A LÉGKÖRI SZÉN-DIOXID ÉS AZ

ÉGHAJLAT KÖLCSÖNHATÁSA

CO2

CH4

H2O

CFC

N2O

O3

--1919ooCC +14+14ooCC

CO2

CH4

H2O

CFC

N2O

O3

+14+14ooCC

1824: Jean-Baptist Fourier

az üvegházhatás felismerése

1859: John Tyndall

a vízgőz és a szén-dioxid

meghatározó szerepének

felismerése

1896: Svante Arrhenius

az eljegesedéseket

okozhatta az üvegházhatás

gyengülése; az ember

éghajlatváltozást okozhat

1938: G. S. Callendar

az első számítások az

emberi hatás becslésére

1967: S. Manabe - R. Wetherald

az üvegházhatás korszerű

elmélete

ÜVEGHÁZHATÁSÚ GÁZOK

1 ppm = 0,0001%

• Szén-dioxid (CO2) 378 ppm

• Metán (CH4) 1,75 ppm

• Dinitrogén-oxid (N2O) 0,32 ppm

• Ózon (O3) 0,01-0,1 ppm

• Halogéntartalmú

anyagok <0,002 ppm

• Vízgőz (H2O) 0,005 - 4%

< 0,04%

Charles D. Keeling (1928-2005)

ko

nc

en

trá

ció

su

gárá

zsi kén

yszer

(W/m

2)

szén-dioxid

~280 ppm → 380 ppm

+35%

metán

~700 ppb → 1750 ppb

+150%

dinitrogén-oxid

~265 ppb → 318 ppb

+20%

Forrás: IPCC, 2001: Climate Change 2001: The Scientific

Basis. Contribution of Working Group I to the Third

Assessment Report of the Intergovernmental Panel on

Climate Change

CO2

CH4

H2O

N2O

O3

T0

Ebe

= Eki

A számottevő

antropogén

kibocsátás előtt

(18. szd. közepe)

CO2

CH4

H2O

CFC N2O

O3

T0

Ebe

> Eki

Energetikai

(sugárzási)

kényszer

+2,78 W/m2

CO2

CH4

H2O

CFC N2O

O3

T0 + ΔT

Ebe

= Eki

Jövőbeni egyensúly

magasabb

hőmérséklet mellett

CO2 53%

CH4

17%

N2O 5%

trop. O3

halogén-

tartalmú

vegyületek 12%

13%

Forrás: IPCC, 2001: Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of Working Group I to the Third

Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change

A sugárzási kényszer megoszlása az üvegházhatású gázok között

K-puszta 1981. június 5. — 1999. június 30.

Hegyhátsál 1993. március 2.

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

-30 -20 -10 0 10 20 30

késleltetés (hónap)

ko

rrelá

ció

s e

gyü

tth

ató

KPU+HHS Point BarrowMauna Loa mbl

320

340

360

380

400

420

1980 1985 1990 1995 2000 2005

pp

mKPU havi átlag

KPU simított

KPU trend

HHS havi átlag

HHS simított

HHS trend

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

1980 1985 1990 1995 2000 2005

pp

m/é

v

K-puszta/Hegyhátsál SOI El Niño időszak

Point Barrow Mauna Loa mbl

Az El Niño / Déli Oszcilláció

(ENSO) hatása a légkör

szén-dioxid

koncentrációjára

globális háttér

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

0 4 8 12 16 20 24

óra

pp

m

január

március

május

július

szeptember

november

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

ppm

A szén-dioxid

koncentráció napi

menete

A szén-dioxid koncentráció

napi amplitúdójának időbeli

menete, a maximumok trendje

y = 4.8124 (x - 1994) + 78.078

R2 = 0.427

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

m

A nyári (június-augusztus) éjszakai (3 UTC) átlagos határréteg-

vastagság alakulása Hegyhátsál felett

(az ECMWF adatai alapján)

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006

ppm

A szén-dioxid koncentráció évi menetének alakulása

36.5 ppm → 28.7 ppm / 0,78 ppm/év

aszimetrikus változás

0

61

122

183

244

305

366

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

nap Hegyhátsál (tavasz)

Hegyhátsál (ősz)

CO2-hiányos időszak

Változik az évi menet alakja

A relativan CO2-hiányos időszak hossza nő – kb. 1 nap/év

Nő a vegetációs időszak hossza?

