KURZUS: Környezetvédelem

MODUL: XI. modul: Globális környezeti kihívások

29. lecke: A globális éghajlatváltozás jelenségei és jövőbeli tendenciái

Cél: A lecke célja, hogy a hallgató megismerje a globális éghajlatváltozás jelenségeit, azok jövőbeli tendenciáit az ezzel együtt járó környezeti kockázatokat. A megszerzett ismeretek segítségével felismerje mindennapi életében és munkájában a globális klímaváltozást erősítő tevékenységeit, és érzékennyé váljon az ezek elleni megfelelő fellépésre.

Követelmények: Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha képes

  • felsorolni a globális éghajlatváltozás jelenségeit,
  • megadni a Föld és hazánk hőmérsékletében bekövetkezett változás mértékét az elmúlt 120-130 évre vonatkozóan,
  • legalább 2 példát mondani a múltbeli hőmérsékletváltozásokra,
  • megadni a hőmérsékletváltozás jövőbeli tendenciáját, rámutatni annak földrajzi egyenetlenségeire,
  • megadni a tengervíz hőmérsékletében az elmúlt kb. 150 év alatt bekövetkezett változás mértékét,
  • saját szavaival megfogalmazni a csapadékban bekövetkezett múltbeli és a jövőre előrejelzett változásokat,
  • elmagyarázni, hogy miért fog nőni a jövőben a lehullott csapadék mennyisége,
  • megfogalmazni, hogy milyen tendencia figyelhető meg az Északi-jeges tenger jégtakarójának változásában,
  • felsorolni a szárazföldi jégtakaró kiterjedése csökkenésének megfigyelhető jelenségeit és következményeit,
  • saját szavaival elmagyarázni, hogy miért okoz problémát a metánhidrát tárolók melegedése,
  • elmagyarázni, hogy az Arktisszal ellentétben miért nő az Antarktisz jégtömege,
  • megadni a világtenger szintjében bekövetkező változás tendenciáját,
  • saját szavaival elmagyarázni, hogy mi okozza a világtenger szintjének emelkedését,
  • felsorolni, hogy mely tényezők okozhatják a termohalin cirkuláció meggyengülését ill. leállását,
  • legalább 3 példát mondani az éghajlatváltozás emberi egészségre gyakorolt hatásaira,
  • az éghajlatváltozás növényekre gyakorolt hatásaira vonatkozó állítások igaz voltát megítélni,
  • saját szavaival megfogalmazni az éghajlatváltozás jövőbeli feltételezett alakulását hazánkban.

Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 60 percre lesz szüksége.

Kulcsfogalmak:

  • Broecker-féle óceáni szállítószalag
  • termohalin áramlás
1. A globális éghajlatváltozás jelenségei és jövőbeli tendenciái

Az 1. ábra tanulmányozásával elevenítse fel korábbi ismereteit a globális éghajlatváltozás jelenségeiről! Jegyezze meg a globális éghajlatváltozás jelenségeit!

A globális éghajlatváltozás jelenségei több nagy csoportba sorolhatóak (1. ábra), ezek:

  • a légkör felmelegedése,
  • az óceánok vizének felmelegedése,
  • a csapadékban bekövetkezett változások,
  • a jeges területek változásai,
  • a hidroszféra változásai,
  • a bioszféra változásai,
  • az El Nino jelenség változásai,
  • a tengeráramlások rendszerének változásai.
A globális éghajlatváltozás jelenségei
1. ábra
1. A légkör felmelegedése
  • Tanulmányozza a 2. és 4. ábrát, és jegyezze meg, hogy mekkora volt a Föld és hazánk átlaghőmérsékletének növekedése az elmúlt kb. 120-130 évben!
  • Tanulmányozza a 3. ábrát, és fogalmazza meg a hőmérséklet változásának regionális különbségeit!
  • Tanulmányozza az 5. ábrát, és vesse azt össze korábbi ismereteivel a honfoglalás korának klímaoptimumával, és Hunyadi Mátyás Duna jegén történő királlyá koronázásával kapcsolatosan!
  • Tanulmányozza a 6. ábrát, és fogalmazza meg a bal és jobb oldali ábra összehasonlításából levonható következtetést, valamint figyelje meg a regionális különbségeket!

