Röviden

Szerencsénkre a Napunk egy nagyon átlagos csillagfajta. Ez azt jelenti, hogy stabilan viselkedik több milliárd éven keresztül, folyamatosan fogyasztva hidrogén üzemanyagát a napfényt előállító nukleáris reakció során.

A napstabilitás, a üvegházhatással együtt, biztosítja, hogy bolygónkon lakható felszíni hőmérsékletek legyenek. Ezzel ellentétben a kevésbé stabil csillagok sugárzásukban jelentős mértékben változhatnak, ami megakadályozhatja az élet kialakulását az ilyen csillagok körül keringő bolygókon.

A Nap stabilitását egyértelműen mutatja az a napenergia-mennyiség, amely eléri a Föld átlagos pályáját: ez szinte alig változik. Ezt az értéket napállandónak nevezzük, és körülbelül negyven éve mérik nagy pontossággal, műholdakon elhelyezett érzékeny műszerekkel. Az átlagos értéke 1362 watt négyzetméterenként. A sugárzás körülbelül egy wattal ingadozik, attól függően, hogy a 11 éves napfoltciklus melyik szakaszában járunk. Ez a változás legfeljebb 0,15%-os.

Az 1970-es évek elejétől napjainkig a Föld légkörének felső rétegébe érkező napsugárzás nagyon enyhe csökkenést mutatott. Ugyanebben az időszakban a globális hőmérsékletek tovább emelkedtek. A két adatsor, a beérkező napenergia és a globális hőmérséklet, eltérő irányba mozdult. Ha a beérkező napenergia csökkent, miközben a Föld tovább melegedett, akkor a Nap nem lehet az a tényező, ami a felmelegedést irányítja.

Azok a kísérletek, amelyek a Napot akarják felelőssé tenni a globális hőmérséklet-emelkedésért, úgy próbálják alátámasztani ezt az érvet, hogy csak azokat az időszakokat választják ki az adatokból, amelyek ezt igazolják. Az adatok többi részét, amely azt mutatja, hogy a két tényező eltér egymástól, figyelmen kívül hagyják. A helyes tudományos vizsgálat megköveteli, hogy az összes elérhető adatot figyelembe vegyük, ne csak egy részét. Ezt az érvelési hibát „mazsolázgatásnak” nevezik.

Részletesebb magyarázat

A Napunk egy átlagos méretű, fősorozati csillag, amely folyamatosan használja fel hidrogén üzemanyagát, és körülbelül 150 millió kilométerre van a Földtől. Ezt a távolságot először a 18. század végén határozták meg (egy kis hibával), bonyolult és időigényes mérésekkel. Ez vezette el Joseph Fouriert az 1820-as években a Föld klímájának első szisztematikus vizsgálatához. Fourier számításai ráébresztették, hogy egy olyan méretű bolygónak, mint a Föld, amely ilyen távol van a Naptól, sokkal hidegebbnek kellene lennie, mint amilyen. Ezzel ő lefektette annak a vizsgálatnak az alapját, amely néhány évtizeddel később az üvegházhatás felfedezéséhez vezetett – és annak megértéséhez, hogy ennek a hatásnak az intenzitása hogyan változik a különféle üvegházhatású gázok szintjének emelkedése vagy csökkenése során.

1. ábra: A megfigyelési rekord (1979–2022) grafikonja a jelenleg az űrállomáson működő TSIS-1 műszer skáláján. A különböző rekordokat mind kalibrálták a TSIS-1 abszolút skálájához (pl. a TSIS-1 abszolút skála 0,858 W/m^2-rel nagyobb, mint a SORCE abszolút skála), így a napállandó (TSI) „valódi változékonyságát” mutatja (keresztkalibrációs bizonytalanságokon belül). Kép: Judith Lean.

