Szerzők:
Syun Ichi Akasofu, International Arctic Research Center, University of Alaska Fairbanks, USA
Hiroshi L Tanaka, Center for Computational Science, University of Tsukuba, Japan
Kivonat
Ennek a cikknek a tárgya annak bemutatása, hogy az üvegházhatású gázok hőmérséklet-növelő hatása csak ötöde az általánosan elfogadottnak. Ez a következtetés két természetes globális változás azonosításán alapul. Az egyik a kis jégkorszak (Little Ice Age, LIA) utáni közel lineáris hőmérsékletváltozás, a másik pedig a csendes-óceáni (Pacific decadal oscillation, PDO) és az atlanti-óceáni (Atlantic decadal oscillation, AMO) évtizedes periódusú oszcillációk, amelyeket együttesen MDO-nak neveznek.
A LIA 1850 körüli vége után a hőmérséklet-emelkedés üteme megközelítőleg lineáris + 0,3°C/100 év értékkel, míg az MDO 0,2°C-os amplitúdóval, tehát 0,4ºC tartományú ingadozással és 40-60 éves periódusidővel helyezkedik el ezen az egyenesen. A két természetes komponens együttes hőmérséklet-növelése 1975 és 2000 között (amit az IPCC a CO2-nek tulajdonít) 0,47°C; összemérhető az ugyanebben az időszakban megfigyelt 0,5°C-os emelkedéssel.
Így az üvegházhatású gázok hozzájárulása az átlaghőmérséklet növekedéséhez, ha az oszcillációk ingadozásait is figyelembe vesszük, fenti számítás szerint egy negyedszázad alatt átlagosan 0,03 °C, maximum 0,1 °C, nem pedig 0,5 °C. A becslések szerint a hőmérséklet-emelkedés 2000-ről 2100-ra 0,7 °C ± 0,2 °C lesz a LIA (0,3°C) + üvegházhatású gázok (0,4°C) + MDO (± 0,2°C) együttes hatásaként, melyeket összegezve 0,5°C és 0,9°C között várható az átlaghőmérsékletváltozás 2100-ig, feltételezve, hogy az üvegházhatású gázok jelenlegi termelési sebessége megmarad.
Kulcsszavak:
természetes összetevők, kis jégkorszak, Pacific decadal oscillation, Atlantic decadal oscillation, üvegházhatású gázok.
1, Bevezetés
A mért hőmérséklet-változással jellemzett éghajlatváltozás egyaránt áll természetes és mesterséges összetevőkből (üvegházhatású gázok, stb.). Így az ember alkotta komponens pontos becsléséhez azonosítani és meghatározni kell a természetes összetevőt, és azt ki kell vonni a megfigyelt változásból. Ez a folyamat döntő fontosságú az antropogén komponens azonosításában, és így az üvegházhatású gázok jövőbeli hatásának előrejelzésében. Jelenleg azt feltételezik, hogy a globális hőmérséklet megfigyelt növekedését nagyrészt az üvegházhatású gázok okozzák, a természetes összetevő levonása nélkül. Az 1. ábra a globális hőmérséklet-változásokat mutatja 1850 és 2010 között. Az IPCC a múlt század utolsó felében, különösen az 1975-től 2000-ig bekövetkezett hőmérséklet-emelkedést „nagy valószínűséggel” az üvegházhatású gázok által okozott felmelegedésnek tulajdonította (IPCC 2007). Ez az állítás és a növekedés mértéke azóta számos számítógépes szimulációs tanulmány alapján a jövőbeli hőmérsékletek előrejelzésének alapjává vált. Az 1. ábrán az is megfigyelhető, hogy 1910-től 1940-ig hasonló emelkedés volt tapasztalható, majd 1975-ig enyhe csökkenés következett be. A modellek nem adtak egyértelmű magyarázat ezekre a változásokra; nehéz megmagyarázni őket az üvegházhatású gázok növekvő tendenciájával, mert 1946-tól gyorsan kezdett növekedni a széndioxid-kibocsátás.