A Föld alsó légkörének felmelegedése a rendszeres hőmérséklet mérések óta nyomon követhető: 1880 és 2012 között 0,85 °C az alsó légkör átlag-hőmérsékletének növekedése (2. ábra). Ez természetesen a Föld egészére vonatkozó átlaghőmérséklet változás; regionálisan a hőmérséklet változása ettől eltérő (3. ábra). Magyarországon a 20. század 100 éve folyamán 0,68 °C-os hőmérséklet-emelkedés detektálható (4. ábra). Hőmérsékletváltozások voltak a földtörténeti múltban (lásd 28. lecke 3. és 6. ábra) és az emberi történelem múltjában is. Közép-Európát tekintve is megfigyelhető a honfoglaláskori, kora középkori klímaoptimum, majd az ezt követő kis jégkorszakok (5. ábra). Hogy az emberi tevékenységnek van-e köze a mostani felmelegedéshez, azt az IPCC modellszámításai alátámasztják. A 6. ábra a földfelszíni és tengerfelszíni várható hőmérséklet-emelkedés mértékét mutatja be az IPCC két éghajlati forgatókönyvére modellezve. A hazánk területére elvégzett modellszámítások szintén melegedést mutatnak, ám e melegedés a Föld átlaghőmérsékletének növekedését meghaladja.

A Föld átlaghőmérsékletének alakulása 1880-tól napjainkig
2. ábra
A földfelszíni hőmérséklet 1901-2012 között megfigyelt változása (IPCC, 2013).
3. ábra
Éves középhőmérsékletek Budapesten (KSH, 2013 http://www.ksh.hu/docs/hun/xftp/idoszaki/fenntartfejl/fenntartfejl12.pdf)
4. ábra
Az évi középhőmérséklet alakulása Közép-Európában 800-1950 között
5. ábra
A földfelszíni és tengerfelszíni várható hőmérséklet-emelkedés mértéke (az 1986-2005 időszak átlagához képest a 2081-2100 időszak (modellezett) átlagát hasonlítva) két éghajlati forgatókönyvre (bal oldali: RCP 2.6, jobboldali: RCP8.5) modellezve (IPCC, 2013). http://www.climatechange2013.org/images/report/WG1AR5_ALL_FINAL.pdf
6. ábra
2. A tenger felszíni vizének felmelegedése

Tanulmányozza a 7. és 8. ábrát, és jegyezze meg a tengervíz hőmérsékletében az elmúlt kb. 150 év alatt bekövetkezett változás mértékét!

A víz nagy fajhője miatt jóval nagyobb hőmennyiséget képes elnyelni és tárolni, mint a levegő (7. ábra). Az éghajlati rendszerben megfigyelt nettó energia növekedés több mint 60%-a a felső óceánvízben (0-700 m), kb. 30%-a a 700 m mélység alatti óceánvízben tárolódik, és csak a maradék 10% jut a légkörre! A tengerek felszíni vize 1860-tól 2000-ig kb. 0,7 °C-kal lett melegebb (8. ábra).

A tengervízben tárolt hőenergia növekedése (IPCC, 2013)
7. ábra
A tengerfelszín hőmérsékletének változása 3 adatközpont alapján
8. ábra
3. A csapadékban bekövetkezett változások
  • Tanulmányozza a 9-12. ábrákat, és fogalmazza meg a csapadékban bekövetkezett múltbeli és a jövőre előrejelzett változásokat!
  • Figyelje meg, a Föld mely területein várható a legnagyobb mértékű csapadéknövekedés és -csökkenés!
  • Keresse ki, hogy miért fog nőni a jövőben a lehullott csapadék mennyisége!