A Napnak erős mágneses mezője van, de az állandóan mozog, olyannyira, hogy körülbelül minden 11 évben a Nap polaritása megfordul: az északból dél lesz, majd újabb 11 év elteltével újra megfordul. Ezek a napciklusok befolyásolják, mi történik a Nap felszínén, például a napfoltok megjelenését, amelyeket ezek a mágneses mezők okoznak. Minden ciklus a napminimum idején kezdődik, amikor egyáltalán nincsenek napfoltok vagy nagyon alacsony a számuk, majd a ciklus közepén eléri a napmaximumot, ahol a napfoltok száma nagy, mielőtt újra csökkenni kezdene a ciklus végéhez közeledve. A Nap által kibocsátott teljes sugárzás – szakszóval a napállandó (TSI), lényegében a Nap fluxusa a Föld pályasugaránál – ingadozik ebben a 11 éves ciklusban, maximum és minimum között akár 0,15%-kal is.

Az ilyen rövid távú és kicsi ingadozások a TSI-ben nem gyakorolnak erős, hosszú távú hatást a Föld klímájára: nem elég nagyok, és mivel ciklikusak, végső soron kiegyenlítik egymást. A hosszabb távon, több évszázad alatt bekövetkező, tartósabb változások a TSI-ben azonban fontosabbak. Ezért számítják bele ezek az információkat más, természetes és emberi eredetű hatásokkal együtt, amikor a klímamodelleket futtatják, hogy feltegyék a kérdést: „mi lenne, ha?”.

Az elmúlt 1150 év egy vizsgálata azt találta, hogy a hőmérséklet nagy részben követte a naptevékenységet (Usoskin et al. 2005). Azonban ezen idő nagy részében az üvegházhatású gázok koncentrációja alig változott. Emiatt a tanulmány arra a következtetésre jutott, hogy „...tehát legalább a legutóbbi felmelegedési epizódnak kell legyen egy másik forrása”.

2. ábra: Az éves globális hőmérsékletváltozás (vékony világos piros) 11 éves mozgóátlaga (vastag sötét piros). Hőmérsékleti adatok: NASA GISS. Az éves napállandó (vékony világoskék) 11 éves mozgóátlagával (vastag sötétkék). TSI adatok: 1880–1978 Krivova et al. (2007), 1979–2015 a Napsugárzási Világközpont adatai alapján (lásd a PMOD index oldalukat friss adatokért). A legfrissebb napállandó adatok megtalálhatók a Légkör- és Űrfizikai Laboratórium LISIRD weboldalán.

Az 1975 utáni enyhe naptevékenység-csökkenést számos független mérés is megerősítette, így biztosan valós. Az elmúlt 45 év globális felmelegedése során a naptevékenység és a globális hőmérséklet tehát folyamatosan eltávolodott egymástól. Valójában egy naptrendet vizsgáló elemzés arra a következtetésre jutott, hogy a Nap enyhe hűtő hatással járult hozzá a globális hőmérsékletet befolyásoló tényezőkhöz a közelmúlt évtizedeiben (Lockwood, 2008), de a szénalapú üvegházhatású gázok hatalmas növekedése jelenleg a fő hajtóerő.

Más tanulmányok is hasonló következtetésekre jutottak. Foster & Rahmstorf (2011) többváltozós lineáris regresszióval kvantifikálta és eltávolította az El Niño déli oszcilláció (ENSO), valamint a nap- és vulkáni tevékenység hatásait a felszíni és alsó troposzférikus hőmérsékleti adatokból. Megállapították, hogy 1979 és 2010 között a naptevékenység enyhe hűtő hatást gyakorolt, -0,014 és -0,023°C közötti értékkel évtizedenként, az adatkészlettől függően. Egy újabb grafikon, amely az IPCC AR6-ból származik, azt mutatja, hogy ezek a trendek folytatódtak.

