A Nap energiája kölcsönhatásba lép a földdel, a vízzel és a levegővel
A Földet folyamatosan elárasztja a Nap energiája. A Földre érkező energia egy része visszaverődik az űrbe, egy másik részét közvetlenül a légkör nyeli el, a maradék pedig a légkörön keresztül jut el a felszínre. A napfény energiája felmelegíti a földet és a vizet a felszínen, ezek pedig hőt bocsátanak ki. Ez a hő tovább melegíti a légkört. A légkörben lévő gázok keveréke megakadályozza, hogy a hőenergia egy része közvetlenül az űrbe távozzon, hasonlóan ahhoz, ahogyan egy takaró tartja a meleget a test közelében. Ez a folyamat a természetben előforduló üvegházhatás, és elég melegen tartja a Földet az élet fenntartásához.
Bemenő energia – kimenő energia = sugárzási kényszer
A termodinamika alapvető törvényei szerint, ahogy a Föld energiát vesz fel a Napból, végül ugyanannyi energiát kell kibocsátania az űrbe. A bejövő és a kimenő sugárzás közötti különbséget nevezzük a bolygó sugárzási kényszerének (RF). Ugyanúgy, ahogyan egy fizikai tárgyra kifejtett tolóerő hatására az kibillen egyensúlyából és elmozdul, egy éghajlati kényszerítő tényező megváltoztatja az éghajlati rendszert. Ha az impulzusok hatására a bejövő energia nagyobb lesz, mint a kimenő energia, a bolygó felmelegszik (pozitív RF). Ezzel szemben, ha a kimenő energia nagyobb, mint a bejövő energia, a bolygó lehűl.
természetes és ember okozta éghajlati tényezők
1750 előtt, az ipari forradalom előtt a Föld átlagos RF-je viszonylag stabil maradt. Annak dokumentálására, hogy azóta hogyan változott a légkör, a tudósok úgy számítják ki a jelenlegi RF-szinteket, mintha 1750-ben nulla lett volna. Forrás: Nézze meg, hogy az 1750-es években a 1750-es évekhez képest hogyan alakult az időjárás:
Az éghajlati erőkre másképpen is utalhatunk, ha éghajlati tényezőknek nevezzük őket. A természetes éghajlati hajtóerők közé tartoznak a Nap energiatermelésének változásai, a Föld keringési ciklusának rendszeres változásai és a nagy vulkánkitörések, amelyek fényvisszaverő részecskéket juttatnak a felső légkörbe. Az ember okozta vagy antropogén éghajlati tényezők közé tartozik a hőcsapdázó gázok (más néven üvegházhatású gázok) kibocsátása és a földhasználatban bekövetkezett változások, amelyek következtében a földterület több vagy kevesebb napfényenergiát ver vissza. Az ember által okozott éghajlati tényezők 1750 óta egyre erősödnek, és hatásuk dominál az összes természetes éghajlati tényező felett.
Milyen magas lesz a sugárzási kényszer a jövőben?
A klímatudósok négy lehetséges forgatókönyvet határoztak meg a jövőre vonatkozóan, amelyeket következetes inputként használnak a jövőbeni éghajlat kiszámításához. Mindegyik forgatókönyv az üvegházhatású gázok globális kibocsátásának egy-egy valószínűsíthető jövőbeli útvonalán alapul. A reprezentatív koncentrációs útvonalak (Representative Concentration Pathways, RCP) néven ismert forgatókönyvek meghatározzák a sugárzási kényszer (RF) mértékét 2100-ban 1750-hez képest. Az RCP-kről bővebben lásd az IPCC WGI AR5 SPM.1. dobozát (az Összefoglaló a politikai döntéshozók számára utolsó oldala).
Forrás: IPCC WGI AR5: IPCC Ötödik értékelő jelentés összefoglaló a politikai döntéshozók számára, SPM.5 ábra és SPM.1 doboz.
Feedback: A kezdeti erők felerősítése
Az éghajlati tényezők olyan visszacsatolásokat is kiválthatnak, amelyek felerősítik vagy gyengítik az eredeti erőkifejtést. Például a megnövekedett üvegházhatású gázok által kiváltott kényszer is növeli a párolgást, ami növeli a légkör vízgőzét, és felerősíti az üvegházhatású gázok által kiváltott kényszert.
Ha stabilizáljuk a légkör sugárzási kényszerét jelenleg növelő antropogén éghajlati hajtóerőket, a Föld energiaegyensúlya és éghajlata végül eléri az új egyensúlyi állapotot, ahol egyenlő mennyiségű energia kerül a rendszerbe és a rendszerből; hogy ez mikor következik be, az továbbra is nyitott kérdés.
Bővebb információ
Climate Change 2013: The Physical Science Basis
Intergovernmental Panel on Climate Change Fifth Assessment Report (AR5) Working Group 1 (WGI) Summary for Policymakers (SPM)
Radiative Forcing of Climate Change
Report by the National Research Council
Comparing SRES and RCP scenarios
Part of The Beginner’s Guide to Representative Concentration Pathways, from Skeptical Science
Data Links
NOAA Paleo- and Historical Climate Forcing Data
A múltbeli sugárzási kényszer kiszámításához használt proxy adatokhoz való hozzáférés.
Interaktív légköri adatnéző
Válassza ki a mintavételi helyeket egy térképen, majd hozzon létre grafikonokat, vagy töltse le a különböző légköri gázok koncentrációjára vonatkozó adatokat.
Megjeleníti a légkörben lévő különböző gázok koncentrációját.