Sarkvidék és Antarktisz az éghajlatváltozásban APuZ
A sarkvidékek a globális éghajlati rendszer egyik legfontosabb korai figyelmeztető rendszere. Az ottani változások észrevehető hatással lesznek az éghajlatra, a geopolitikára és az ökoszisztémákra világszerte.
bevezetés
1912. szeptember, Svalbard északi partja: "Itt ülünk, mint egy egérfogóban; az öbölben van egy szabad víz, de a kijáratot jég blokkolja sokk ettől vagy attól az iránytól. "[1]
95 évvel később, ugyanabban az évszakban, ugyanazon a helyen: jégnek nyoma sehol. Csak nyílt víz, finoman lecsapó hullámok, gyenge eső. Az Északi-sarkvidék olvadási szezonja 2007. szeptember 16-án ért véget, amelynek során a tengeri jég 4,3 millió négyzetkilométerre terjeszkedett - majdnem fele annyi jég, mint az 1950-es években, és körülbelül 1,4 millió négyzetkilométerrel kevesebb, mint az előző évben. A tengeri jég ilyen mértékű csökkenése Németország területének négyszeresével egy éven belül még az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület legpesszimistább modellszámításaiban sem fordul elő. [2] A "New York Times" arról számolt be, hogy a Jeges-tenger már 2013 nyarán esetleg jégmentes lehet. Németországban a hangsúly arra a kérdésre irányult át, hogy Knut rokonainak van-e esélyük a túlélésre a vadonban. [3]
Mennyire rémisztőek az ilyen előrejelzések, mit tudományosan bizonyítottak? Milyen hatással vannak az emberek a sarkvidéki éghajlati rendszer változásaira, milyen geopolitikai, ökológiai és humanitárius hatások lehetnek? És miért döntő jelentőségű számunkra Közép-Európában a nagy szélességi fokon bekövetkező változások?
Ezeket a kérdéseket itt részletesebben tárgyaljuk. [4] Először is részletesebben meg kell vizsgálni a sarkvidékek szerepét a föld klímarendszerében. Ezek sokkal nagyobb jelentőséggel bírnak bolygónkon az éghajlati események szempontjából, mint azt távoli helyük sugallja: A jégkorszak ciklusát nagy valószínűséggel komolyan befolyásolják a sarkvidéki éghajlati folyamatok, és a tengerszint magassága közvetlenül kapcsolódik a sarki szárazföldi jég mennyiségéhez Édesvízzel párosulva az óceán globális keringésének néhány fő szabályozási mechanizmusa nagy szélességi fokokon található. A sarkvidékek egyfajta korai figyelmeztető rendszert alkotnak a föld éghajlatára; az éghajlatváltozás itt sokkal korábban és erőteljesebben vezet változásokhoz, mint például a mérsékelt szélességi fokokon vagy a trópusokon.
Ez elsősorban számos mechanizmusnak köszönhető, amelyek révén a sarki éghajlati rendszer változásai felerősödnek (pozitív visszacsatolás) vagy gyengítik (negatív visszacsatolás) az éghajlatváltozást. Ezen visszacsatolási mechanizmusok egy része még mindig rosszul érthető, ami annak a fő oknak tekinthető, amely miatt a sarki régiókban az éghajlatváltozásokat rendkívül nehéz megjósolni, és jelenleg egyes esetekben sokkal gyorsabbak, mint ahogy azt az éghajlati modellek előre jelzik - ennek lehetséges globális hatásai vannak. [5]
A tengerszint emelkedése
Valószínűleg a legkézenfekvőbb a sarki területek hatása a tengerszint magasságára. A csaknem 10 000 évvel ezelőtti utolsó jégkorszakban sokkal több víz kötődött a gleccserek formájában, mint a mai, így a tengerszint körülbelül 120 méterrel volt a mai szint alatt. Ezeknek a gleccsereknek a visszahúzódása a jégkorszak végén a magas szélességek gyors felmelegedése miatt évente egy-négy centiméteres tengerszint-emelkedést eredményezett, amely nagyrészt csaknem 2000 évvel ezelőtt fejeződött be. [6] A 20. században a tengerszint csaknem 18 centiméteres emelkedését, amely körülbelül tízszer olyan gyors volt, mint az előző évszázadokban, elsősorban az óceánok felmelegedése és az ezzel járó tengervíz tágulása okozta; a gleccserek olvadása és a belvízi jég hozzájárulása valószínűleg viszonylag csekély volt eddig. [7]
Óceán cirkuláció
A sarki jégtakarók esetleges csökkenése nemcsak a tengerszintre van hatással, hanem tartós hatással lehet az óceán globális keringésére is. Például ma Európának előnye, hogy az Egyenlítőtől nagy mennyiségű hőt szállítanak Európa felé az óceánban a Golf-áramlat északi ágával, az úgynevezett atlanti északi áramlattal. Ez a hőtranszport hozzájárul ahhoz, hogy Nyugat-Európában jelentősen melegebb legyen, mint Észak-Amerika nyugati partján azonos szélességi fokon.
