ÉGHAJLATVÁLTOZÁS
Az üvegházhatás okai és következményei,
és a lehetséges tennivalók
Az utóbbi időkig, a Föld lakossága nem
változott számottevően, köszönhetően a háborúknak, járványoknak,
stb... Viszont mióta az orvostudomány és az általános egészségügyi
ellátás ilyen hatalmasat fejlődött az emberek száma megsokszorozódott,
hisz csökkent a halandóság és jelentősen nőtt az átlagéletkor.
Az emberek számának megduplázódásához már közel sem kell
annyi idő, mint régen és a jövőben is egyre kevesebb kell
ehhez. A népesség növekedésével ugrásszerűen nőtt a fogyasztás
és ennek következtében a termelés is. A növekvő igények
hatására technikai újításokra lett igény. A hirtelen jött
iparosodásnak nyersanyagra, és üzemanyagra lett növekvő
mértékben szüksége. Ám mindezek kitermelése, és a tüzelőanyagok
elégetése komoly hatásokat gyakorolt a természetre. A légkör
összetételének megváltozása bizonyítottan a hőmérséklet
megváltozását és ezzel a globális éghajlat változását idézte
elő. A hőmérsékletet az úgynevezett üvegházhatású gázok
változtatják meg. Ha ezeknek nő a koncentrációja a légkörben,
akkor emelkedik a hőmérséklet. Ilyen gáz elsősorban a széndioxid
(CO2), de mellette ilyen hatással vannak egyes ipari gázok
is: metán, dinitrogén-oxid (N2O), halogénezett szénhidrogének,
amelyek az ózon keletkezésében játszanak szerepet és természetesen
az ózon is. Ezek a gázok csak igen kis mennyiségben voltak
jelen a légkörben az ipari forradalomig, addig legfeljebb
vulkáni tevékenységek következtében kerültek oda, de azóta
a fosszilis üzemanyagok elégetésének, az erdőirtásnak és
egyéb ipari és mezőgazdasági tevékenységnek köszönhetően
mennyiségük nagyon megnőtt.
A légkört a különféle gázok mellett cseppfolyós és szilárd
részek alkotják. A gázokat megkülönböztethetjük aszerint,
hogy mennyi ideig tartózkodnak a légkörben, eszerint vannak
a csak pár napig tartózkodó erősen változó gázok, a pár
évig tartózkodó változó gázok és a nem igazán változó, állandó
gázok. A felmelegedés, klímaváltozás a különböző gázok sugárzás
elnyelési sajátosságából adódik.
A felmelegedés, klímaváltozás a különböző gázok sugárzás
elnyelési sajátosságából adódik. Minden anyag (ami az abszolút
nullánál magasabb hőmérsékleten van) bocsát ki magából elektromágneses
sugárzást. A sugárzás hullámhossza az anyag hőmérsékletétől
függ: minél melegebb az anyag, annál rövidebb a hullámhossz.
A napsugárzásnak, melynek döntő része a látható tartományba
esik, csak egy kisebb részét nyeli el a légkör. Az úgynevezett
UV sugárzásnak a nagy részét, ami az élő szervezetekre káros
lehet, az emberre szintén mérgezően ható ózon (O3) nyeli
el, melynek 90%-a sztratoszférában található. A többi légköri
gáz viszont átengedi a napsugárzást, mely a földfelszínre
jutva elnyelődik, és ott nagy hullámhosszú infravörös sugárzássá,
azaz hősugárzássá alakul. Az infravörös sugárzást viszont
már sok légköri gáz elnyeli, úgy mint a vízgőz, szén-dioxid,
szén-monoxid, metán, nitrózus gázok, ammónia, ózon és a
freonok. Tehát az üvegházhatás lényege az, hogy a hősugárzássá
alakult napsugárzást az előbb felsorolt gázok nem engedik
át, hanem egy bizonyos részét elnyelik, és ezzel emelik
a légkör hőmérsékletét.
Az előbb felsorolt gázok (a vízgőz kivételével) az üvegházgázok.
Ezekből eredetileg csak nagyon kevés volt a légkörben, de
már ez is elegendő volt az úgynevezett természetes üvegházhatáshoz,
ami a Földi élet egyik alapja, aminek köszönhetően a Föld
átlaghőmérséklete +15oC és nem -18 oC. A felmelegedésben
fő szerepe a vízgőznek van. A másik fő felelős a szén-dioxid.
