A LÉGKÖRI SZÉN-DIOXID ÉS AZ ÉGHAJLAT KÖLCSÖNHATÁSA

Átírás

1 A LÉGKÖRI SZÉN-DIOXID ÉS AZ ÉGHAJLAT KÖLCSÖNHATÁSA

2 CH 4 CFC CO 2 O o C N 2 O H 2 O

3 1824: Jean-Baptist Fourier az üvegházhatás felismerése 1859: John Tyndall a vízgőz és a szén-dioxid meghatározó szerepének felismerése CH 4 CFC 1896: Svante Arrhenius az eljegesedéseket okozhatta az üvegházhatás gyengülése; az ember éghajlatváltozást okozhat CO 2 O : G. S. Callendar az első számítások az emberi hatás becslésére +14 o C H 2 O N 2 O 1967: S. Manabe - R. Wetherald az üvegházhatás korszerű elmélete

4 ÜVEGHÁZHATÁSÚ GÁZOK Vízgőz (H 2 O) 0,005-4% Szén-dioxid (CO 2 ) 378 ppm Metán (CH 4 ) 1,75 ppm Dinitrogén-oxid (N 2 O) 0,32 ppm Ózon (O 3 ) 0,01-0,1 ppm Halogéntartalmú anyagok <0,002 ppm < 0,04% 1 ppm = 0,0001%

5 Charles D. Keeling ( )

6 koncentráció sugárázsi kényszer (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

7 A számottevő antropogén kibocsátás előtt (18. szd. közepe) Energetikai (sugárzási) kényszer +2,78 W/m 2 Jövőbeni egyensúly magasabb hőmérséklet mellett E be = E ki E be > E ki E be = E ki CO 2 N 2 O CO 2 CFC N 2 O CO 2 CFC N 2 O CH 4 H 2 O O 3 CH 4 H 2 O O 3 CH 4 H 2 O O 3 T 0 T 0 T 0 + ΔT

8

9 A sugárzási kényszer megoszlása az üvegházhatású gázok között trop. O 3 halogéntartalmú vegyületek 12% 13% N 2 O 5% 53% CO 2 17% CH 4 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

10 K-puszta június június 30.

11 Hegyhátsál március 2.

12 ppm/év ppm korrelációs együttható KPU havi átlag KPU simított KPU trend HHS havi átlag HHS simított HHS trend globális háttér K-puszta/Hegyhátsál SOI El Niño időszak Point Barrow Mauna Loa mbl KPU+HHS Mauna Loa késleltetés (hónap) Point Barrow mbl Az El Niño / Déli Oszcilláció (ENSO) hatása a légkör szén-dioxid koncentrációjára

13 ppm ppm január március május óra A szén-dioxid koncentráció napi menete július szeptember november A szén-dioxid koncentráció napi amplitúdójának időbeli menete, a maximumok trendje

14 m y = (x ) R 2 = A nyári (június-augusztus) éjszakai (3 UTC) átlagos határrétegvastagság alakulása Hegyhátsál felett (az ECMWF adatai alapján)

15 ppm A szén-dioxid koncentráció évi menetének alakulása 36.5 ppm 28.7 ppm / 0,78 ppm/év aszimetrikus változás

16 nap CO 2 -hiányos időszak Hegyhátsál (tavasz) Hegyhátsál (ősz) Változik az évi menet alakja A relativan CO 2 -hiányos időszak hossza nő kb. 1 nap/év Nő a vegetációs időszak hossza?

17 A csökkenő évi amplitúdó lehetséges okai: csökkenő antropogén kibocsátás Magyarországon és a környező országokban az antropogén CO 2 kibocsátás lényegében nem változott 1994 és 2004 között csökkenő téli légköri stabilitás nincs jele csökkenő nettó bioszferikus CO 2 -felvétel a nyári hónapokban

18 ppm tél: ősz: évi: tavasz: nyár: 1.91 ppm/év 1.78 ppm/év 1.85 ppm/év 1.53 ppm/év 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

19 g C/m 2 /h kissé növekvő szén-dioxid felvétel márciusban a vegetációs időszak kezdetének előbbre húzódása áprilisban nincs változás csökkenő széndioxid felvétel májustól augusztusig (különösen a nyár második felében [július-augusztus]) márc ápr máj jún júl aug -0.5 nappali órák (08-16 h LST) NEE

20 NEE (g C/m 2 /yr) nem volt mérés Farkasfa március-október csapadék (mm) átlag átlag Farkasfa március-október hőmérséklet ( o C) Haszpra et al., 2005: Long term tall tower carbon dioxide flux monitoring over an area of mixed vegetation. Agricultural and Forest Meteorology 132,

21 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

22 1999.tél 1999.tavasz 1999.nyár 1999.ősz 2000.tél 2000.tavasz 2000.nyár 2000.IV.né. g C/m 2 /negyedév BIOME-BGC folyamat orientált ökológiai rendszer modell modell mérés

23 NEE (g C/m 2 /yr) nem volt mérés Farkasfa március-október csapadék (mm) átlag átlag Farkasfa március-október hőmérséklet ( o C)

24 Néhány következtetés: a légköri CO 2 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 széndioxid nyelővé vált természetes viszonyok között bebizonyosodott, hogy az éghajlat melegebbé és szárazabbá válásával a bioszfératalaj rendszer nettó szén-dioxid nyelőből nettó széndioxid forrássá válhat