A csapadékviszonyokat tekintve az utóbbi évtizedekben megfigyelhető tendenciák az alábbiak (9. ábra). A magas északi szélességeken az éves csapadékmennyiség nő. A közepes északi szélességeken a téli csapadékmennyiség növekvése figyelhető meg. A szubtrópusok nyári szárazsága északra kitolódott. A félszáraz szubtrópusi területeken több az aszályos időszak. Megfigyelhető az egy alkalommal lehullott csapadék mennyiségének növekedése, emiatt gyakoribbá váltak a hirtelen árvizek. Hazánkban 60-80 mm-nyi csapadék-csökkenés mutatható ki a 20. sz. során (ezen belül is 1967-1994 között száraz időszak volt), a csapadékextrémitások pedig növekedtek a 20. sz. utolsó negyedében (10. ábra). A Föld egészét tekintve a lehullott csapadék mennyisége a melegedő légkör miatti intenzív párolgás miatt a jövőben nőni fog (az IPCC előrejelzései szerint), ám az átlag nagy szélsőségeket takar, és több helyütt a csapadék összmennyiségének csökkenése várható (11. ábra). A csapadék évszakos megoszlásában bekövetkező változások alapján a Föld számos régiójában a mezőgazdaság a nyári aszályos időszak erősödése miatt komoly problémák elé kell nézzen (12. ábra). A hazánkra vonatkozó előrejelzések alapján a nyár és az ősz a mainál szárazabb és melegebb, a tél és tavasz a mainál nedvesebb és enyhébb lesz.

A csapadékmennyiség változása 1901-től napjainkig a Föld egyes régióiban mm/év 25 évenként)
9. ábra
A lehullott csapadék mennyisége Budapesten
10. ábra
A csapadékmennyiségben bekövetkező változások mértéke két éghajlati forgatókönyvre modellezve (IPCC)
11. ábra
A csapadékmennyiség relatív változása (%) a 2071-2100 közti időszakban az 1986-2005-es időszakhoz képest, télen és nyáron (https://www.dkrz.de/Klimaforschung-en/konsortial-en/ipcc-ar5/ergebnisse/niederschlag-en)
12. ábra
4. A jeges területek változásai

Tanulmányozza a 13. ábrát, és fogalmazza meg, hogy milyen tendencia figyelhető meg az Északi-jeges tenger jégtakarójának változásában!

A globális éghajlatváltozást alátámasztó jelenségek leginkább a hideg területekhez kötődnek. A jeges területek olvadása pozitív visszacsatolást okoz: ha csökken a jégtakaró kiterjedése, akkor csökken az albedó, ami nagyobb felmelegedést okoz, emiatt viszont tovább olvad a jégtakaró. Az Északi-Jeges-tenger jégtakarójának kiterjedése és vastagsága is lecsökkent (13. ábra). Sőt, a megfigyelések azt mutatják, hogy ez a csökkenés a vártnál nagyobb mértékű.

Az északi Jeges-tenger jégtakarójának kiterjedése nyáron
13. ábra

Gyűjtse ki és jegyezze meg a szárazföldi jégtakaró kiterjedése csökkenésének megfigyelhető jelenségeit és következményeit! Gyűjtse ki és jegyezze meg, hogy miért okoz problémát a metánhidrát tárolók melegedése!

A szárazföldi jégtakaró kiterjedésének csökkenése is megfigyelhető: csökken a tavak, folyók jégborítása, lecsökken a hóval borított napok száma, a magas hegységekben emelkedik a hóhatár (pl. Svájc: 100-300 m/néhány évtized), visszahúzódnak a gleccserek (1. kép). A gleccserek visszahúzódása miatt a jövőben számos település ivóvízellátása és élelmiszerellátása kerülhet veszélybe. A Tibeti-fennsík gleccsereinek 2/3-a 2050-re eltűnhet. Ezek a gleccserek 7 nagy folyót táplálnak, mely folyók a világnépesség 40%-a számára adnak ivóvizet és öntözési lehetőséget a mezőgazdaságban. A jeges területek változásai kihatnak az élővilágra (pl. jegesmedvék zsákmányszerzése és vándorlása megnehezült, felengedő területeken megváltozik az élővilág), és az infrastrukturális létesítményekre is (pl. a tartós talajfagy csökkenése miatt házak, utak megsüllyednek, csővezetékek stb. veszélybe kerülnek). A talajfagy tartós csökkenése, valamint a Jeges tenger vízhőmérsékletének növekedése további igen jelentős problémát jelent: az arktiszi tengerfenék és a szibériai összefüggő talaj alatti jégtakaró metánhidrát formájában metánt tartalmaz, amely a melegedés miatt felenged, a metán pedig kikerül a légkörbe (lásd 28. lecke 2.2.1. fejezet). Óriási mennyiségről van szó: a légkör jelenlegi metántartalma kb. 5 milliárd tonna, de a kutatások alapján ennek 10-szerese kerülhet ki a légkörbe a metánhidrát készletekből a felmelegedés következtében. Ez nagyon erőteljes mértékben növeli meg az üvegházhatás mértékét! A metán kiáramlása már elkezdődött (2., 3. kép).