Az észak-atlanti áramlást többek között a grönlandi keleti partoknál elsüllyedő víztömeg hajtja: Itt az óceán vize annyira lehűlt a hideg légkörrel való érintkezése révén, hogy nehezebb lesz, mint az alatta lévő víz, és a mélybe zuhan, mint egy gigantikus liftben. hogy aztán visszaköltözzön dél felé az óceán feneke közelében. Ennek a süllyedő mozgásnak a következtében a víz dél felől "felszívódik" a felszínre, ami megmagyarázza az észak-atlanti áram jelenlegi erősségét.
Az óceán vize csak a sarki területeken hűthető annyira a hideg légkörrel érintkezve, hogy az elég nehézzé váljon ahhoz, hogy az óceán fenekére süllyedjen. Ennek a nagymértékű süllyedésnek, amely központi jelentőséggel bír az óceán globális keringése szempontjából, nemcsak a vizet szállítják le a mély tengerbe, hanem a vízben oldott szén-dioxidot is: az emberek által kibocsátott CO2 körülbelül felét jelenleg is elnyelik az óceánok. A süllyedő víztömegek az oldott gáz egy részét az óceánok mélyére szállítják, ahol egyrészt már nem képes közvetlen üvegházhatásokat kialakítani, másrészt hozzájárul az óceánok savasodásához. Ha a tengervíz süllyedő mozgása a sarkvidéken gyengülne, akkor a jövőben kevesebb szén-dioxid szabadulhat fel a légkörből az óceánokba. Ez felgyorsítaná a légköri CO2-koncentráció emelkedését. [10]
Ez a hatás ellentétes azzal a ténnyel, hogy a tengeri jég csökkenése nagyobb mennyiségű nyílt vizet eredményezne a Jeges-tengeren, amely képes felszívni a légkör szén-dioxidját. Vitatható, hogy e két hatás közül melyik lesz fontosabb rövid távon melegebb éghajlaton. Hosszú távon a telítettség és a víz felmelegedése miatt az óceánok szén-dioxid-felvétele a sarkvidéken nagyobb valószínűséggel csökken - egy másik példa a "pozitív visszacsatolásra", amely megerősíti az éghajlatváltozást.
Ice albedo visszajelzés
A szárazföldön is a hó vagy a gleccserjég által borított területek csökkenése pozitív visszajelzéshez vezet, mivel a felszabadult föld hatékonyan képes elnyelni a napsugárzást, és melegedése révén hozzájárulhat a hó vagy a jég területének további csökkenéséhez. Ezért attól a félelemtől, hogy ha Grönlandon a jégmentes földterület kritikus határértékét túllépik, a szárazföldi jég további olvadása aligha állítható meg: Lehetséges, hogy csak egy rövid felmelegedési szakasz elegendő lehet ahhoz, hogy visszavonhatatlanul elindítsák a szárazföldi jég olvadásának évszázadok óta tartó folyamatát.
Örökfagy és szárazföldi növényzet
A sarki régiók szárazföldi területei, amelyek nincsenek jég alatt, szintén fontos szerepet játszanak a föld klímarendszerében, és itt is a változások globális hatású visszacsatolási hatásokhoz vezethetnek. Hatalmas mennyiségű szén kötődik az Északi-sarkvidék örökfagyjába. Ezeknek a talajoknak a felső rétege nyáron már olvad, a megkötött szén egy része metán és szén-dioxid formájában szabadul fel. A jövőben a globális felmelegedés várhatóan növeli az olvadás mélységét és ezáltal a permafrost csökkenését az Északi-sarkvidéken. Az ezekben a talajokban még megkötött szén felszabadulása miatt az üvegházhatást okozó gázok koncentrációja is megnő, ami az ebből fakadó fokozott felmelegedés következtében az örökfagy további csökkenéséhez vezethet - ez is pozitív visszajelzés. Az elmúlt harminc évben a permafrost körülbelül egy-két Celsius-fokos, 20 méteres mélységben északi-sarkvidéki felmelegedését mérték.
