Magyar Vízgazdálkodás, 1985 (25. évfolyam, 1-8. szám)
1985 / 7. szám
és így az üveghóz-hatás egyik előidézője. A levegőben levő szén-dioxid mennyisége természetes körülmények között csak igen-igen lassan, évmilliók alatt változhatott. Rövid távon — az évezredek skáláján — a légköri széndioxid-tartalom dinamikus egyensúlyban volt: a szén szüntelen körforgásának keretében ugyanannyi szén-dioxid került a levegőbe, mint amennyi onnan eltávozott. A szénciklus forgalma túlnyomó részben az élő szervezeteken át bonyolódik le. A növények a levegőből szén-dioxidot vesznek fel, és ebből, valamint a talajból származó vízből a napfény energiájának segítségével építik fel szerves anyagaikat (fotoszintézis); közben oxigént bocsátanak a légkörbe. A növényi szerves anyagok lebomlása — akár a légzés során közvetlenül, akár állati szervezetek vagy talajlakó mikroorganizmusok közbeiktatásával zajlik le — végső soron mindig oxigén fogyasztásával és szén-dioxid felszabadulásával jár. Az emberi tevékenység a fosszilis ásványi energiahordozók eltüzelésével mostanában évente kb. 20 milliárd tonna szén-dioxidot bocsát az atmoszférába. Ez a mennyiség ugyan eltörpül a légkör 2600 milliárd tonnányi széndioxid-tartalma és az élővilággal folytatott természetes szén-dioxid-cseréje mellett, de hosszabb idő alatt a légköri szén-dioxid mennyiségének jelentékeny gyarapodásához vezet. Kérdés azonban, hogy a tüzelésből származó szén-dioxid megmarad-e az atmoszférában, vagy utat talál magának a légkörnél jóval nagyobb szénrezervoárok — az élővilág és az óceánok — felé? A szárazföldi bioszféra tiszta széntartalma 1500—2000 milliárd tonnára becsülhető; ennek nagyobbik fele a talajban rejlő szerves anyagokra, valamivel kisebb része pedig a növényvilágra jut. Az utóbbi időben végzett vizsgálatok egyértelműen arra utalnak, hogy a nagy erdőirtások és a talaj humusztartalmának ezeket követő elbomlása folytán a bioszférában tárolt szerves anyagok mennyisége lassan csökken. Az élővilág tehát nemhogy elnyelné a fölös szén-dioxidot a levegőből, hanem maga is hozzájárul annak gyarapításához. E hozzájárulás mértékéről igen eltérő becslések láttak napvilágot; egyesek szerint hatása csaknem egyenlő a tüzelésével. Józanabb számítások 20—30%ra teszik azt az arányt, amellyel az élővilág hanyatlása a légkör szén-dioxidtartalmának növelésében közrejátszik. A szén-dioxid elraktározására alkalmas legnagyobb rezervoárt az óceánok képviselik. Csakhogy a világtengernek a légkörrel érintkező felszíni rétegei gyakorlatilag telítettek szén-dioxiddal, a szinte korlátlan befogadóképességű mélyebb rétegekbe pedig nagyon lassan jutnak el az oldott gázok. A Hawaii-szigeteken levő Mauna Loa obszervatóriumban 1958-ban igen pontos mérések kezdődtek annak megállapítására, miként változik a légkör széndioxid-tartalma az emberi tevékenység következtében. A mérési anyag — amely később több más megfigyelőhely adatsorával bővült —, egyértelműen mutatja a levegőben levő szén-dioxid mennyiségének gyarapodását; a múlt század derekán feltételezett 290 ppm (ppm = milliomod rész térfogatj koncentráció 1975-ig 330 ppm-re emelkedett. Szerencsére ez a folyamat jóval lassúbb, mint ahogy a felhasznált energiahordozók tömege alapján várható lenne. Az antropogén eredetű szén-dioxidnak csak kb. a fele marad a légkörben, a másik fele elnyelődik az óceánok vizében. Bebizonyosodott az is, hogy a levegő szén-dioxid-készletének növekedése túlnyomórészt valóban a kőszén és a szénhidrogének eltüzeléséből ered. Ha feltételezzük, hogy a tüzelésből származó szén-dioxidnak továbbra is csak a fele raktározódik majd az atmoszférában, akkor az ezredfordulóra 375 ppm koncentráció elérésére számíthatunk. A XXI. században azonban a kőolaj- és földgázlelőhelyek lassanként kimerülnek, és az emberiség energiaigényének mind nagyobb részét atomerőművek fogják fedezni. A szén-dioxidkibocsátás tehát csökkenni fog. De a légkör szén-dioxid-tartalma a jövő század közepe előtt még így is eléri az eredeti érték kétszeresét (kb. 550—600 ppm). Izgalmas probléma, hogyan befolyásolja ez a változás Földünk éghajlatát. Neves természettudósok — John Tyndall és Svante Arrhenius — már a múlt században gyanították, hogy a szabad szén-dioxid mennyiségének gyarapodása világméretű felmelegedést idézhet elő. Az igazán fogas kérdés azonban a felmelegedés mértéke, amelyről