AZ EURÓPAI ÉGHAJLAT VÁLTOZÁSÁNAK FŐ IRÁNYAI* (* A mediterrán térség éghajlata a 2010-es években c. előadás szerkesztett változata, mely elhangzott az MTA Társadalomkutató Központjának Délkelet-európai éghajlatváltozások hatásai című konferenciáján 2006. március 21.-én) Zágoni Miklós Ahhoz, hogy a Balkán, illetve a mediterrán térség éghajlatát, valamint várható változásait megértsük, először nagyon röviden célszerű áttekinteni az egész északi félgömb éghajlatának működtető mechanizmusait. A földi éghajlati rendszer meghatározó tényezője a trópusi hőtöbblet. Ez az egységnyi felületre jutó bejövő napfény többletét jelenti a magasabb földrajzi szélességekhez (leginkább a pólusok vidékéhez) képest. Oka, mint az jól ismert, a Föld forgástengelyének ferdesége (23.5 -os szögeltérése az Ekliptika síkjára emelt függőlegestől), lásd 1. ábra. 1. ábra. A bejövő sugárzás egyenlőtlen meridionális eloszlása A trópusokon keletkező hőtöbbletnek a termodinamika alaptörvényei szerint szét kell osztódnia, el kell terjednie a kevésbé meleg területekre. Az ebből és még néhány más fizikai mennyiségnek (pl. impulzusmomentum, forgásmennyiség) a trópusok táján megmutatkozó többletéből származó eme hajtóerő az éghajlati rendszer működésének motorja (2. ábra).
2. ábra. Az egységnyi földfelszínre jutó napenergia mennyisége Az Egyenlítő mentén felmelegedő, ezért kitáguló és felszálló forró trópusi levegő a magasban elindul a pólusok felé, (az északi féltekét vizsgálva) eljut a 30. szélességi kör közelébe, s leszáll a Szahara térségében, hatalmas szárazságot okozva ott. A talajközeli levegő egy része visszaindul az Egyenlítő felé, majd ott ismét felmelegszik és felszáll ezt a zárt ciklust nevezik Hadley-cellának, vagy Hadley-cirkulációnak (3., 4. ábra). Azt mondhatjuk, hogy az éghajlati rendszer működésében ez a hő-transzfer játssza az áttételi mechanizmus, a gépszíj szerepét. 3. ábra. A Hadley-cirkuláció
4. ábra. A Hadley-cirkuláció zártcellás ábrázolásban Anélkül, hogy a részletekbe mennénk, megemlítjük, hogy a Hadley-cella leszálló ága után a levegő már nem tud kialakítani még egy zártcellás cirkulációt. A szubtrópus és a mérsékelt öv között (kb. a 30. és a 60. szélességi körök közötti tartományban) nem találunk egy újabb egyszerű cellát, hanem itt beléptünk a turbulens zónába. Mint neve is mutatja, itt a mérséklet övi ciklonok az energia-, az impulzus- és az impulzusmomentum-transzport fő végrehajtói. Azt mondhatjuk, hogy a ciklonok az éghajlati rendszer meghajtott kerekei (lásd 5., 6. ábra). 5. ábra. A Földgömb általános légkörzésének sematikus modellje A ciklonok vonulásának jellemző pályája, megjelenésük helye, fennállásuk időtartama, valamint a bennük hordozott energia a mérsékelt öv időjárásának (a hideg- és melegfrontoknak, esőknek, zivataroknak) alapvető meghatározói.
6. ábra. A mérsékeltövi ciklonok tipikus elhelyezkedése Ezért Európa éghajlatának jövője szempontjából alapvető fontosságú kérdés, hogy megváltozhat-e a mérsékelt övi ciklonok intenzitása és pályája? Nos, erre nézve két példát szeretnénk bemutatni: egy történetit és egy aktuálisat. 7. ábránkon R. S. Bradley: Quaternary Paleoclimatology c. könyvének (1985, Boston, Unwin Hyman) címlapját mutatjuk be. Ezen egy őrlőkő látható, melyet egy régi kultúra termesztett növényi magvak megőrlésére használt. A szerző azt a kommentárt fűzi a képhez, hogy A mai Föld egyik leglakhatatlanabb helyén valaha gazdag mezőgazdasági kultúra virágzott. A holocén során éghajlata megváltozott, legalább szezonálisan csapadékosról extrém szárazra.