Továbbá, az 1. ábrán használt alapvonal úgy lett megválasztva, hogy kiemeljék a hőmérséklet 1975 utáni gyors emelkedését, nem pedig az időszak átlaghőmérsékletét. Ebben a cikkben arra mutatunk rá, hogy az 1975 és 2000 közötti, valamint az 1910 és 1940 közötti hőmérséklet-emelkedés főként két kiemelkedő természeti összetevő együttes eredménye. Az első az 1850 (kis jégkorszak, Little Ice Age, LIA) utáni közel lineáris emelkedés, amint az a 2. ábrán látható. Ezt a 2. fejezet tárgyalja. A második egy félperiodikus természeti komponens, amely a lineáris komponensre szuperponálódik, amely magában foglalja úgy a csendes-óceáni dekádos oszcillációt (Pacific Decadal Oscillation PDO) mint az atlanti-óceáni multi-dekádos oszcillációt (Atlantic Multi-Decadal Oscillation, AMO)[1], mely oszcillációkat összegezve MDO-nak neveznek; lásd még a 3. fejezetet.
A két változást a 2. illetve a 3. fejezet tárgyalja. Emiatt érdemes áttekinteni az elmúlt 400 000 év hőmérsékleti változásait, hiszen gyakorlatilag minden 1850 előtti hőmérséklet-változás nagyrészt természetes változásnak tekinthető, bár az ipari forradalom már elkezdődött 1850 előtt. A 2. ábra a hőmérséklet változásait mutatja az elmúlt 400 000 év vonatkozásában (Muller és MacDonald, 2002). A négy nagy jégkorszak (Great Ice Ages , GIA) utáni hőmérséklet-változások két kibővített időskálával vannak ábrázolva, az adatokat grönlandi GISP 2 Ice Core (jégmag) projekt, és a fa évgyűrűmérések szolgáltatják. A GISP 2 adatbázis a hőmérséklet fokozatos csökkenését mutatja az utolsó GIA után. A fa évgyűrű – O18 módszerrel meghatározott – adatokat a GISP2 adatok utolsó részében találjuk meg.
A múltbeli feljegyzések ilyen összeállításából nyilvánvaló, hogy mindig vannak folyamatban lévő természetes változások, így a természetes összetevő mindig jelen van. Sajnos azonban ezek okai nem ismertek, kivéve, ha a Milankovics-elmélet részben képes megmagyarázni a GIA-kat. Itt két olyan természetes összetevő azonosítására teszünk kísérletet, amelyek valószínűleg hatással vannak a jelenben és a jövőben is fennmaradhatnak.
2, Hőmérsékletváltozás a kis jégkorszak (LIA) után
Meglehetősen bizonyos, hogy a LIA jelen volt és körülbelül 600 évig tartott a GISP2 és a 2. ábrán látható fa évgyűrű adatok alapján. [Közzétevő: a geológusok ezt az időszakot több részre bontják, lásd Dalton- és Maunder-minimum.] A LIA körülbelül 1850-ben ért véget, és ezt követően a hőmérséklet emelkedni kezdett. Egy nemrégiben megjelent cikkben Gebbie és Huybers kimutatta[2], hogy a lineáris növekedés 1850 körül kezdődött. A hőmérséklet 1850 utáni emelkedését további adatsorok is megerősítették[3]:
- Fa évgyűrű adatok – világszerte
- Gleccser kiterjedés adatok (Alaszka, Grönland, Alpok, Új-Zéland, Himalája, Afrika, Dél-Amerika)
- tengerszint adatok – beleértve a déli félteke adatait és a műholdas adatokat,
- Fagyás és olvadás adatok – számos folyó és tó a világon,
- Mg/Ca analízis adatok (Mexikói-öböl)
- Cseresznyevirágzás adatok (Japán)
A LIA, az utolsó hosszú lehűlési periódus okai nem teljesen ismertek. Ezekről azonban többféle elképzelés létezik, mint például a nap aktivitás változásai.[4] Muscheler a nap éghajlatra gyakorolt hatását a kozmikus sugárzás változásai alapján mutatta be (14C és 16Be alapján), beleértve a LIA utáni időszakot is. Eredményüket a 3. ábra mutatja. Ez a függvény hasonló változást mutat, mint a fenti fa-évgyűrű adatokból levezetett hőmérséklet-változás (2. ábra); a LIA-ról lásd még Hannibal legutóbbi tanulmányát[5]. A LIA alatt és után bekövetkező hőmérséklet-változások néhány fontos jellemzője:
