Ugrás a tartalomhoz

Műholdakról távérzékelt adatok feldolgozása és hasznosítása

Mika János, Utasi Zoltán, Biró Csaba, Pénzesné Kónya Erika (2011)

EKF TTK

4. A klímamodellek érzékenységének tesztelése

4. A klímamodellek érzékenységének tesztelése

A klímamodellezés végső célja, hogy olyan eszközhöz jussunk, amellyel esélyünk van megbecsülni, hogy miként alakul a jövő éghajlata, ha a légkör összetétele és más külső kényszerek módosulnak. Az ilyen előrejelzések egyik bizonytalansági tényezője a külső tényezők várható változása, amit a világ népessége, az energiaszerkezet alakulása, a régiók közötti fejlődési ütem különbségei, stb. befolyásol.

A másik bizonytalansági forrás viszont az, hogy milyen pontosan tudjuk szimulálni az éghajlati rendszer érzékenységét, vagyis a külső tényezők adott megváltozása esetén várható hőmérsékletváltozást. Amíg az első bizonytalansági forrást még megbecsülni sem nagyon tudjuk, addig az éghajlat érzékenységének helyességét bizonyos részfolyamatok tesztelésén keresztül meg tudjuk ítélni. E részfolyamatok az ún. éghajlati visszacsatolások, amelyek az éghajlat módosulása esetén maguk is változnak, ezáltal visszahatnak a klímaváltozás mértékére.

A 13.7 ábrán két ilyen visszacsatolás tesztelését mutatjuk be. A felszínről kiinduló hosszúhullámú (4 mkm-nél nagyobb hullámhosszú) sugárzást derült időben leginkább a légkör vízgőztartalma befolyásolja. Minél több a vízgőz a levegőben, annál nagyobb hányadát tudja elnyelni az elsődlegesen a felszínről érkező hosszúhullámú kisugárzásnak, vagyis annál kevesebb tud eltávozni a világűr elé. (Tudományos értelemben a vízgőz maga is üvegházgáz, amely a légkör természetes üvegházhatásának jóval több, mint a felét okozza. Mivel azonban a vízgőz változékonyságát (s a 12.5 ábrán is látható, lassú változásait) elsősorban a légkör saját folyamatai okozzák, környezetvédelmi értelemben a vízgőz nem soroljuk az üvegházgázok közé). A 12.7 ábra felső része és ábraaláírása értelmében a kérdéses modell túl erősnek becsli a vízgőztartalom hatását a kisugárzásra, vagyis a modell a kelleténél gyengébbnek szimulálja az éghajlati rendszert stabilizáló, legfontosabb negatív visszacsatolást.

Ezzel szemben, a rövidhullámú mérleget (a felhőzet bonyolult, nem ismert előjelű visszacsatolásra vezető folyamatai mellett) leginkább befolyásoló, pozitív visszacsatolás a hó- és jégtakaró változásaival függ össze. Minél nagyobb mértékű a melegedés, annál nagyobb területen olvad el a krioszféra e komponense, vagyis annál nagyobb területen lép alacsony albedó érték a hó és a jég magas fényvisszaverő tulajdonsága helyére. Mivel az új felszín így több energiát tud elnyelni, s a légkör melegítésére fordítani, ez tovább erősíti a melegedést.

1

3.7 ábra A (felhőmentes) hosszúhullámú mérleg (a) (Allan, et al. 2004: Fig. 2) és a rövidhullámú mérleg (b) (IPCC, 2007: Fig. 8.16) legfontosabb komponenseinek modellbecslése. A első ábrán a trópusi térségben, derült égbolt mellett számított, hosszúhullámú komponens a brit Hadley Center HadAM3 klímamodellje esetében azt mutatja ki, hogy a szimulált kisugárzás túl erősen csökken a felső troposzféra vízgőztartalmának növekedésének hatására. Vagyis, a modell (amely a 12.3 ábra tanúsága szerint különben jól szimulálja a vízgőztartalom változásait), az ERBS és a HIRS műholdak adataiból számítottnál erősebbnek szimulálja a kisugárzás csökkenését. Ez a hiba az éghajlat érzékenységének-, s emiatt a jövőben várható klímaváltozás mértékének túlbecslését okozza. Az alsó ábrán a rövidhullámú mérleg függését a felszín-albedótól 17 különböző általános cirkulációs klímamodellre külön-külön láthatjuk. A függőleges tengelyen az egységnyi globális hőmérséklet-emelkedés nyomán bekövetkező albedó-csökkenés látható, mint a 20. és a 22. század szimulált éghajlatai közötti eltérések egyike. A vízszintes tengelyen ugyanezen modellek májusi és áprilisi, északi félgömbi albedó- és hőmérsékleti értékeiből képzett hányadosok szerepelnek. Az évszakos menet szerinti albedó-érzékenységet az ISCCP felhő-klimatológiai projekt és az ERA-40 légköri analízis projektek adatmezői alapján is meg lehet becsülni. Látható, hogy a modellek nagy szórással, sőt a többségükben az empirikus becslésnél gyengébbnek mutatják ezt a visszacsatolást. Ez a hiba viszont az éghajlat érzékenységének a valóságosnál kisebb értékére vezet.