A szén-dioxid a legjelentősebb üvegházgáz, az antropén üvegházhatás
50%-ért felelős. A szén-dioxid az utóbbi időkig állandó
gáz volt, mivel a szén körforgásakor ugyanannyi szén-dioxid
termelődött, mint nyelődött el. Viszont az utóbbi száz évben
a szén-dioxid mennyisége 25%-al 250 ppm koncentrációról
350 ppm-re nőtt. Ennek okozója főleg a fosszilis üzemanyagok
elégetése, aminek köszönhetően mostanában évi 5 000 000
000 tonna szén kerül a levegőbe. Az OECD országokban a kibocsátás
30%-a a gépjárművekből származik. A szén-dioxid kibocsátásért
főleg a fejlettebb országok felelősek, de mivel olyan nagymértékben
(65 %-al) kellene a kibocsátást mérsékelni, ahhoz hogy a
legalább a mostani koncentráció ne növekedjen tovább, hogy
ennek a költségeit senki sem akarná vállalni. A tápláléklánc
során a szén 90%-a visszaalakul szén-dioxiddá, de bizonyos
mennyiséget a tengerek kivonnak a forgalomból, ugyanis a
tengerek felületén belép a szén-dioxid, ahol a különböző
növények és planktonok azt cukrokká alakítják, majd miután
elpusztultak az egész lesüllyed a tenger fenekére. A globális
felmelegedés viszont, árt ennek a folyamatnak, ugyanis minél
hidegebb a tengervíz, annál több széndioxidot tud elnyelni.
Komoly hatással van a mérsékelt övi és trópusi erdők szén-dioxid
megkötő képessége és ezzel kapcsolatban az erdőirtások és
az erdő pusztulások a levegő szén-dioxid tartalmára.
Egy másik üvegházgáz a nitrogén-dioxid, ami főleg gyáron
termelődik a túltrágyázás következtében, de üzemanyag égetésnél
is keletkezik valamennyi, egyrészt a szerves anyagokban
kötött nitrogénből, másrészt a levegő nitrogénjéből. A nitrogén-dioxid
amellett, hogy üvegházhatású ózontermelő is, ugyanis UV-fény
hatására nitrogén-monoxiddá alakul, az pedig atomos oxigénre
bomlik tovább, viszont az atomos oxigén a légköri oxigénnel
ózonná egyesül.
Szintén fontos üvegházgáz a metán, mely különböző szerves
anyagok bomlásakor keletkezhet. Ezért is a rothadó mocsarak
a fő metán kibocsátok. Sok metán keletkezik a mezőgazdasági
termelés során pl.: az árasztásos rizstermesztésnél és szarvasmarha
tenyésztésnél. Metán kerülhet a levegőbe kőszénbányászatkor
is. Annak ellenére, hogy a metánból sokkal kevesebb van
a légkörben, mint szén-dioxidból, mégis legalább annyira
veszélyes, ugyanis egy metán molekula húszszor annyi hőt
nyel el, mint egy szén-dioxid molekula.
A freonoknak kettős szerepük van a Föld ökológia egyensúlyának
megbontásában, ugyanis üvegházgáz szerepük, mellett főleg
ők a felelősek a sztratoszférikus ózon bontásáért. A reakció
mechanizmusa miatt egyetlen freon molekula képes több ezer
ózon molekulát elbontani.
Az éghajlat melegedését több összetett pozitív és negatív
visszacsatolás határozza meg. Pozitív visszacsatolás például,
hogy ha melegszik a levegő, akkor a vízfelszín jobban párolog,
és a melegebb levegő több vízpárát tud befogadni, és ezzel
növeli az üvegházhatást. Ha növekszik a levegő vízgőztartalma,
akkor megindul a felhősödés, amin viszont kevesebb napsugárzás
jut át, és ezzel csökken a hőmérséklet. Ez egy negatív visszacsatolás.
Szintén pozitív visszacsatolás, az hogy melegebb víz kevesebb
szén-dioxidot tud befogadni, és ezzel növeli az üvegházhatást.
