Hidrológiai Közlöny 1998 (78. évfolyam)

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

112 IIIDKOI.ÓtilA

I KÓ/.I.ONY I>m. 78. ÚVl\ .1 SZ. nek nini számértékét a tanulmány gyűjteményében Major György az 1079. óta folyamatosan végzett műholdas mérések eiedményei alapján és Budiko (1982) előzetes becslésével egyezően 0.30 értékkel adja meg: - A légkörben elnyelt N

( - Ni napsugárzásnak az N

t = 239 VV.ni'

3 teljes energia forgalomhoz viszonyított nagyságát kifejező C

As légköri elnyelődési tényező, amelynek mai átlagértéke [Major és Budiko gyakorlatilag egyező adatai szerint) 0,34-re, a felszínt elérő napsugárzás pedig N

2 = 158 W.nf"-ie tehető. - A felszínről a légkörbe lépő N

S| függőleges liőáramlás, amelynek mai értéke kereken 1000 mm/év párolgással és 0.20 körüli Bowen hányadossal számolva 104 W.m"

2-re tehető. Ilyen közelítéssel az N, = N

2 - N

S|, különbözetként a felszín tényleges hosszúhullámú kisugárzása N, = 158 - 104 = 54 W.m"

2 (Budiko. 1982). A légkörből kisugárzott Ni - N* = 185 W.nf

2 hosszúhullámú visszasugárzásának az N

t = 239 W.m"" energia-forgalomhoz viszonyított nagyságát jellemző légköri elnyelődési és kisugárzási tényező, amelynek mai értéke az előbbiekből adódóan: C

A

T = 0,77. - A földfelszín sugárzás kibocsátásának a fekete testekhez viszonyított hatékonyságát megadó C

r;s kisugárzási ("szürkeségi") tényező, amelynek globális átlaga Major György szóbeli közlése, illetve a Dunkel Zoltán tanulmányában utalt szélső értékek szerint 0,95-re tehető. Bolygónk sugárzási és hőháztartási sajátosságainak a fenti alapértékekre és paraméterekre támaszkodó feltárásához és jellemzéséhez két fizikai összefüggés szolgálhat kiindulásul: Egyrészről a kisugárzó N^ energia és a sugárzási test T

n hőmérséklete közötti kapcsolatot leiró N[j = C|; S|j Tn ' (1) Síefan - Bol/zjnan összefüggés, amelyben C^ a sugárzó test tulajdonságaitól függő kisugárzási ("szürkeségi") tényező, S|1 — 5,67.10"

8 W .nf".Kelvin" univerzális fizikai állandó Másrészről pedig a C

Ar - C

As különbségből eredő üvegházhatást az N

Vi = N

2 - N, függőleges hőáramlás nagyságával számszerűsíthető N

V, = N„(1 -C*)(C

A

1 -C

A

S) (2) összefüggés, amelyben az N„ (I - C

R) szorzat a Föld + Légkör rendszerben feldolgozott N, = N, teljes energia forgalmat fejezi ki Az (I) képlet teljes körű alkalmazásához a fentebb számba vetett paramétereken kívül szükség van még a légkör C|.;

A kisugárzási tényezőjére is, amelynek közvetlen és fizikai alapon nyugvó számszerűsítését a mai ismerelek és mérési eljárások nem teszik lehetővé. Átmeneti és áthidaló megoldásként célszerűnek és megengedhetőnek látszik ezért a T

s felszíni hőmérsékletre redukált Ci^s paraméter bevezetése, amelynek mai viszonylatokra vonatkoztatott globális átlaga az (I) képletből N|.; = N,, - N, = 185 W.nf

2 és T,. = 15 C" = 288,2 K" helyettesítéssel: C.jas = 0,473 (3) A mai viszonyokra vonatkozó fentebbi modell paraméterekből kiindulva az (I) és (2) képlet algoritmusai alapjnn közelítően számszerűsíthető a Föld + Légkör rendszer átlagos sugárzási és hőháztartási mérlege. Ez lehetővé teszi egyrészről az N„ érkező napsugárzáshoz tartozó T.s és N

w kimeneti függő változók meghatározását az öt modellparaméter (C

R, C

A

S, C

Ar, CÜS, C

K

As) bármely értékére, illetve kombinációjára vonatkozóan, vagyis a maitól eltérő feltételezett, vagy foldtőrténetileg valószínűsített viszonyok közötti globális sugárzási és hőháztartási mérlegek rekonstruálását. Másrészről pedig módot ad a T

s és N

w kimeneti változóknak az öt modell paraméterei szerinti érzékenységi vizsgálatára, illetve változási tartományának megállapítására, tehát - a viszszacsatolási mechanizmusok ismeretében - a globális sugárzási és hőháztartási rendszerek az (I) és (2) algoritmusokból adódó működési sávjainak és viselkedési mintáinak vizsgálatára. Az ilyen jellegű vizsgálatokra a 2. ábra - az emberi határokhoz kapcsolódó mai kérdésfeltevésekhez igazodva - a C

Ar sugárzás elnyelődési mutató és a CR planetáris albedo gyakorlatilag teljes értéktartományára vonatkozóan szemlélteti a T

s és N

V| kimeneti változók alakulását Cns és COAS mai értékének, valamint a mai viszonyoknak megfelelő C

A.

S = 0,44 C

A

T üvegház hatási mutatószámnak az alapul vételével. N

T= C

E S

BT* J N

V

F= N

0(1-C

R)(C

A

T-C

A

5) ——— Planetáris nlbedó,C

B Függőleges hóóramlós, N

>

( ,W m"

J P, * mai éghajlat; p

w * teljes eljegesedés (" Fehér Fölö ") P,» az üveghálós határhelyzete ( N, • 0 I Légkört kisugárzási tényező C

A

I «(N

4-N

4t N

4 2. ábra /1 globális sugárzási és hőháztartási mérleg alakulása a ()

t planetáris albedo és a (',,/• légköri kisugárzási tényező függvényében A globális sugárzási és hőháztartási mérleg fentiekben vázolt és a 2. ábra példáján szemléltetett modell vázlata (vagy annak más elvi meggondolásokból és paraméter csoportból kiinduló különböző megoldásai) a T

s felszíni hőmérséklet alakulását - a kijelölt határfeltételek és közelítések, illetve egyszerűsítések keretei között