ez a hatás gyengébb a melegebb nyugati csendes-óceáni térségben, ahol a levegő már eleve nedvességgel telített.

A tudósok talán hamarosan tesztelhetik elméleteiket. Jelenleg az erős trópusi passzátszelek egyre melegebb vizet sodornak nyugat felé, Indonézia felé, ami olyan viharokat gerjeszt, mint a novemberi Haiyan tájfun, és megemeli a Csendes-óceán nyugati részének tengerszintjét, amely jelenleg nagyjából 20 centiméterrel magasabb, mint a Csendes-óceán keleti részén. Előbb-utóbb a tendencia elkerülhetetlenül megfordul. "Nem lehet tovább halmozni a meleg vizet a Csendes-óceán nyugati részén. Egy bizonyos ponton a víz olyan magasra fog emelkedni, hogy egyszerűen visszacsapódik". És amikor ez megtörténik, ha a tudósok jó nyomon járnak, a hiányzó hő újra megjelenik, és a hőmérséklet ismét megugrik.

https://www.grad.unizg.hr/_download/repository/Nature2014-Klima-MissingH...