Az üvegházhatás következményei lehetnek a sarki jégsapkák
megolvadásai. Az Antarktisz jege a déli féltekei óceán túlsúly
miatt egyhamar nem fog megolvadni (ennek a megolvadása akár
60 méterrel emelné a tengervizek szintjét), viszont az északi
jégsapkák a XXI. század végére a grönlandi jégtakaróval
együtt 6 méteres tengervízszint emelkedést eredményezve
feloldódhatnak. Ennek eredményeként alacsonyabban fekvő
területeket (pl.: folyami deltákat, alacsonyabban fekvő
szigeteket) elöntheti a víz. Ugyanakkor a felemelkedett
tengerszint sóval szennyezheti a talajvizet. Másik hatása,
hogy az 50. északi szélességtől északra melegebb és csapadékosabb
lesz az éghajlat, délebbre viszont csökken a csapadék mennyisége,
és ezzel növekszik a sivatagosodás veszélye. A jobban termő
vidékek északabbra csúsznak. Úgyszintén megváltozhatnak
a szél és tengeráramlások és a trópusi területeken egyre
gyakoribbak lesznek a hurrikánok. A nagy széláramlások megváltozása
jelentős klímaváltozásokat okozhat például, ha lecsökken
a mérsékelt övi nyugati széláramlás, akkor a belsőbb területek
szárazabbá válnak. Azokon a területek, melyek szárazabbak
lettek a mezőgazdaság szinten tartásához öntözésre lesz
szükség, sőt a termelési terület is lecsökkenhet. Ezzel
szemben bizonyos északi területeken, ahol eddig túl hideg
volt a mezőgazdasági termeléshez a felmelegedéssel új lehetőségek
nyílnak. A folyok vízhozama is csökkenhet majd, hisz a hőmérséklet
növekedésével nő a párolgás is. Ezzel párhuzamosan szennyezettebbé
is válnak a folyók, ugyanis nem várható, hogy a folyók vízhozamának
csökkenésével a vízszennyezés is csökkeni fog. A levegő
szén-dioxid tartalmának növekedése kedvezően hat a fotoszintézisre,
aminek hatására nő a biomassza. Az egyik fő probléma azonban
az lehet, hogy az élővilág nem fog tudni kellő gyorsasággal
alkalmazkodni az új körülményekhez, és ez egyes fajokra
végzetes hatással lehet.
Mindezek megelőzésére globális összefogásra lenne szükség,
ugyanis ez nem oldható meg csak egyes országokban. Elsősorban
a tüzelőanyagok megváltoztatására lenne szükség. A fosszilis
tüzelőanyagok helyett jobban ki kéne használni a megújuló
energiaforrásokat, úgy mint a napenergia, vízenergia, szélenergia,
a biomassza energiája és a geotermikus energia. A napenergiát
közvetlenül elektromos árammá alakítják a napelemek, viszont
a legtöbb áram felhasználási területen a napenergia még
költségesebb, mint a hagyományos áramtermelő módszerek.
Viszont a jövőben ez lehet a harmadik világ kistelepüléseinek
a leggazdaságosabb energiaforrása. A vízenergia nagyon jó
eredménnyel kihasználható nagy esésű folyókon épült kisebb
teljesítményű vízerőműveknél, viszont síkvidéki, alacsony
esésű folyókon épült hatalmas duzzasztógátaknak kiszámíthatatlan
környezeti hatásai lehetnek. A szélenergia szintén régóta
sikerrel alkalmazott, viszont nagyon az adott hely éghajlatától
függő energiaforrás. A geotermikus energia például a földalatti
forró kőzetek, vizek, gázok hőjéből származik. Már működnek
vulkánikus tevékenységet felhasználó erőművek, sőt Izlandon
a legtöbb házat hévízzel fűtik. Az ár-apály energiát szűk
öblökben, ahol nagy az ár-apály szint közti különbség hasznosíthatják
gazdaságosan.
A gépjárműforgalom várhatóan egyre nagyobb lesz, és mivel
a gépjármű motorok tökéletesítésétől nem várható számottevő
változás az üvegházgázok kibocsátásában, ezért javulást
csak a kőolaj-eredetű üzemanyagoknak alternatív üzemanyagokra
való cserélésétől várhatunk. Alternatív üzemanyagként metanol
etanol, etanol, cellulóz alapanyagok, hidrogén és elektromos
áram jöhet számításba. Etanolt lehet mezőgazdasági alapanyagokból
(pl.: gabonák, kukorica, burgonya) erjeszteni. Viszont az
etanolnak van egy olyan melléktulajdonsága, hogyha benzinhez
keverjük, akkor több nitrózus gáz keletkezik. A metanol
elégetésekor pedig mérgező formaldehid is keletkezik melléktermékként.
Ahhoz, hogy csökkentsük, vagy legalábbis szinten tartsuk
az üvegházgázok mennyiségét a légkörben az előző teendőkön
túl abba kellene hagyni az erdőirtást, helyette fokozni
kéne az erdőtelepítést, meg kellene szüntetni a freon kibocsátást,
és új környezetkímélő technikákat kellene alkalmazni mind
az iparban, mind a mezőgazdaságban.