I. Úgy a LIA, mind a LIA utáni közel lineáris változás világjelenség.
II. Bryant (1997) statisztikailag kimutatta, hogy a hőmérséklet emelkedése körülbelül 1850-ről 2000-re első közelítésként lineáris, nagy megbízhatósági szinttel; 4. ábra.
III. Az ipari forradalom valamivel 1800 előtt kezdődött, de a CO2 szint akkoriban meglehetősen alacsony volt 1946-ig (amikor rohamosan növekedni kezdett), így nem lehet a CO2-nek tulajdonítani a csaknem lineáris hőmérséklet-emelkedést.
IV. A közel lineáris hőmérséklet-emelkedés üteme 1850-ről 2000-re kb. 0,3°C/100 év, így 1975 és 2000 között kb. 0,07°C/25 év.
1. ábra Hőmérsékletváltozások 1850 és 2010 között (IPCC)
Vegyük figyelembe, hogy a választott alapvonal nem a jelzett időszak átlagértéke!
2. ábra A hőmérséklet változásai az elmúlt 400 000 évben. A 400 000 év során bekövetkezett változásokat az alapvonal alatti kék árnyalat és az afölötti piros árnyalat mutatja.[16] A második a grönlandi GISP2 Ice Core Project rekord (jégmag projekt adatok). Az utolsó a fa évgyűrű adatok.[17] Figyeljünk arra, hogy a GISP2 adatok megegyeznek a fa évgyűrű adatokkal, piros szaggatott vonal).
3. ábra Kozmikus sugárzás adatok 10Be és 12C 1000 és 2000 közötti változása alapján.[4]
4. ábra A hőmérséklet-változás közel lineáris 1840 és 2000 között.[16]
3, Kvázi periodikus változások: MDO (PDO és AMO)
A 2. szakaszban tárgyalt csaknem lineáris emelkedésen kívül félperiodikus változásokat is tapasztalunk. Az MDO oszcillációk valószínűleg természetes változások, mivel nem valószínű, hogy az üvegházhatású gázok periodikus változásokat mutatnak. Így ezeket le kell vonni a múltban megfigyelt hőmérséklet-változásból az üvegházhatású gázok hatásának becslésénél. Valójában, amint azt a következőkben tárgyaljuk, valószínűleg ez a 20. századi hiatus (megtorpanás) fő oka. Az 5. ábra a Wu Z[6] által végzett változások spektrális analízisét mutatja. Wu tanulmánya azt mutatja, hogy az MDO-hoz tartozó amplitúdó nagyjából 0,2 °C, és a periódus idő körülbelül 40-60 év; vegyük figyelembe, hogy mivel más félperiodikus változások is jelen vannak, ezek az értékek csak hozzávetőlegesek.
