Az üvegházhatás megértése alapvető feladat, amennyiben erről a kérdésről szeretnénk érvelni pro vagy kontra. Márpedig ma ez az egyik központi téma mind a közbeszédben, mind a szakemberek körében.
Amikor az emberiség elkezdi növelni a légkörben a CO2 mennyiségét, egy éghajlati szempontból rövid távon dinamikus egyensúlyban lévő rendszert zavar meg. Sokszor elhangzó ellenérv, hogy az éghajlat természetes változása során előfordultak olyan időszakok, amikor a hőmérséklet emelkedése megelőzte a CO2-koncentráció növekedését, azaz nem állítható egyértelműen, hogy a CO2-többlet okozza a hőmérséklet emelkedését. Ebből azonban nem következik, hogy a mostani helyzetben kizárható lenne az oksági kapcsolat a CO2-koncentráció jelenlegi növekedése és a napjainkban tapasztalható éghajlatváltozás között. Ez a vita az oksági sorrendről nem segít megérteni a jelenleg tapasztalható változást, ugyanis az elmúlt néhány ezer évben meglepő stabilitást mutató klíma mellett a CO2-koncentráció is stabil volt, jelenleg pedig egyetlen szempontból borult fel a korábbi egyensúly: a CO2-szintet az antropogén kibocsátás kezdte el megnövelni. Mivel a fosszilis forrásokból származó szén más izotóparányt tartalmaz, mint a természetben évi körforgást végző szén, ezért az előző állítást mérésekkel közvetlenül alá lehet támasztani.
Az emberiség által a légkörbe juttatott többlet CO2-t a természet csak részben képes kivonni a légkörből, így az ott felhalmozódik. A napsütés hatására a földfelszín felmelegszik, és ezt a többlet hőt a világűr felé igyekszik kisugározni.
A légkörben a szén-dioxid elég jól elkeveredik, azaz a troposzférában lassan csökken csak a koncentrációja, nem úgy, mint például a vízpáráé. Ebből következik, hogy a CO2 abszorpciója egészen nagy magasságokban is létezik. Tehát a felszínhez közel elnyelt sugárzást az elnyelő réteg ugyan izotrop módon re-emittálja, de annak kifelé induló része ismét elnyelődik kissé feljebb, ennek egy része ismét felfelé re-emittálódik ebből a rétegből, és így tovább, egészen addig, amíg megszűnik az abszorbens gáz jelenléte, és a sugárzás a világűrbe jut.
Ebből az következik, hogy minél több szén-dioxidot juttat az emberiség a légkörbe, annál jobban nő a koncentráció nagy magasságon is, és egyre magasabbra kerül az a réteg, amely már lényegében nem tartalmaz szén-dioxidot. Ez pedig azt jelenti, hogy egyre magasabban lesz az a régió a troposzférában, ahonnan a világűrbe sugárzódhat a hő, további abszorpció nélkül. Ezt szaknyelven úgy mondják, hogy az effektív sugárzási magasság növekszik. Miután a troposzférában felfelé haladva a hőmérséklet csökken, így az effektív sugárzási magasság növekedése miatt a sugárzás egyre kisebb hőmérsékletű közegből indul. A Stefan-Boltzmann-törvény értelmében a kisugárzott teljesítmény a hőmérséklet negyedik hatványával arányos, tehát a felfelé csökkenő hőmérséklet korlátozza a világűrbe sugározható hő mennyiségét, mert a sugárzás effektív magasságát egyre növeljük az atmoszférában az üvegházhatású gázok kibocsátásával. Ha pedig kevesebb hőt tud a Föld kisugározni, növekednie kell a kisugárzó közeg hőmérsékletének, hogy a bejövő és kimenő sugárzás egyensúlya az elnyelődés ellenére is megmaradjon.
Részlet Hetesi Zsoltnak a Magyar Energetika 2017/1. számában megjelenő cikkéből.
Szóljon hozzá
A hozzászóláshoz be kell jelentkezni.