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.