A tanulmány alapján az MDO hozzájárulása 1975 és 2000 között megközelítőleg 0,4°C; figyeljünk rá továbbá, hogy az MDO 2000-ben érte el a csúcsát, a minimuma pedig 1950 körül volt. Wu Z eredményei megerősítik, hogy az 1950 és 2000, valamint az 1910 és 1940 közötti emelkedés, félperiodikus változás. Így az 1975 és 2000 közötti hőmérséklet-emelkedés nem volt különösebben abnormális, hiszen nagyon hasonló volt ehhez az 1910 és 1940 között tapasztalt hasonló növekedés; jóllehet az IPCC azt állította, hogy az emelkedést „nagy valószínűséggel” az üvegházhatású gázok okozzák.[7]
Mantua és Hare megemlíti, hogy az PDO 1600-ig visszavezethető (fakéreg és korall), a kiváltó mechanizmus és a variabilitásának oka (15-25 és 50-70 éves periodicitása) nem tisztázott. Magyarázatukra több, egymásnak részben ellentmondó elmélet született. A PDO szerkezetét az egyenlítő mentén a Csendes-óceán keleti része feletti meleg SST anomália ékalakja jellemezheti, amelyhez a hideg SST anomália társul az ék alakját közrefogva a középső szélességi fokokon.
[SST: Sea surface temperature, tenger felszín hőmérséklet.]
Az anomália hasonló a La-Nino mintázathoz, de az időskála több évtizedes oszcillációt mutatva sokkal hosszabb. A PDO-index az 1925 és 1945 közötti időszakban, valamint 1975 és 2000 között is pozitív, 1945 és 1975 között, valamint 2000 és 2014 között negatív volt. Az index pozitív volt 2014 és 2019 között a 2015-ös markáns El-Nino után, de 2020-ban átfordult negatívba.
Az PDO-ra adott légköri válasz hasonló az El-Ninohoz, amennyiben a globális léptékű felmelegedés, ill. lehűlés a pozitív, ill. negatív indexnél következik be.
5. ábra A hőmérséklet-változások spektrális elemzése 1860 és 2010 között Wu szerint.[6] Úgy a közel lineáris, mind a periodikus változások is felismerhetők.
Tanaka és Tamura az MDO variabilitását vizsgálta a Japán Meteorológiai Hivatal JRA-55 adatainak segítségével. Azt találták, hogy az északi féltekén az átlagos bolygóalbedó időbeli változása 1958 és 2012 között az MDO-val egy fázisban van. Az albedó a minimum 0,319 W/m2-től a maximum 0,326 W/m2-ig terjed. A változási tartomány a bolygóalbedó átlagértékének körülbelül 1%-a. A bolygóalbedó 1%-os változása 4 W/m2 sugárzási kényszert (radiative forcing) jelent az erős, 341 W/m2-es átlagos napsugárzás miatt.Továbbá, mivel a bolygóalbedó hosszú távú változékonysága függhet az adatfeldolgozási módszertől, ugyanazt az elemzést megismételték az ERA-Interim segítségével, és ugyanazt a multidekádos variabilitást találták. A bolygóalbedó időbeli változását Pallé műhold-megfigyelésekkel is összehasonlította.[9]
Az eredmény tehát abból a szempontból érdekes, hogy a bolygóalbedó változása lehet az egyik lehetséges oka a globális átlaghőmérséklet multidekádos variabilitásának, és így a bolygóalbedó okozta változékonyság is a természetes változás bizonyítékának tekinthető. Eredményüket a 6. ábra mutatja.
Látható, hogy az 1975 és 2000 közötti gyors felmelegedési trend mintegy fele az albedó változásával (természetes változékonysággal) magyarázható.
