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 133 - teljes körűen és egyértelműen meghatározzák. Ezért célszerű keretet és vezérfonalat nyújtani annak a fontos és időszerű kérdésnek az elemzéséhez, hogy az üvegházhatást és a planetáris albedót érintő különféle eredetű és irányzatú emberi hatások erdőjükben milyen irányban és mértékben mozdítják el a természeti tényezőknek és folyamatoknak megfelelő hőmérsékleti viszonyokat. Mészáros Ernőnek a tárgykörbeli kutatások elméleti és gyakorlati alapjait, illetve mai helyzetét átfogóan bemutató tanulmányához kapcsolódva végső fokon arra kerestük a választ, hogy melegítjük vagy hűtjük a légkört? Ehhez természetesen a különféle hatásokat, illetve azok változásait a fentebb utalt öt modell paraméter érték skáláján kell kifejezni és számszerűsíteni - ami esetenként további kutatási és mérési munkát kíván. A globális sugárzási és hőháztartási mérlegnek a rendszeren belüli időleges hőtározódás lehetőségeit és közelítő értékeit is számba vevő kibővített változata támpontul szolgálhat a Major György tanulmányában felmerült kérdés vizsgálatához is: Nevezetesen, hogy az 1979. és 1990. közötti műholdas és űrrepülőgépes sugárzási mérésekben következetesen ismétlődő 3-4 W.m'~-nyi hosszúhullámú kisugárzási hiányának mi is az oka és forrása? Ebben a vonatkozásban figyelmet érdemlő körülmény, hogy a Világtengernek az 1970-es és 80-as évekre jellemző 0,03 és 0,06 C°/év körüli felmelegedése egymagában is elegendő a 3 - 4 YV.nf 2 besugárzási többlet felvételére, ha egész felületén mintegy 300 400 m mélységig lehatoló teljes elkeveredést tételezünk fel, (amit a kutatások mai állása alapján - tudomásom szerint - sem bizonyítani, sem teljességgel kizárni nem lehet). Függőleges hőáramlás és vizkörforgás Az (1) és (2) képlet keretbe foglaló fentebbi modell vázlat az öt paraméter (C R, C A. S, C AT, C Es. CEAS) értelmezhetősége és számszerűsíthetősége esetén bármely bolygóra, vagy holdra lehetővé teszi az N„ érkező sugárzás hatására kialakuló T. s felszíni hőmérséklet és NVF függőleges hőáramlás számítását, illetve becslését - függetlenül attól, hogy az adott esetben van-e a felszínen víz (vagy más párolgó folyadék). Bolygónk élettérré alakulásának - sok egyéb között - fontos előfeltétele volt, hogy (a) felszínén bőséggel van víz, (b) a kialakult hőmérsékleti tartományban a vízfelületek jelentékenyen és érzékenyen párolognak, és (c) a tropopauza - 50 C° alatti hőmérséklete a troposzférát gyakorlatilag zárt páratartállyá alakította és ezzel megakadályozta a légköri vízpára elszökését, (ami a I 'énusz vízkészletének elvesztését okozta). A Föld sajátosan élet-centrikus adottságai között a globális éghajlat másik alapvető fontosságú összetevője a függőleges hőáramlási rendszer, amelyik kialakítja a legfőbb éghajlati folyamatok színterét a troposzférát és bőseges, (átlagosan mintegy évi 1000 111111) csapadékkal öntözi a bolygó felszínét. A rendszer bemenő impulzusa a troposzférát létrehozó, fenntartó és folytonosan alakító N 2 - Nj = N w felszíni hőáram. A rendszer belső szerkezetét és működési sajátosságait pedig a hőháztartási folyamatok másik kimeneti tényezőjének, a T s felszíni hőmérsékletnek megfelelő e„ telítési páranyomás szabályozza. A függőleges hőáramlási folyamatoknak három kimeneteli tényezője van: A B, Bowen hányados, amelyik az NVF hőáramlási igényt megvalósító N Si. felszíni energiaáram két összetevőjének, az A'y érzékelhető és az N l látens hőáramnak az arányát rögzíti, az R felszíni relatív nedvesség, amelyik egyrészről a párolgási folyamatot elindító és fenntartó (e 0 - e s) páranyomás gradienst (telítési hiányt) számszerűsíti, másrészről meghatározza az N s hőáram által túlhevített (telítetlen) planetáris határréteg h, vastagságát. A folyamat rendszer harmadik kimeneti változója a h t szintjén kialakuló e h páranyomás, illetve ennek az e„ értékhez arányított S = ey'e a viszonylagos nagysága A amelyik meghatározza a csapadék képződéséhez rendelkezésre álló V légköri vízkészletet, valamint az L,„ adiabatikus hőmérsékleti gradienst és a csapadék képződési zóna h, vastagságát, illetve a H tropopauza szintet. A függőleges hőáramlási folyamtok modell vázlatának kidolgozásához számba kell venni a két bemeneti változó és a három kimeneti változó közötti elméleti és tapasztalatai összefüggéseket x továbbá értelmezni kell a működési feltételeit rögzítő modell paramétereket. A be- és kimenteti változók közötti belső kapcsolatok áttekintését célszerűnek látszik a hőmérséklet és a telítési páranyomás közötti tapasztalati összefüggéssel kezdeni, amelyet a 2353 log l 0e0 =9,4051 -- (4) Kelvin Clausíus - Clapeyron egyenlet jó közelítéssel számszerűsít (Fleagle - Businger. 1963). Amint a szemilogaritmikus szerkezetű 3. ábra e„ görbéje érzékelteti, a telítési páranyomás a hőmérséklettel rendkívül érzékenyen változik. mintegy 10 C°-onként megkétszereződik Számértéke a tropopauzára jellemző - 56 C U körüli hőmérsékleten 0,037 liPa, a Föld 15 C° körüli középhőmérsékletén 17,05 hPa, a C AT = 1 határhelyzetű üvegházhatáshoz (a 2. ábra P 0 pontjához) tartozó 30 C° esetén pedig 42,42 hPa.. 3. ábra Az e„(T) páratelitési görbe, mint mikrofizikai törvény szerepe a Bowen hányados, mint globális éghajlati jellemző alakulásában