Hasonlítsa össze az 1. kép bal és jobb oldali ábráját, és fogalmazza meg a megfigyelt különbséget!

A Muir gleccser (Alaszka) visszahúzódása. A bal oldali kép 1941 augusztusában, a jobb oldali kép 2004 augusztusában készült.
1. kép
Metán kiáramlása a tengerfenéken
2. kép
A kiáramló metán láthatóvá tétele annak meggyújtásával
3. kép

Gyűjtse ki, hogy az Arktisszal ellentétben miért nő az Antarktisz jégtömege!

Az Arktisszal (északi sarkvidék) ellentétben az Antarktisz jégtömege nő. Ennek több oka van. A szárazföldi, igen vastag (átlagosan 2000 m) jégtakaró esetében (a selfjég, azaz a kontinensről a tengerbe nyúló jég kivételével) nincs alulról melegítő hatású víz. Az Antarktiszen az évi középhőmérséklet mínusz 50 °C körüli, azaz ha néhány fokot melegedik a levegő, még nem indul meg az olvadás. A melegebb levegő viszont több vízgőzt tud befogadni, ami miatt több hó esik, azaz vastagszik a jégtakaró. A jégtakaró növekvő tömege miatt azonban a parti részről jégtömbök szakadhatnak le (jégborjadzás).

5. A világtenger szintjének növekedése

Tanulmányozza a 14. és 15. ábrát, és fogalmazza meg a világtenger szintjében bekövetkező változás tendenciáját! Gyűjtse ki, hogy mi okozza a világtenger szintjének emelkedését!

A világtenger szintjére a jeges területeken bekövetkező változások eddig még csak kis hatást jelentettek (de ez már így is számos alacsony fekvésű parti területen, és főleg a lakott korall-szigetek esetében gondokat okozott). A különböző becslések alapján az elmúlt 100 év során néhány cm, esetleg 10-25 cm lehetett a tengerszint emelkedése, de az emelkedés gyorsuló (14. ábra). Ennek legnagyobb része a melegebb víz nagyobb térfogatából adódik, kisebb részt a gleccserek olvadásából. Az Antarktisz egyelőre tengerszint csökkenést okoz, mivel a felmelegedés miatt az óceáni megnövekedett párolgásból az Antarktiszen lehullott csapadék tengerszintet csökkentő hatása nagyobb, mint a jégborjadzásból eredő tengerszint növelés. A tengerszint azonban a vártnál gyorsabban növekedik (15. ábra), emiatt 2100-ra a korábbi 20-60 cm-rel szemben már 60-180 cm-es növekedést is lehetségesnek tartanak.

A világtenger szintjének emelkedése
14. ábra
A világtenger szintjének emelkedése a műholdas mérések alapján (kék) és az IPCC előrejelzése (piros, zöld)
15. ábra
6. Az éghajlatváltozás egyéb hatásai
6.1. Változások a tengeráramlások rendszerében

Elevenítse fel a 28. leckéjének 7. ábráját a tengeráramlásokról! Gyűjtse ki és jegyezze meg, hogy mely tényezők okozhatják a termohalin áramlás meggyengülését ill. leállását!

