Hidrológiai Közlöny 1998 (78. évfolyam)

3. szám - Szesztay Károly: Adalékok a globális éghajlat és a vízkörforgás vizsgálatához

SZESZTAY K.: Adalékok az éghajlat és vizkörforgás vizsgálatához 2. Ugyanezen paramétereket és algoritmusokat a fentebb utalt hosszú távlatú, valamint a vulkán tevékenység és a szélviharok rövid időtávlatú aeroszol termelését meghatározó természeti tényezők és folyamatok is jelentősen befolyásolják, vagyis az emberi tevékenységek hatását a globális rendszer főbb állapot jellemzőire (a T

s felszíni hőmérsékletre, az NVF függőleges hőáramlásra, valamint a felszíni és a légköri B és B

A Bowen hányadosra, illetve az R felszíni relatív nedvességre és a csapadék képződési alapszint S relatív páranyomására) csak a külső természeti tényezők és folyamatok szerepének tisztázása és számszerűsítése után lehet érdemlegesen, illetve megbízhatóan modellezni és előre jelezni. Az önszervező visszacsatolások fontosságát jól érzékelteti Götz Gusztávnak a légkör állapotának szabad változékonyságáról írt tanulmánya, különösképpen azok a megállapítások és utalások, hogy a belső szabályozó mechanizmus a jégkorszakok előnyomulását és visszahúzódását kezdeményező külső tényezők hatását mintegy tízszeresen képesek megnövelni. Ahogy az éghajlat fogalomköre, ugyanúgy a globális éghajlat-kutatás mai eszköztára is elsődlegesen és csaknem kizárólagosan az időjárási állapotok néhány évtizedre terjedő összegezéséből utólagosan levezethető számértékeken és összefüggéseken alapszik. Informatikai alapjait illetően és az idő dimenzió vonatkozásában ez az éghajlat-kutatási irányzat jól hasonlítható a víztározó medencék hidrológiai méretezésének ahhoz a korszakához, amikor a vízjárási és a vízfogyasztási idősorok integrált egybevetése volt a vizsgálat kizárólagos módszere. Az idősor elemzéseknek mindkét tárgykörben kiváló előnye, hogy segítségükkel a vizsgált tényezőcsoportok időbeli együttjárását és az ebből eredő kockázati tényezőket úgyszólván tetszőleges részletességgel és pontossággal lehet rekonstruálni, illetve számszerűsíteni. Közösek azonban hátrányaik is: Az adat- és a munka-, illetve költség igényesség mellett mindenek előtt az, hogy az integrálással közelítem kívánt új fogalmi szintbe (vagyis az éghajlat, illetve a tározó rendszer jellemzői és sajátosságai közé) csak olyan kockázati sajátosságokat és működési határfeltételeket tud beilleszteni, amelyek a kiindulásul szolgáló időszakokban már ténylegesen előfordultak. E korlátok és következményeik döntő fontosságának felismerése nyomán a tározási vizsgálatokban hamarosan sor került az olyan közvetlenebb és átfogóbb módszerek alkalmazására, amelyek kiindulásként a vízjárási és vízfogyasztási idősorok statisztikai jellemzőire (átlag-értékekre, változékonysági és más elosztási paraméterekre, valamint az egymás utáni évek, illetve hónapok adatai közötti korrelációs tényezőkre) támaszkodnak. Ilyen feltételek és megoldások között ugyanis a rendszer viselkedését tetszőlegesen megválasztható kockázati szintek és üzemi határfeltételek között lehet elemezni. Valószínűnek látszik, hogy a globális éghajlat-kutatásban is rövidesen sor fog kerülni az ilyen közvetlenebb és átfogóbb szemléletű módszerek mainál sokkal szélesebb körű alkalmazására. Ennek az irányzatnak előfutáraként tekinthető Eaglesonnak (1978) az éghajlat, a növényzet és a talaj kölcsönhatásait az egymást követő csapadékhullási és párolgási időszakok statisztikai paramétereire támaszkodva vizsgáló 131 vízháztartási dinamikája. Éghajlat kutatási vonatkozásokban a rendszer-szemléletű közelítés többek között azt is kívánja, hogy a mai hálózatos, illetve csomópontos légkörzési (időjárási) idősor-vizsgálatok mellett egyre nagyobb szerephez jusson a helyi, a regionális, hemiszférikus és a globális éghajlati jellemzők közötti kapcsolatok feltárása - amint ennek ígéretesnek látszó elemeit és irányait a hazai, illetve a közép-európai térség adottságai között Mika Jánosnak, a kötet szakmai szerkesztőjének, valamint Bartholy Juditnak és szerzőtársaiknak tanulmánya tárgyalja. Az alábbiak - korábbi vizsgálatokhoz kapcsolódva (Szesztay, 1996) - a globális szintű éghajlat kutatás ilyen célú kiterjesztésének néhány szóbajöhetőnek látszó irányát vázolják. Sugárzás és hőháztartás Amint Major György a Föld és a légkör sugárzási energiamérlegéről írt áttekintésével adatszerűen bemutatja, Mészáros Ernő a légköri aeroszol üvegházhatást mérséklő hatásával, valamint Csiszár Iván és Diószeghy Márta a felhőzet szerepével foglalkozva szemléletesen példázza. Az éghajlatot meghatározó valamennyi természeti és emberi tényező - végső fokon és az energetikai alapokat tekintve - a sugárzási folyamatokon keresztül érvényesíti hatását. Az éghajlat alakulását gyökereiben meghatározó sugárzás dinamikai folyamatok szempontjából a Földnek és a légkörnek négy döntő fontosságú sajátossága van: 1. A gömbszerű alak, aminek következtében és a tengely körüli forgással is befolyásoltan az egyenlítői és a sarki övezetek energia-mérlege igen jelentősen eltér egymástól. Különbségük táplálja, irányítja a két félgömb futóáramait és az azokhoz kapcsolódó szélrendszereket, amelyeknek súrlódási hője pedig jelentősen visszahat a hőháztartási és kisugárzási folyamatokra. 2. A légkörnek a Föld felszínénél jóval kisebb a kisugárzási tényezője, ami miatt a légkör jelenléte - a légköri és a felszíni kisugárzás arányától függő mértékben - hőmérséklet emelkedésre vezet. 3. A légkör sugárzás elnyelő képessége jóval kisebb az érkező rövidhullámú napsugárzás, mint a távozó hosszúhullámú kisugárzás számára, és emiatt a felszínről igen jelentős látens és érzékelhető hőáram hatol be a légkörbe és létre jön a troposzféra és az üvegházhatás. Végül: 4. A víz bőséges jelenléte bolygónk felszínén, aminek következtében az üvegház-hatást megjelenítő függőleges hőáram döntő többsége (mai adottságok között mintegy 84 %-a) a felszíni párolgás látens hőjeként valósul meg, és a troposzférában mint gyakorlatilag zárt páratartályban létre hozza a globális vízkörforgást. A fentiek alapján és a mai ismeretek szerint a Föld + Légkör rendszer sugárzási dinamikájában - amelynek sarokpontjai az 1. ábrán az N

0 = 342 W.m"

2 érkező napsugárzás, a rendszer által elnyelt és más frekvencia sávon visszasugárzott Ni = N

4 belső energia forgalom, továbbá a szilárd felszínt elérő N

2, valamint az onnan kisugárzott N

3 mérleg-összetevők - az alábbi fizikai jellemzőknek, illetve modell paramétereknek van döntő szerepük: - A légkörről és a földfelszínről visszaverődő napsugárzási hányadot kijelölő C

R planetáris albedo, amely-