Jelentős változásokat figyeltek meg a sarkvidéki szárazföldi növényzetben is. A műholdas mérések azt mutatják, hogy Észak-Amerikában a tundra növényzete "zöldebbé" vált az elmúlt két évtizedben, ami a bokrok nagyobb terjedését jelzi. Ezzel szemben az északi erdők, amelyeket a trópusi esőerdők kiterjedt pusztulása után a föld legnagyobb természetes erdőterületének tekintenek, Amerikában kevésbé zöldek voltak, mint korábban, különösen az elmúlt tíz évben. Ez azt jelzi, hogy a növekvő aszály és erdőtüzek stresszt okoznak a fákon. [12]
Melegebb éghajlaton a boreális (északi) erdő valószínűleg északabbra terjed, és megköti a légköri szenet. Ez egy enyhítő "negatív visszacsatolási" hatást jelent, amely potenciálisan lelassíthatja a globális felmelegedést. A legfrissebb modellszámítások azonban azt mutatják, hogy a földfelszín sötétedése, amely az erdők elterjedését okozná, annyi további napfényt is elnyelne, hogy az északi távoli erdőterületek növekedésének nettó hatása a föld éghajlatának nagyobb felmelegedését eredményezné. Ezenkívül az Északi-sarkvidéken az erdőtüzek kockázata a következő évtizedekben több mint kétszeresére nőhet, ami jelentős mennyiségű szén-dioxid felszabadulását okozhatja.
A klímaváltozáson túli következmények
Az északi-sarkvidéki hajózás várható növekedését a környezetvédők aggodalommal tekintik, mivel az olajszivárgásoknak sokkal szélesebb körű következményei lehetnek nagy szélességi fokokon, mint a melegebb régiókban. Még 14 évvel az "Exxon-Valdez" olajszállító tartályhajó balesete után Alaszkában a tudósok jelentős mennyiségű olajat találtak az érintett strandokon, amely továbbra is veszélyt jelent az ott élő állatokra. [13] A csomagjéghez közeli baleset esetén jelentős mennyiségű olajat tárolnak a tengeri jégben, és a jég sodródásával távoli területekre szállítják. Az északi-sarkvidéki légszennyezés várhatóan a hajózás következtében is jelentősen megnő. [14]
A tengeri jég csökkenése tartós hatással van az Északi-sarkvidéken élő számos őslakosra. A tengeri jég jelenlététől függenek, hogy fenntartsák hagyományos életmódjukat és ezáltal kulturális identitásukat. A hagyományos vadászati területek csökkenésével a tengeri jégen az inuitok a jövőben egyre inkább a halászatra összpontosíthatnak, és így melegebb éghajlat mellett is fenntarthatnak bizonyos függetlenséget. Az alkalmazkodóképesség mértéke azonban nagymértékben függ a lehetséges változások sebességétől. Ez vonatkozik az olyan állatfajok túlélési esélyeire is, mint a gyűrűs fóka és a jegesmedve, amelyek életciklusa a tengeri jég jelenlétéhez igazodik. A sarkvidéki éghajlatváltozás jelenlegi üteme mellett kétségesnek tűnik, hogy ezek az állatfajok képesek-e elég gyorsan megváltoztatni viselkedésüket ahhoz, hogy túlélhessenek egy jégmentes sarkvidéken nyáron.
A legfrissebb változások osztályozása
1990 óta az Északi-sarkvidék átlaghőmérséklete mindig magasabb, mint a múlt század átlaghőmérséklete, emelkedő tendenciával. 2005-ben az Északi-sarkvidék középhőmérséklete két Celsius-fokkal haladta meg a hosszú távú átlagot, és az Északi-sarkvidéken az elmúlt évtizedekben megfigyelt felmelegedés nagyjából kétszer magasabb volt, mint a mért globális felmelegedés. Az ilyen tendenciák kapcsán felmerül a kérdés, hogy ezeket mennyiben okozzák az emberek, mivel például az Északi-sarkvidék 1940 körüli hőmérséklete 1,5 fokkal volt magasabb a 20. századi átlaghőmérsékletnél.
Egy részletes elemzés nagy minőségi különbségeket tár fel e korábbi és a mai meleg időszak között. A múlt század közepén a felmelegedés sokkal régiósabb volt, mint a mai, ami az egész Északi-sarkvidéket érinti. Az éghajlati szimulációk határozottan arra utalnak, hogy az 1930-as és 1940-es évek felmelegedési periódusát elsősorban a napsugárzás természetes változásai okozták. Ezzel szemben a mai felmelegedést csak akkor lehet szimulálni klímamodellekkel, ha a számítások során figyelembe veszik az üvegházhatású gázok koncentrációjának ember által okozott növekedését. Az optimistább kibocsátási szcenárió ("IPCC B2 szcenárió") esetében az éghajlati modellek az Északi-sarkvidék négy-hat fokkal történő felmelegedését jelzik előre e század végére, egyes régiókban télen tíz fok feletti felmelegedést prognosztizálnak [15]. ] A közelmúlt geológiai történetében egy ilyen hőmérséklet-emelkedés egy évszázad alatt messze meghaladja a természetes ingadozásokat.
