At a glance

Ha egy adag vizes ruhát kiteregetsz egy meleg, napos napon, és később visszamész, jó eséllyel szárazabban találod őket. Mi történt? A víz halmazállapotot váltott: a folyadékból gáz lett. Elpárolgott a farmernadrágodból és a pólóidból, és a levegőbe került. Ennek a gáznak a neve: vízgőz.

A vízgőz gyakori, bár mennyiségében változó része a légkörnek. A CO₂-vel ellentétben a vízgőz mennyisége nagyon eltérhet a Föld különböző részein és időszakokon át. Most vezessünk be két fontos fogalmat: „nem kondenzálódó” és „kondenzálódó” gázok. Ezek segítenek megérteni a CO₂ és a vízgőz közötti alapvető különbséget.

A szén-dioxid forráspontja -78,5 °C, ami szerencsére ritka hőmérséklet a Földön. Ez azt jelenti, hogy a CO₂ mindig gáz halmazállapotban van jelen a levegőben. A víz ezzel szemben sokoldalúbb: előfordulhat gőz, folyadék vagy szilárd formában is. A kondenzált folyékony víz apró cseppeket alkot, ezekből állnak az alacsonyabb és középmagas felhők. Magasabb légköri rétegekben, ahol hidegebb van, ezeknek a cseppeknek a helyét jégkristályok veszik át. Ha ezek a cseppek vagy kristályok elég nagy tömegben összetapadnak, eső, hó vagy jégeső hullik vissza a felszínre. Ez a folyamat állandóan zajlik világszerte. Ennek oka, hogy a CO₂-vel ellentétben a vízgőz kondenzálható – azaz ki tud csapódni, majd csapadékként lehullhat.

A CO₂ nem kondenzálódó gáz, ami azt jelenti, hogy a koncentrációja meglepően egységes a légkör egészében. Vannak szezonális ingadozásai – a fotoszintetizáló növények miatt –, és van egy folyamatosan emelkedő trendje, amit az emberi kibocsátások okoznak. Ugyanakkor nem vesz részt közvetlenül az időjárási folyamatokban.

Bár a vízgőz is üvegházhatású gáz, a hőmérsékletre gyakorolt hatása állandóan változik, mivel a vízgőz folyamatosan ki- és belép a légkörből, illetve légkörbe. Ezért van az, hogy a sivatagok nappal rendkívül felforrósodnak a Nap hője – és valamennyi üvegházhatás – miatt, éjszaka viszont akár fagypont alá is hűlhetnek. A sivatagok száraz helyek, így a vízgőz hozzájárulása az üveghatáshoz minimális. Mivel az éjszakák gyakran derültek ezeken a területeken, a talaj szabadon sugározhatja ki a hőt a légkörbe, és gyorsan lehűlhet sötétedés után.

Ezzel szemben a melegedő óceánok hatalmas vízgőz-források. Talán már hallottad a hírekben a kifejezést: „légköri folyó”. Ilyenkor a páradús levegő az óceán felől érkezik, mintha egy magaslégköri futószalagon sodródna, eléri a szárazföldet, majd emelkedni kezd a hegyek felett. A magasabb légrétegek hidegebbek, így az emelkedő levegő lehűl.

Most jön a lényeg: minden egyes Celsius-fok hőmérséklet-emelkedés lehetővé teszi, hogy a levegő kb. 7%-kal több vízgőzt tartson magában. Ez a folyamat kétirányú: ha a levegő lehűl, kicsapódik a víz, vagyis esik az eső. A légköri folyók akkor kerülnek be a hírekbe, amikor ez a nedvesség-szállító rendszer elég sokáig egy helyen marad, és áradásokhoz vezető csapadéktömeget zúdít le. Az áradások aztán végigvonulnak a folyórendszereken, és változó mértékű pusztítást okoznak, míg visszajutnak a tengerbe.

A légköri folyók jó – bár kártékony – példái annak, milyen gyors a víz körforgása a légkörben. A szén-dioxid ezzel szemben ott marad a légkörben, és akadályozza a Föld felszínéről az űrbe távozó hő kisugárzását. Minél több a CO₂, annál erősebb ez a hatás.