6. ábra Az északi félteke középhőmérsékletének több évtizedes multidekádos variabilitása (kék) az albedó változása miatt, feltehetőleg a LIA-ból való kilábalás következtében 1900 és 2020 között várható lineáris trendre szuperponálva (piros). Az 1958 utáni nyilak az albedó változása miatti sugárzási kényszert mutatják.[8]
7. ábra A globális atmoszféra-hőmérséklet (UAH, MSU) és a légköri CO2 (Mauna Loa).[10]
8. ábra Számos szimuláció eredményének összehasonlítása a megfigyelt változásokkal. [12]
A fenti elemzések különböző bizonytalanságai ellenére itt az a döntő, hogy a közel lineáris hőmérséklet-emelkedési trend (0,07°) és az MDO (0,4°C, azaz a 0,2°C amplitúdó kétszerese]) 1975 és 2000 között összevethető az ugyanezen időszak között megfigyelt hőmérséklet-emelkedéssel (0,5°C). A megfigyelések és elemzések pontosságán belül tehát kijelenthető, hogy az üvegházhatású gázok okozta hőmérséklet-emelkedés sokkal kisebb, mint a két természetes változás 1975 és 2000 közötti együttes emelkedése, 0,5 helyett 0,03°C. °C.A fenti következtetés a 7. ábra adataival tesztelhető, amely a legutóbbi műhold hőmérsékleti adatokat mutatja 2018-ig (UAH és MSU; Humlum,10 a Mauna Loa CO2 adataival együtt. Látható, hogy az 1975 és 2000 között megfigyelt hőmérsékletemelkedési sebesség (0,5°C/25 év) nem folytatódott (lásd a szaggatott vonalat), annak ellenére, hogy a CO2 mennyisége még mindig rohamosan növekszik.A hőmérséklet-emelkedés 200 és 2018 között legfeljebb 0,1°C, amint az előző részből is látható. Itt is megmutathatjuk, hogy a megfigyeltek alapján az üvegházhatású gázok hatása csak egyötöde az IPCC által elfogadottnak. A 7. ábra alapján feltételezhető, hogy az üvegházhatású gázok hőmérséklet-növelő hatása 1975 és 2000 között valamivel több, mint 0,2°C/100 ppm, nem pedig 1,0°C/100 ppm, ha feltételezzük, hogy a hőmérséklet-emelkedést az üvegházhatású gázok okozzák.Másrészt, a Had CRUT4 modellen alapuló TRAC modell 0.5°C/100 ppm arányosságból indul ki.[11] Ezért a múltban túlbecsülték az üvegházhatású gázok hőmérséklet-növelő hatását. A 8. ábra jól mutatja ezt a tényt.[12],[13] Így a legtöbb, hamis premisszákból kiinduló tanulmány átlagosan 0,4°C-ra, sőt, helyenként 1,2°C-nál is jóval magasabbra becsülte az üvegházhatású gázok hőmérséklet-nővelő hatását 2000 és 2020 között a megfigyelt 0,1°C helyett.
LIA +0,3°C
üvegházhatású gázok +0,4°C
MDO ± 0,2°,
[Közzétevő: Ha a legalacsonyabb esetet, azaz a 0,5 °C emelkedést vesszük figyelembe, az azt jelentené, hogy nyolcvan év múlva a fél fokos emelkedés 80 %-át adnák az ÜH gázok. Ha a másik végletet, a 09 °C-ot nézzük, akkor az ÜH gázok ehhez 44 %-ban járulnának hozzá.
Egy biztos. Pánikra, gazdaságromboló, az eredmények vonatkozásában több mint kétséges éghajlatvédelmi intézkedések hozatalára egyik esetben sincs okunk. (Ami természetesen nem azt jelenti, hogy ne bánjunk takarékosan erőforrásainkkal.) Az IPCC pánikkeltése, és ebből kifolyólag a nemzetgazdaságok tönkretétele csak akkor működhetne, ha a természetes tényezőket figyelmen kívül hagynánk.]
Bár a két természetes változás okai nem ismertek, így szimulációs vizsgálatokban nem programozhatók, létezésüket nem szabad figyelmen kívül hagyni.[18]
A 2100-as hőmérséklet előrejelzésénél a minimum az volna, hogy ezek várható jövőbeni hatásait megemlítsék, mert 2100-ban mindkettő jelen lehet. Tanulmányunk első szakaszai alapján várható a hőmérséklet-emelkedés megtorpanása (hiatus), mert az MDO a 2000-es csúcsot követően hanyatló szakaszba lép. Hogy milyen fontos az MDO szerepe, mutatja az 1940-1975-ös időszak megtorpanása. (2. ábra)
Hivatkozások
[1] Trenberth KE, JT Fasullo. Látható szünet a globális felmelegedésben? Earth’s Future. 2013;1:19D-32D.