3. ábra: A globális hőmérsékletváltozás története és a legutóbbi felmelegedés okai (IPCC AR6 WGI SPM, SPM.1 ábra). Az elmúlt 170 év globális felszíni hőmérséklet-változásai (fekete vonal) 1850–1900-hoz viszonyítva, éves átlaggal, összevetve a Csatolt Modellek Összehasonlítási Program 6. fázisának (CMIP6) klímamodell-szimulációival, az emberi és természetes hajtóerők együttes (barna szín) és a kizárólagosan természetes hajtóerők (nap- és vulkáni tevékenység, zöld szín) hatására kialakuló hőmérséklet válasszal. A teljes képért és képaláírásért kattintson ide vagy a képre.

Foster és Rahmstorf-hoz hasonlóan, Lean és Rind (2008) szintén többváltozós lineáris regressziót alkalmaztak a hőmérsékleti adatokon, és megállapították, hogy míg a naptevékenység az 1889 és 2006 közötti globális felmelegedés körülbelül 11%-áért volt felelős, az 1955 és 2005 közötti időszakban csak 1,6%-ban játszott szerepet, és 1979 és 2005 között enyhe hűtő hatást (-0,004°C évtizedenként) mutatott.

Végül, a fizika nem támogatja azt az állítást, hogy a TSI változásai vezérlik a jelenlegi klímaváltozást. Ha ez az állítás helytálló lenne, akkor nem látnánk a jelenlegi helyzetet, amikor a Föld alsó légköre erősen melegszik, míg a felső légköre hűl. Ez pontosan az a minta, amit a fizika előrejelzett abban a helyzetben, amikor túltelítettük a Föld légkörét üvegházhatású gázokkal. Ha a felmelegedés kizárólag a Napnak lenne köszönhető, akkor ennek éppen az ellenkezőjét várnánk. Az egyetlen mód, ahogyan ezt a mítoszt ma fenntartják, az az, hogy mindent az 1975 előtti időszakból mazsolázgatnak, és teljesen figyelmen kívül hagyják a legújabb adatokat. Ez egyszerűen nem tudomány.

A Föld által kapott TSI hosszú távú változásai

Fontos megemlíteni a TSI olyan változásait is, amelyeket nem a Nap energiatermelése, hanem a Föld pályájának változásai okoznak, amelyek természetesen függetlenek a naptevékenységtől. Ezek a változások azonban nagyon hosszú idő alatt következnek be, és a tízezer éveken át zajló Milankovics-pályaciklusok által szabályozottak. Ezek a ciklusok határozzák meg a Föld és a Nap közötti távolságot a napközelben és a naptávolban, valamint a bolygó forgástengelyének dőlésszögét: mindkettő befolyásolja, mennyi hősugárzás éri el a bolygót az idő folyamán. Azonban ezek az ingadozások semmiben sem hasonlíthatók azokhoz a gyors változásokhoz, amelyeket az időjárásban látunk, mint például egy napos és egy felhős nap közötti különbség. A hosszú időtényező biztosítja ezt.

Az “a Nap az ok” elmélet bizonygatására felhasznált, egy még homályosabb megközelítés volt (illetve egyes körökben valószínűleg még mindig alkalmazott módszer) az „indirekt hatásokról” való beszélgetés. Azaz, amikor a tanulmányok nem találnak elég nagy közvetlen hatást, még kisebb súlyú tényezőket is előtérbe hoznak, mint például a kozmikus sugárzásokat. Sikertelenül.

Összegzésül, az 1975 utáni meredek globális hőmérséklet-emelkedés nem tükrözi a TSI változásait, amelyek valójában enyhe hűtő hatást gyakoroltak. A Milankovics-ciklusok, amelyek sokkal nagyobb időskálán működnek, egyszerűen nem működnek elég gyorsan ahhoz, hogy néhány évtized alatt jelentős éghajlatváltozást idézzenek elő. Ehelyett a szén-dioxid-alapú üvegházhatású gázok hatalmas növekedése a fő hajtóerő. A fizika előrejelezte, amit most megfigyelünk.