A légkör felmelegedése nem azt jelenti egyszerűen, hogy egy kicsit melegebb lesz. A "Broecker-féle óceáni szállítószalag" (azaz a tengeráramlások rendszere) az óceánvíz változó hőmérséklete és sótartalma alapján működtetett, azaz termohalin áramlás, melynek éghajlatmódosító hatása (lásd. 28. lecke 7. ábra) is gyengülhet. Legkritikusabb szakasza az Észak-Atlanti térség, ahol kis sótartalom különbség mellett buknak mélybe a vizek. Ezért ha valamilyen édesvíz-utánpótlás felhígítja az óceán vizét, akkor gyengülhet ill. leállhat az áramlás, jelentős éghajlat-változást okozva (ami legutoljára 8200 évvel ezelőtt meg is történt). A sótartalmat a növekvő csapadékmennyiség, a térségbe közvetetten vizet juttató kanadai és szibériai folyók nagyobb vízhozama ill. az arktikus területek szárazföldi jégtakarójának olvadása csökkentheti le. Ez utóbbi a fentiek alapján a globális felmelegedés egyik következménye (lehet).

6.2. Egészségre gyakorolt hatások

Gyűjtse ki és jegyezze meg az éghajlatváltozás emberi egészségre gyakorolt hatásait!

Az egészségre gyakorolt hatások lehetnek közvetlenek és közvetettek is. Direkt hatások az extrém időjárási helyzetek (pl. hőhullám). A közvetett hatások azok a növény- és állatvilágra gyakorolt éghajlati hatások, amelyek az emberi egészségre is hatnak. Ilyen például az allergén növényfajok pollentermelése: ha melegedik az éghajlat, akkor korábban virágozhatnak. Az állati közvetítők által terjesztett betegségek is ide tartoznak: a melegebb időjárás elősegítheti a szaporodásukat (pl. szúnyogok a trópusokon), az enyhébb tél pedig segítheti az áttelelésüket (pl. rágcsálók, kullancsok). A klímaváltozás okozta jelenségek (árvíz, vihar stb.) okozta egészségi hatások különböző sérülések, fertőzések, táplálkozási, pszichológiai stb. hatások formájában mutatkoznak.

6.3. Az éghajlatváltozás hatása a növényekre

Gyűjtse ki és jegyezze meg az éghajlatváltozás növényekre gyakorolt hatásait!

Az éghajlatváltozás különbözőképpen hat az egyes növényekre, azok toleranciájától függően. Mivel növényenként változik az ökológiai környezet egyes elemei (szén-dioxid, hőmérséklet, nedvesség stb.) iránti igény, valamint az azok változására bekövetkezett válasz (tolerancia, adaptáció), így a földrajzi szélességtől is függően egyes mezőgazdasági növényfajták számára kedvező, másoknak kedvezőtlen az éghajlat megváltozása.

Mivel a fafajok migrációja lassú, az erdők nem tudják természetes módon követni a gyors környezeti változásokat (hőmérséklet emelkedés, változás a csapadék mennyiségében és évszakos eloszlásában). Hazánkban a hőmérséklet emelkedés és csapadék csökkenés esetén az erdős sztyepp a zonális erdők rovására terjeszkedne.

Fennáll a veszélye annak is, hogy a globális klímaváltozás egyes ökoszisztémák összeomlását okozhatja.

6.4. A globális éghajlatváltozás hatása hazánk éghajlatára

Gyűjtse ki és jegyezze meg az az éghajlatváltozás jövőbeli feltételezett alakulását hazánkban!

A globális klímaváltozás Magyarország területére vonatkozó modellezéseinek eredményéből az alábbi előrejelzéseket lehet leszűrni. 2050-re a hőmérsékleti becslések (+0,8; +2,8) °C, 2100-ra (+1,3; +5,2) °C tartományba esnek. A modellek nagy része az éves csapadékösszeg növekedését jelzi, az éves változás 2050-re (-1; +7)% között mozog, 2100-ra pedig (-3; +14)% között. Az évszakonkénti csapadékváltozások a telet és a tavaszt a mainál nedvesebbnek becsülik, míg a nyár és az ősz szárazabb lesz. Az éghajlatváltozás felszíni vizekre gyakorolt hatása elsősorban a vízgyűjtőterületen bekövetkezett hőmérséklet- és csapadékváltozásoktól függ. Hazánk esetében éghajlatunk várható melegedése és szárazodása miatt eltolódás lehetséges egy félszáraz, mediterrán jellegű klíma irányába. Így az átlagos évi lefolyás csökkenhet, kisebb tavaink kiszáradhatnak, a mezőgazdaság komoly problémák elé néz. A modellek eredményeit összegezve: az ország éghajlata összességében melegedik és szárazodik. A telek a mainál melegebbek és valamivel csapadékosabbak lesznek, így nő az árvízveszély (vízfolyások vízhozama nőhet). A nyarak a mainál melegebbek és szárazabbak lesznek, azaz megnő az aszályveszély.

