2018. május 21., Konstantin
Gyengénlátóknak Nyomtatás E-mail Facebook Twitter Időjárás

Asztalon pörög a klímaváltozás

Gyakran hangoztatják az éghajlatváltozás tagadói, hogy a globális klíma-előrejelzések csupán alaptalan rémhírek, hiszen senki sem lát a jövőbe, az egész bolygó éghajlati folyamatait pedig nem lehet laboratóriumban vizsgálni. Ez utóbbi állításra adott csattanós választ egy magyar vezetésű kutatócsoport, amely egy forgó, vízzel teli hengerben modellezte Földünk következő évtizedeit, méghozzá soha nem látott módon – olvasható a Molnár Csaba által jegyzett, tavaly tavaszi cikkben.

A globális felmelegedésben az a legveszélyesebb, hogy valójában

alig van sejtésünk, hogy pontosan mi fog történni a bolygó egyes tájain negyven-ötven év múlva.

Így a felkészülés is nehéz, hiszen nem tudhatjuk biztosan, hogy állandó aszályokra vagy rendszeres áradásokra készüljünk-e, stabil (és stabilan rossz) időjárásra vagy kiszámíthatatlanul instabil meteorológiai jelenségekre kell-e számítanunk. Bár e történet konklúziója az lesz, hogy a jelenlegi fizikai-matematikai eszközeink félő, hogy elégtelenek a hosszú távú légköri folyamatok prediktálásához, már most szeretnénk előrebocsátani, hogy szó sincs arról, hogy bárki is megcáfolta volna az éghajlatváltozás tényét és a benne rejlő rettentő kockázatokat. Épp ellenkezőleg:

a jövőt épp az teszi még nyomasztóbbá, hogy nem tudjuk, mi előtt állunk.

„A mérsékelt övi légkört akartuk kísérletesen modellezni a hidrodinamikai hasonlóság elve alapján. Ez az elv teszi lehetővé azt is, hogy a mérnökök autómodellek vagy akár épületek körüli áramlásokat makettekkel modellezzenek szélcsatornákban. Legyen bármily meglepő, mindez lehetővé teszi azt is, hogy akár bolygóléptékű folyamatokat is lekicsinyíthessünk – mondja Vincze Miklós, az Eötvös Loránd Tudományegyetemen (ELTE) működő Kármán Környezeti Áramlások Laboratórium és a Magyar Tudományos Akadémia (MTA)–ELTE Elméleti Fizikai Kutatócsoport munkatársa. – Persze nem állítjuk, hogy egy asztalon lévő forgó henger viselkedése alapján nagyon akkurátusan le lehet írni globális folyamatokat, de következtetéseket igenis lehet tenni a rendszer vizsgálata alapján.”

A kísérlet, mely világviszonylatban is először vizsgálta laboratóriumi körülmények között az éghajlatváltozás folyamatát, és hatásait a légköri áramlási rendszerre,

részben a Brandenburgi Műszaki Egyetemen, részben a budapesti kutatócsoportban zajlott, az eredményei pedig a Nature egy leánylapjában, a Scientific Reportsban jelentek meg. Két koncentrikus, vízzel telt üveghengert kell elképzelni, amely egy forgóasztalon forog. A belső hengerbe, illetve a nagy henger szélére hűtő és fűtő alkatrészeket, a tartály belsejébe pedig hőmérőket szereltek. Az egész eszköz 28 centiméter széles volt, és benne 5 centiméter magasan állt a víz. Egy-egy futtatás (amelyből összesen tízet elemeztek) egy-egy napig tartott. A tartály eközben a Föld forgását szimulálva három másodperc alatt tett meg egy kört. A kutatók eközben infrakamerával figyelték a víz felszíni hőmérsékletét (néhány századfokos pontossággal), és afféle meteorológiai társaságként monitorozták a miniatűr ciklonok kialakulását.

A kísérleti üveghenger forog a brandenburgi műegyetem laborjában Fotó: Brandenburgischen Technischen Universität

A légkör állapotának kísérleti vizsgálata önmagában nem új, hiszen

már a XIX. században felvetették a meteorológusok, hogy laboratóriumi kísérletek alapján készítsenek időjárás-előrejelzéseket. De rögtön ki is derült, hogy az időjárás kaotikus viselkedése miatt ez nem lehetséges.

Tehát az efféle, úgynevezett minimális modell alapján nem tudjuk megmondani, hogy fog-e esni a jövő héten, de a nagy léptékű áramlási folyamatokba s így a klímajelenségekbe engednek érdemi bepillantást. Bár a légkör pillanatnyi állapota milliónyi tényezőtől függ,

a kutatók arra jöttek rá, hogy a globális folyamatokra két faktor van domináns hatással. „E két hatás az Egyenlítő és a sarkok közötti hőmérséklet-különbség, illetve a bolygó forgása.