[2] Gebbie G. P Huybers. A kis jégkorszak és a 20. századi mély Csendes-óceán lehűlése, Science. 2019;363;70–74.
[3] Akasofu SI. A kis jégkorszakból való kilábalásról. Natural Science. 2010;2:1211–1224.
[4] Muscheler RF, Joes J, Beer MS et al. Az elmúlt 1000 év naptevékenysége a radionuklid rekordokból következtetve. Quaternary Science Reviews. 2007;26:2682–2892.
[5] Hannibal ME. Tanulságok a kis jégkorszakból, Science. 2019; 363:460.
[6] Wu Z, NE Huang, SR Long és mtsai. A nemlineáris és nemstacionárius idősorok trendjéről, trendjéről és változékonyságáról, Proceeding of National Academy of Sciences, USA. 2007;104:14889-14894.2007.
[7] Mantua N, SR Hare. A csendes-óceáni évtizedes oszcilláció. J Oceanography. 2002;58:35-44.2002.
[8] Tanaka HL, M Tamura. A sarkvidéki oszcilláció és a felszíni levegő hőmérséklete közötti kapcsolat több évtizedes időskálában. Polar Science. 2016.
[9] Pallé E, P Montañés-Rodriguez, PR Goode et al. A rövidhullámú éghajlati változások többadatos összehasonlítása, Geophys Res Lett. 2005;32;L21702.
[10] Humlum O. Climate4you frissítés. 2018.
[11] Doiron HH. Javaslatok a Trump Átmeneti Csapatnak, amely a Környezetvédelmi Ügynökség (EPA) teendőit vizsgálja: Report of The Right Climate Stuff Research Team. 2018;22.
[12] Christy JR. Tanúvallomás az amerikai képviselőház tudományos bizottsága előtt. Space and Technology. 2017.
[13] . Muller RA, GJ MacDonald. Jégkorszakok és csillagászati okok: Adatok, spektrális elemzés és mechanizmusok. Springer. 2002
[14] https://tallbloke.files.wordpress.com//2011/09/albedo.png,2005.
[15] IPCC: Climate Change 2007: Összesítő jelentés. Az I., II. és III. munkacsoport hozzájárulása az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület negyedik értékelő jelentéséhez. 2007.
[16] Bryant E. Klímafolyamat és változás. Cambridge University Press. 1997;269.
[17] Esper JER. Cook, FH Schweingruber. Alacsony frekvenciájú jelek hosszú fagyűrűs kronológiákban a múltbeli hőmérsékleti ingadozás rekonstruálására. Science. 2002; 295:2250.
[18] Jones PD. RS Bradley. Klímaváltozások a legrégebb óta tartó műszeres adatrögzítéseken. IN Climate 1500 óta, Routledge, London. 1992:246–268.
Kommentárunk:
Zseniálisan egyszerű, logikus, követhető, közérthető.
Maximum annyit lehetne szóvá tenni, hogy az ismert mérési bizonytalanságok miatt nincs értelme századfokokkal számolni, dehát sokszor a pánikkeltő oldal kényszerít minket erre is. Az írást 2021 augusztusában publikálták először.
2022. április
Közzéteszi:
Király József
okl. vegyészmérnök
| Tetszett a cikk? Amennyiben igen, fejezze ki tetszését a Reális Zöldek Klub társadalami szervezet részére juttatott támogatásával 300 Ft értékben. Bankszámlaszámunk: 11702036-20584151(OTP) A Fővárosi Bíróság végzése a társadalmi szervezet nyilvántartásba vételéről itt található. |