A csökkenő évi amplitúdó lehetséges okai:

• csökkenő antropogén kibocsátás

Magyarországon és a környező országokban az

antropogén CO2 kibocsátás lényegében nem változott

1994 és 2004 között

nincs jele

• csökkenő téli légköri stabilitás

• csökkenő nettó bioszferikus CO2-felvétel a nyári

hónapokban

340

350

360

370

380

390

400

1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006

pp

m

tél: 1.91 ppm/év

ősz: 1.78 ppm/év évi: 1.85 ppm/év tavasz: 1.53 ppm/év

nyár: 2.17 ppm/év

gl.háttér: 1.82 ppm/év

átlagosnál lassabb növekedés tavasszal (március-május),

átlagosnál gyorsabb növekedés nyáron (június-augusztus)

jelzi a vegetációs időszak korábbi kezdetét vagy az intenzívebb

bioszferikus szén-dioxid felvételt

jelzi a csökkenő nyári bioszferikus szén-dioxid felvételt

kissé növekvő szén-dioxid felvétel

márciusban → a vegetációs időszak

kezdetének előbbre húzódása

áprilisban nincs változás

csökkenő szén-

dioxid felvétel

májustól

augusztusig

(különösen a nyár

második felében

[július-augusztus])

nappali órák (08-16 h LST) NEE -0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

0.1

1996 1998 2000 2002 2004 g

C/m

2 /h

márc

ápr

máj

jún

júl

aug

-150

-100

-50

0

50

100

NE

E (

g C

/m2/y

r)

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

12

14

16 Fark

as

fa

márc

ius-o

któ

ber

hő

mérs

ékle

t (oC

)

400

500

600

700

800

Fark

asfa

márc

ius-o

któ

ber

csap

ad

ék (

mm

)

1960-1990 átlag

1960-1990 átlag

Haszpra et al., 2005: Long

term tall tower carbon dioxide

flux monitoring over an area of

mixed vegetation. Agricultural

and Forest Meteorology 132,

58-77.

ne

m v

olt m

éré

s

Forrás: IPCC, 2001: Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution of Working Group I to the Third

Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change

BIOME-BGC folyamat orientált ökológiai rendszer modell

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

1999.t

él

1999.t

avasz

1999.n

yár

1999.ő

sz

2000.t

él

2000.t

avasz

2000.n

yár

2000.I

V.n

é.

g C

/m2/n

eg

ye

dé

v

modell mérés

-150

-100

-50

0

50

100

NE

E (

g C

/m2/y

r)

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

12

14

16 Fark

as

fa

márc

ius-o

któ

ber

hő

mérs

ékle

t (oC

)

400

500

600

700

800

Fark

asfa

márc

ius-o

któ

ber

csap

ad

ék (

mm

)

1960-1990 átlag

1960-1990 átlag

ne

m v

olt m

éré

s

Néhány következtetés:

• a légköri CO2 koncentráció rövid távú ingadozása

indikátora lehet a regionális éghajlat ingadozásának

• a fokozatosan melegebbé és szárazabbá váló vegetációs

időszak az 1990-es évek végétől 2003-ig egyre

csökkentette a bioszféra szén-dioxid felvételét, amely

2003-ra nettó szén-dioxid forrássá vált

• a hűvösebb és csapadékosabb (átlaghoz közeli) időjárás

visszatértével 2004-ben és 2005-ben ismét nettó szén-

dioxid nyelővé vált

• természetes viszonyok között bebizonyosodott, hogy az

éghajlat melegebbé és szárazabbá válásával a bioszféra-

talaj rendszer nettó szén-dioxid nyelőből nettó szén-

dioxid forrássá válhat