Önellenőrző kérdések

1. Sorolja fel a globális éghajlatváltozás jelenségeit!

2. Egészítse ki a mondatokat!

Az elmúlt 130 évben a Föld alsó légkörének átlaghőmérséklete , míg Magyarországon az évi középhőmérséklet . Az elkövetkezendő évtizedekben az átlaghőmérséklet fog.

3. Mondjon 2 példát az emberiség történelméből, amikor a Földön jelentősen változott a hőmérséklet!

4. Jellemezze a tengervizek elmúlt 150 évre jellemző hőmérsékletváltozását!

5. Egészítse ki a mondatokat!

A magas északi szélességeken az éves csapadékmennyiség . A közepes északi szélességeken a téli csapadékmennyiség figyelhető meg. A félszáraz szubtrópusi területeken az aszályos időszak. Az egy alkalommal lehullott csapadék mennyisége , ezért az árvizek . Hazánkban mutatható ki a 20. sz. során.

6. A Föld egészét tekintve hogyan változik a jövőben az összes csapadék mennyisége? Indokolja válaszát!

7. Válassza ki az igaz állításokat!
A jövőben több aszállyal számolhatunk nyáron Magyarországon.
A csapadék mennyisége bizonyos helyeken nőni fog, máshol csökken, így nem lehet megjósolni, hogy globálisan növekedni fog-e az összes csapadék mennyisége.
Magyarországon a téli csapadék mennyiségének növekedése várható.
A Föld azon területeit, ahol a csapadékmennyiség növekedése várható, többnyire óceánok borítják.

8. Milyen tendencia figyelhető meg az Északi-Jeges-tenger jégtakarójának változásában?

9. Sorolja fel a szárazföldi jégtakaró kiterjedésének csökkenését mutató jelenségeket!

10. Sorolja fel, milyen következményekkel jár a szárazföldi jégtakaró kiterjedésének csökkenése!

11. Mért jelent problémát a kiolvadó területeken felszabaduló metán-hidrát?

12. Milyen tendencia figyelhető meg az Antarktisz jégtömege esetében, és miért?

13. Hogyan változik a világtenger szintje? Mi ennek az oka?

4. Rakja sorrendbe a tengerszint emelkedését okozó tényezőket jelentőségük szerint, a legjelentősebbel kezdje!

1.
2.
3.


15. Egészítse ki a mondatokat!

A Broecker-féle óceáni szállítószalag az óceánvíz változó hőmérséklete és alapján működtetett, azaz áramlás. Ez az áramlás gyengülhet, ha az óceán vizét, ezáltal az áramlás éghajlatmódosító hatása .

16. Mondjon 3 példát az éghajlatváltozás emberi egészségre gyakorolt hatásaira!

17. Válassza ki az igaz állításokat!
Minden növényfajra negatívan hat az éghajlatváltozás.
A növények migrációval válaszolnak az éghajlatváltozásra.
Ökológiai katasztrófához vezethet, ha a növényvilág nem képes az éghajlatváltozás ütemének megfelelő gyorsasággal alkalmazkodni.
A mezőgazdasági növényeknek kedvez a klímaváltozás.
Magyarországon az erdők terjedése várható.
18. Egészítse ki a mondatokat!

A globális klímaváltozás hatására Magyarországon főként valamint várható. A valószínűleg csapadékosabb lesz, míg a szárazabb. Az árvízveszély fog. Az aszály veszélye fog.