A tengeri jég mértéke szintén természetes ingadozásoknak van kitéve. Az uralkodó szélrendszerek erősen befolyásolják az Északi-sarkvidékről exportált jég mennyiségét. Ezeket az uralkodó szélrendszereket az úgynevezett NAO index ("North Atlantic Oscillation Index") írja le. Korábban a pozitívabb NAO-index súlyosabb viharokhoz vezetett az Északi-sarkvidéken, és ezáltal a jégexport növekedéséhez és a jég csökkenésének csökkenéséhez nyáron. A NAO index az 1990-es évek közepe óta kevésbé pozitív, de a jég mértéke tovább csökkent. Az utóbbi években a jégcsökkenés természetes változékonysággal való magyarázatának kísérletei ezért gyakran elérték a határaikat.
A jegesmedvék túlélési esélyeinek mérlegelésekor néha meg kell jegyezni, hogy gond nélkül túlélték volna a Föld éghajlatának korábbi meleg periódusait, különben időközben kihaltak volna. Azt figyelmen kívül hagyják, hogy a jegesmedvék nagyon fiatal fajok, amelyek csak körülbelül 200 000 évvel ezelőtt váltak el a grizzlytől. Azóta az Északi-sarkot állandóan jég borítja, amint az az óceán fenekén található üledékmagok vizsgálatából is kiderül. [16] Hogy a jegesmedve mennyire fog életben maradni a vadonban, továbbra is kérdéses - végül is az éghajlati világjelentés modellszámításai azt jósolják, hogy az északi-sarki tengeri jég csökkenése folytatódik. [17] Jelenleg még mindig nagy a bizonytalanság annak felmérésében, amikor a Jeges-tenger nyáron gyakorlatilag jégmentes lehet. A jövőbeni üvegházhatásúgáz-kibocsátás alakulásától függően ez az időpont már 2030-ban elérhetõ, és ha az idei csökkenés még jelentõsen korábban folytatódik. A konzervatív modellszámítások szerint a Jeges-tenger nem lesz nyáron jégmentes az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület "közepes" kibocsátási forgatókönyvére ("IPCC A1B forgatókönyv").
Zárszó
A globális éghajlati rendszer működésével kapcsolatos növekvő ismereteink azt mutatják, hogy a sarkvidékek korai figyelmeztető rendszerként és bolygónk éghajlat-szabályozójaként is felfoghatók. Ezekben a régiókban az éghajlatváltozás miatt várható változásoknak nemcsak helyi, hanem globális következményei is lesznek, főleg azért, mert a sarki régiókban bekövetkező változások jelentősen hozzájárulhatnak a globális felmelegedés és annak következményeinek növekedéséhez.
Az északi-sarki jég csökkenése, amely alig néhány évtized alatt a Jeges-tengerhez nyáron gyakorlatilag jégmentessé válhat, nemcsak komoly éghajlati hatásokkal jár, hanem az északi-sarkvidéki ökoszisztéma jelentős elmozdulásait is eredményezi, és számos geopolitikai kérdést vet fel. A grönlandi és az antarktiszi szárazföldi jég változásai közvetlen hatással vannak a tengerszintre, és jelentősen hozzájárulhatnak a tengerszint emelkedéséhez a jövőben. Az óceán globális keringése és ezáltal az észak-atlanti áramlat által Európába szállított hőmennyiség közvetlenül függ a nagy szélességi fokokon zajló folyamatoktól is.
"A félelmetes kételyek nem engedik, hogy szilárd bizalom merüljön fel" - áll az elején idézett naplóban. De talán az északi-sarki éghajlati rendszerben megfigyelt jelentős változások végül is szerencsés csapássá válnak: Talán olyan világosan megmutatják a világ közösségének az éghajlatváltozás lehetséges következményeit, hogy végül úgy dönt, hogy hatékony intézkedéseket hoz az éghajlat védelme érdekében. Ez azt jelenti, hogy fennáll annak az esélye is, hogy a jövőben a magas szélességi körök megőrzik misztikájuk egy részét.