igen eltérő becslések láttak napvilágot. Még a légkör állapotát kormányzó fizikai törvények és folyamatok ismeretében is nagyon nehéz egy-egy új hatás végső következményeit felmérni. Hogy miért, azt éppen a szén-dioxiddal kapcsolatos éghajlatváltozások példáján világíthatjuk meg. A légkör szén-dioxid-készletének gyarapodása — ez vitán felül áll — az éghajlat csekély fölmelegedését idézi elő. Az éghajlati rendszer érzékeny egyensúlyának ilyen megbomlása azonban további klimatikus folyamatoknak ad lökést, és valóságos láncreakciót indít el. Némelyik folyamat tovább erősíti, gerjeszti az eredeti zavaró hatást. A különböző visszacsatolási mechanizmusokon át tovagyűrűző, olykor tetemes késéssel jelentkező éghajlati következmények oly bonyolult láncolatot alkotnak, hogy végeredményük még ma sem jelezhető előre teljes bizonyossággal. A fölmelegedés első és legközvetlenebb hatása: a vízfelszínek erősebben párologtatnak és a melegebb levegő több vízgőzt tud befogadni anélkül, hogy relatív nedvessége megváltoznék. A légkör vízgőztartalmának gyarapodása tovább erősíti az üvegház-hatást, ennek pedig megint fölmelegedés lesz az eredménye — vagyis pozitív visszacsatolási mechanizmus lép működésbe. A legújabb számítások szerint — amelyek már a vízgőztartalom növekedését is figyelembe veszik — a légköri széndioxid mennyiségének megkétszereződése a XXI. század derekára kb. 2 °C-os világméretű hőmérséklet-emelkedést idéz elő. A szén-dioxid—vízgőz együtthatás viszonylag könnyen áttekinthető, gyorsan érvényre jutó mechanizmus. A fölmelegedés azonban más, hosszabb távon érvényesülő éghajlatformáló folyamatoknak is tápot ad; ezek közül a legfontosabb a sarkvidéki jégtakaró sorsával kapcsolatos. A szén-dioxid által elindított fölmelegedés már eleve viszonylag erősebben érinti a sarkvidékeket. Az Északi-Jegestengert borító jégtakaró ezért zsugorodni kezd, és a napsugárzással rosszul gazdálkodó jégfelszínt sokkal kedvezőbb hőgazdálkodású vízfelszín váltja fel. Ez a folyamat egy bizonyos ponton túl már önmagát gyorsítja, és a fölmelegedés egyre fokozódik. Reális esélye van annak, hogy a jövő század végére az északi sarkvidéken a tenger jégmentessé válik, és így olyan helyzet áll elő, amilyenre a földtörténet utóbbi millió esztendejében nem volt példa. A jégtakaró elolvadása a sarkvidéken 13—14 °C-kal, a mérsékelt övben átlagosan 1—2 °C-kal emelné a hőmérsékletet. Több száz kilométerrel eltolódnának a nagy éghajlati övék, s megváltozna persze a nagy földi légkörzés is: lanyhulnának a mérsékelt öv nyugati áramlásai, és így a szárazföldek belsejében egyes területek éghajlata hidegebbre, szárazabbra fordulna. Az északi sarkvidék úszó jégtakarójának eltűnése nagyon jelentős éghajlatváltozással járna, de a tenger vizét nem duzzasztaná fel. Ha azonban a fölmelegedés bizonyos idő múltán Grönland vastag szárazföldi jégpáncélját is megolvasztaná, akkor a világtenger szinte 7 m-rel emelkedne, s ez már katasztrófát jelentene a sűrűn lakott parti síkságok és kikötővárosok számára. A déli-sarki jégtakarót még hosszú időn át nem fenyegetné veszély, szerencsére, hiszen annak elolvadása már 70 m-es tengerszint-emelkedést vonna maga után. A szén-dioxid látszólag csekély éghajlati hatásaiból tehát veszélyes láncreakciók gyűrűzhetnek tovább. Ezekkel számot kell vetnünk, bár nem állíthatjuk teljes bizonyossággal, hogy valóban bekövetkeznek. A felhőzet gyarapodását kiválthatja az ipari tevékenység is, amely a sűrűn lakott, gazdaságilag fejlett körzetekben temérdek, a légkörben hosszú ideig lebegő parányi szilárd aeroszolrészecskével szennyezi a levegőt. Az aeroszolok jelentős része alkalmas arra, hogy kondenzációs magként szolgáljon a légnedvesség kicsapódásához, és így serkentse a felhőképződést. Szerencsére a légkörben található kondenzációs magvak túlnyomó része természetes eredetű, és az emberi beavatkozás szerepe egyelőre csak a városokat, iparvidékeket gyakorta megülő köd- és felhőtakaró kialakulásában bizonyítható. A kéményekből a levegőbe bocsátott töméntelen korom és pernye, az ipari üzemekből kiszabaduló különféle finom porok közvetlen is befolyásolják a légkör sugárzási energiafogalmát. Általában azonban a szennyezett légrétegekről a világűrbe visszaverődő napsugárzás veszteséget jelent a Földlégkör rendszer energiaforgalmában, és így a hűtőhatás jut érvényre. L. F. 24