Részletesebb magyarázat

Amikor azok, akik tagadják az emberi eredetű globális felmelegedést, ezt az érvet használják, az a céljuk, hogy azt sugallják: a CO₂ növekedése nem akkora probléma. Mivel a vízgőz egyébként is erőteljes üvegházhatású gáz, és már rengeteg van belőle a légkörben, akkor – szerintük – egy kis extra CO₂ már nem oszt, nem szoroz.

Ez az érv azonban figyelmen kívül hagy egy kulcsfontosságú tényt: a légköri vízgőz pozitív visszacsatolási hurkot hoz létre – ahogy a tudósok nevezik. Ez azt jelenti, hogy felerősíti a hőmérséklet-emelkedést, jóval nagyobbá téve azt, mint amilyen egyébként lenne.

Hogyan működik ez a folyamat? A légkör vízgőztartalma közvetlen összefüggésben van az adott régió hőmérsékletével és a rendelkezésre álló víz párolgási lehetőségeivel. Hallottad már a mondást, hogy „túl hideg van ahhoz, hogy havazzon”? Több van benne, mint némi igazság: a nagyon hideg levegő kevés nedvességet képes megtartani.

Ha viszont megnöveljük a levegő hőmérsékletét, több víz tud elpárologni és gőzzé alakulni. Erre még egy képlet is létezik: minden egyes Celsius-fok melegedés 7%-kal több nedvesség befogadását teszi lehetővé. Ehhez már csak egy vízforrás kell a párolgáshoz – és ezekből rengeteg van, például az óceánok.

Tehát amikor valami más – például a fosszilis tüzelőanyagok égetése által okozott CO₂-kibocsátás – megemeli a hőmérsékletet, akkor több víz tud párologni. Mivel pedig a vízgőz is üvegházhatású gáz, ez a többlet nedvesség tovább fokozza a melegedést. Ez az úgynevezett pozitív visszacsatolási hurok.

Mennyivel fokozza a vízgőz a felmelegedést? Tanulmányok szerint a vízgőz-visszacsatolás körülbelül megkétszerezi a CO₂ által kiváltott melegedést. Tehát ha a CO₂ önmagában 1 °C hőmérséklet-emelkedést okoz, akkor a vízgőz még egy további 1 °C-ot hozzátesz. Ha figyelembe vesszük a többi, tudományosan igazolt visszacsatolási mechanizmust is – és ezekből több is van –, akkor a CO₂ által közvetlenül okozott 1 °C melegedés akár 3 °C összesített felmelegedést is eredményezhet.

Egy másik fontos tényező, hogy a víz folyamatosan párolog a szárazföldekről és tengerekből, majd eső, hó vagy jég formájában lehullik, és lefolyással vagy olvadékvízként visszajut a tengerbe. Emiatt a légköri vízgőz mennyisége akár óráról órára, napról napra jelentősen változhat. A vízgőz folyamatosan ki- és belép a légkörbe az adott helyi időjárási viszonyoknak megfelelően. Tehát még ha a vízgőz mennyiségileg a legnagyobb üvegházhatású gáz is, az ún. légköri tartózkodási ideje rövid, mivel állandóan körforgásban van.

Ezzel szemben a CO₂ nem vesz részt aktívan az időjárásban. Ugyanakkor lassan eltávolítható a légkörből, például amikor esővízben gyengén oldott szénsavként oldódik ki. Ezek az oldatok fontos kémiai mállasztó anyagok, amelyek a kőzeteket befolyásolják – geológiai időskálán. A mállás a lassú szénciklus része, és a hangsúly a lassún van: a CO₂ így évekig, akár évszázadokig is a légkörben maradhat. Hosszú légköri tartózkodási idővel bír. És még ha a kibocsátott mennyiség kicsi is lenne – ami messze nem az –, akkor is tartós hatással lenne a globális éghajlatra.

Összefoglalva: azok, akik azt állítják, hogy a vízgőz a domináns üvegházhatású gáz, figyelmen kívül hagyják, hogy a vízgőz-visszacsatolás valójában felerősíti a CO₂ által kiváltott hőmérséklet-változásokat.