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.