Ezért építettünk olyan tartályt, amelynek közepe jelképezi a sarkot (ezt hűtjük), szélei pedig az Egyenlítőt, amelyet melegítünk – folytatja a kutató. – Ha a rendszer működését úgy állítjuk be, hogy az a Föld viselkedésének megfeleljen, akkor meglepő módon, bizonyos tekintetben jobban képes szimulálni az éghajlat változékonyságát, mint a meteorológiában használatos numerikus modellek.”

Az időjárás korlátozott előrejelezhetőségét a pillangóeffektus néven elhíresült tétel okozza. Eszerint

egy turbulens rendszer viselkedése hihetetlen mértékben függ a kezdeti feltételek akár minimális megváltozásától is (az elnevezés mögött álló tanmese szerint, ha egy lepke megrebegteti a szárnyait Kínában, akkor New Yorkban elered az eső).

Ez az időjárás-előrejelzésben úgy nyilvánul meg, hogy a számítógépes modellek (mivel azok szükségszerűen csak véges számú feltételt képesek számításba venni) sosem fogják tudni tökéletesen megragadni a kezdeti feltételek egyre csak erősödő hatásait.

Persze pontosan ugyanez a jelenség érzékelhető a laboratóriumi kísérletek esetében is. Vincze Miklós szerint épp az a vizsgálatuk legnagyobb tanulsága, hogy bármennyiszer is ismételjék meg a kísérletet, a folyamatok (ebben az esetben konkrétan a tartályban forgó víz hőmérsékletének ingadozásai) mindannyiszor valamennyire más és más irányt fognak venni. De mégis van egy hatalmas előnye a kísérleteknek a számítógépes modellekkel szemben, amelyek csak a Föld múltbéli éghajlati folyamatait tudják alapul venni (amelyeket főként a kőzetek és a sarki jégpáncél rétegeinek vizsgálatával tudnak feltérképezni).

„Földből és így a Föld éghajlati múltjából is csak egy áll rendelkezésünkre. Ez csak egy lehetséges forgatókönyv a sok közül. A kísérletet viszont sokszor lefuttathatjuk. Az üveghengerben forgó víz praktikusan végtelen számú részecskéből áll, így nincs szükség arra (a számítógépes modellekkel ellentétben), hogy a modellt véges számú pontra szűkítsük le, ezzel csökkentve értelmezhetőségét – magyaráz Vincze Miklós.

– A kísérletben klímaváltozást játszottunk, konkrétan folyamatosan csökkentettük az Egyenlítő és az Északi-sark kőmérséklet-különbségét. Ez ugyanis a felmelegedés egyik legfontosabb hatása. Néhány hete jelentették például, hogy az Északi-sarkon példátlanul meleg van.”

„Egy efféle folyamatosan változó rendszerben (ahol a sarkok és az Egyenlítő közötti hőmérséklet-különbség folyamatosan csökken) sosem állhat be az egyensúlyi állapot. A tanulság az, hogy itt egyetlen futtatás (úgy mondjuk: realizáció) nem reprezentatív. Ahhoz, hogy bármit is mondhassunk a jövőbeli történésekről, sok kísérletet kell futtatni.

Az egyik legfontosabb kérdés a klímaváltozással kapcsolatban, hogy gyakoribbak lesznek-e az extrém időjárási helyzetek. Ebben nincs tudományos konszenzus.

Mi azt láttuk a kísérleteink alapján, hogy volt olyan futtatás, amelyben nőtt a gyakoriságuk, de volt olyan is, amelyben nem. Nem lehet tehát felelősségteljes jóslást tenni az időjárás variabilitására vonatkozóan.”

Itt fontos ugyanakkor megjegyezni, hogy ezek a megállapítások csak az időjárás változékonyságának előrejelzésére vonatkoznak. Egyéb jellemzőket, például a globális átlaghőmérsékletet sokkal biztosabban meg lehet jósolni. A kutató ugyanakkor megjegyzi, hogy a továbblépés egyik útja mindenképpen az első klímaváltozást modellező kísérlet többszöri megismétlése kell, hogy legyen, amelynek eredményeiből vélhetően más sokkal pontosabb adatokhoz juthatnak.

Tovább a forrásra: mno.hu
Vissza
Hírfolyam
Ajánló
„Klímatudatos Budapest”: pályázat általános iskolás gyermekek részére Az óceáni bolygó (angol nyelvű természetfilm) „Éghajlatbarát” megoldások a mezőgazdaságban „Klímabajnokok” emelkednek ki a párizsi klímaegyezmény árnyékából? 11 000 éve nem volt ilyen nagy a felmelegedés