7. ábra. Őrlőkövek az algériai Szaharában (R.S.Bradley: Quaternary Paleoclimatology c. könyvének címlapja, Tassili n Ajjer) Ennek alapján arra kell következtetnünk, hogy az utolsó jégkorszak végén, 8-10 000 évvel ezelőtt a Hadley-cella leszálló ága az Egyenlítőhöz közelebb húzódott, szűkebb volt, így a csapadékos zóna már a mai Algéria területén megjelent. Ez legalább is felveti a lehetőséget, hogy a globális felmelegedéssel az ellenkező irányú folyamat is lejátszódhat, azaz a cella kitágulhat : határa északabbra tolódhat. És valóban: a legújabb kutatások szerint (Bradley et al., 2004): A hosszú távú globális felmelegedés kontextusában bizonyítékokat találtunk arra, hogy a Hadley-cella intenzívebbé vált 1950 óta. A Hadley-cella változása konzisztens: erősödik a nyugatias zonális áramlás és intenzifikálódnak a mérsékeltövi ciklonok. A jelenség elméleti előzményei már régóta ismeretesek. Példaként említem Czelnai Rudolf 1979-es egyetemi tankönyvét, melyből tudható, hogy a pólusok melegedésével a trópuspólus hőmérsékleti különbség csökken, aminek következtében a mérsékelt övi ciklonok száma és vándorlási pályája módosulhat. Márpedig: a ciklonpályák bármilyen változása radikálisan megváltoztatná Európa időjárását. Ebben, és nem a fokozatos melegedésben áll a klímaváltozás fő veszélye. (ld. 8. ábra).
8. ábra. A déli meleg és az északi hideg áramlások találkozása a ciklonpályák mentén A változás következtében mint az IPCC (Kormányközi Klímaváltozási Testület) 2007- ben esedékes, de egyes részleteiben már nyilvánosságra hozott Negyedik Helyzetértékelő Jelentése állítja: a tipikus nyugati zonális áramlás várhatóan északabbra húzódik, ezáltal Nyugat-Európa (Dél-Németország, Csehország) több, Közép- és Dél-Kelet-Európa kevesebb csapadékot kaphat. a szubtropikus, sivatagias hatás ráterjeszkedhet a mai mediterrániumra (nyári forróságot és szárazságot okozva), míg a mediterrán hatás felnyomulhat Dél- és Közép-Magyarországra.
A szóban forgó jelentést megalapozó számítógépes modellfutások szerint, az előttünk álló időszakban: további melegedés várható, mely: télen Észak- és Kelet-Európában nyáron Dél- és Közép-Európában lesz jelentős Jobban változnak a minimum- és maximumhőmérsékletek, mint az átlag (közép-) hőmérséklet Észak-Európában a csapadék éves mennyisége növekszik (főképpen télen), és Dél- Európában csökken (főképpen nyáron) A napi csapadék-szélsőségek mindenfelé növekszenek, még ott is, ahol egyébként az éves összcsapadék csökken. Mindez azonban nem csak a jövő. Már az elmúlt évszázad során eddig bekövetkezett kicsiny (0.7-0.8 C) globális felmelegedésnek is érzékelhetőek a hazai következményei (9., 10., 11. ábra). 9. Magyarország csapadékmennyiségének csökkenése az 1901-2000 közötti időszakban. Láthatóan az átlagok csökkenése nagy éves egyenlőtlenségek hátterén valósul meg (forrás: OMSZ).
10. Magyarország csapadékmennyiségének csökkenése az 1951-2004 közötti időszakban (forrás: OMSZ). 11. Magyarország nyári átlaghőmérsékletének emelkedése 1975-2004 között (forrás: OMSZ). Az átlagérték 1 C körül van, de helyenként eléri, sőt meghaladja az 1.2 Celsius-fokot.
Európára a számítógépes modellfutások az alábbi hőmérséklet-változási értékeket adják, évszakos bontásban (12., 13., 14., 15. ábra): 12. ábra: Hőmérséklet-változás 2070-re, tél: 3-4 C között 13. ábra: Hőmérséklet-változás 2070-re, tavasz: 3-4 C között
14. ábra: Hőmérséklet-változás 2070-re, nyár: balkáni-térség: 4-6 C között 15. ábra: Hőmérséklet-változás 2070-re, ősz: 4-5 C között A csapadék-változás kevésbé ad egyértelmű képet, de ott is megállapítható egy valószínűsíthető éves csökkenő tendencia (16. ábra):
16. ábra: Csapadék-változás 2070-re Végezetül a történész kollégák figyelmét szeretném felhívni arra, hogy nem új a téma! Például egy 1910-es, később több kiadást megért könyv Wilhelm Bölsche: Eiszeit und Klimawechsel (Jégkorszak és klímaváltozás) ugyanazokkal a problémákkal foglalkozik, amelyekkel mi ma is: melyik évben mennyi volt az emberiség széndioxid-kibocsátása, mennyi a légkör aktuális széndioxid-tartalma (17. ábra); 17. ábra. A széngáz mennyisége a légkörben [ma, 1910-ben] 0,03 térfogatszázalék. A kibocsátás 1860-ban 140, 1890-ben 510, 1894-ben 550, 1899-ben 690, 1904-ben 890 és 1910-ben [ma] 1100 millió tonna volt
és például megállapítja, hogy 5-6 C melegedés kókuszpálmákat hozna Németországba (18. ábra): 18. ábra. Konklúzióm: Nincs újabb 80 évünk a következtetések levonására!