Röviden

A 20. század éghajlata valóságos svédasztala volt a természetes és emberi eredetű tényezőknek. Ezek hol egymással összhangban, hol egymással ellentétesen hatottak, és különböző időszakokban eltérő irányokba mozdították a hőmérsékletet. Az 1920-as évekig inkább hűvösebb viszonyok uralkodtak. Ezt tartós felmelegedés követte egészen az 1940-es évek végéig. Ezt követően, az 1970-es évek végéig, melegebb és hűvösebb időszakok váltakoztak. Azután kezdődött meg a hőmérsékletek ingadozó, de egyirányú emelkedése, amely mindmáig tart.

Ebben az időszakban gyorsult fel igazán a fosszilis tüzelőanyagok felhasználásából származó CO₂-kibocsátás is: az évi 1,5 milliárd tonnáról 1900-ban 6 milliárd tonnára 1950-re, 25 milliárd tonnára 2000-re, és napjainkra 44 milliárd tonnára nőtt. Mennyire korrelálnak ezek a számok azzal, ami ugyanebben az időszakban a Föld éghajlati rendszerében zajlott?

A bolygó éghajlatát számos tényező befolyásolja. Ilyenek például a Nap aktivitásának változásai, a vulkáni működés mértéke, az óceáni áramlatok ingadozásai, a Föld pályájának ciklikus változásai, az üvegházhatás erőssége, valamint a Föld felszíne által visszavert napsugárzás mennyisége. Egyes tényezők kényszerek (forcings) – vagyis olyan hatások, amelyek meghatározzák és megváltoztatják az éghajlati rendszer teljes energiatartalmát. Mások visszacsatolások (feedbacks) – vagyis különböző módokon reagálnak ezekre a változásokra.

Mind a kényszerek, mind a visszacsatolások különböző időskálákon működnek – évektől egészen évezredekig. Ez a változékonyság azt jelenti, hogy egyes időszakokban erősíthetik egymás hatását, máskor pedig részben vagy teljesen kiolthatják egymást. Ahhoz, hogy megértsük, miért viselkedett az éghajlat egy adott időszakban egy bizonyos módon, valamennyi tényezőt meg kell vizsgálni.

Az 1920 és 1940 közötti időszak esetében a globális hőmérséklet-emelkedést elsősorban a fent említett tényezők közül háromnak tulajdonítják. A Föld légkörének felső határát elérő napsugárzás mennyisége 1920 és 1940 között folyamatosan növekedett. Bár a változás mértéke kicsi volt, korántsem volt elhanyagolható. A vulkáni tevékenység légköri aeroszolokat juttat a levegőbe, amelyek részben árnyékolják a Napot, és így hűtő hatást fejtenek ki. Az átlagosnál alacsonyabb vulkáni aktivitás – amilyen az 1920–1940 közötti időszakban jellemző volt – kevesebb ilyen légköri „hűtőanyagot” eredményezett. Korai, bár még viszonylag alacsony szintű üvegházhatásúgáz-kibocsátásaink szintén hozzájárultak a felmelegedéshez. Emellett regionális tényezők is szerepet játszottak a világ egyes részein tapasztalt hőmérséklet-emelkedésben. Különösen fontos volt az óceáni áramlatok változása, amely a szokásosnál melegebb tengerfelszíni hőmérsékleteket eredményezett az Észak-Atlanti-óceán térségében.

Bárki, aki elég idős ahhoz, hogy emlékezzen az 1950-es és a korai 1960-as évek vegyi szmogjaira, tudja, hogy a légszennyezés halálos is lehet. Egyetlen ilyen szmogesemény során, Londonban 1952 decemberében, 4000 és 12 000 közötti ember halt meg súlyos légzőszervi megbetegedések következtében. A kormányok reagáltak a helyzetre. A következő két évtized során számos tiszta levegőről szóló törvényt (Clean Air Act) fogadtak el. Ennek megfelelően a szennyezés szintje csökkent. Ezek a szennyező anyagok azonban – akárcsak a vulkáni eredetű gázok – aeroszolok, amelyek hűtő hatást fejtenek ki. Eltávolításuk megszüntette ezt a hatást, és lerántotta a leplet, amely mögött a CO₂-kibocsátások addig rejtőztek – és ezzel kezdetét vette a felmelegedés felgyorsulása.

Részletesebb magyarázat

Széles körben elterjedt tévhit, hogy az emberi eredetű globális felmelegedés volt a 20. század minden időszakában az éghajlat alakulásának meghatározó tényezője. Egyértelmű, hogy az emberi eredetű szén-dioxid-kibocsátások miatt melegebb ma a Föld, mint a 19. század közepén volt. Itt azonban a teljes 20. századot vizsgáljuk. Ahogyan azt a későbbi, az 1970-es éveket követő felmelegedés esetében is megtették, a 20. századi éghajlat alakulásának megértéséhez valamennyi lehetséges éghajlati kényszert meg kell vizsgálni, és fel kell tárni, hogyan hatottak egymásra. Az üvegházhatású gázok kibocsátásán kívül a figyelembe veendő legfontosabb változók közé tartoznak:

• a naptevékenység változásai;
• a vulkáni aktivitás;
• az aeroszol-koncentrációk – természetes és emberi eredetűek egyaránt;
• az albedó változásai;
• az óceáni áramlatok ingadozásai;
• a keringéssel kapcsolatos tényezők (Milanković-ciklusok).

Ezek a tényezők különböző időskálákon működnek, és változó módon hatnak egymásra. E bonyolultság ellenére a klímatudomány részletesen feltárta az 1940 előtti időszakot, és azonosította az akkori felmelegedés legfontosabb okait.

A 20. század elején a CO₂-szintek ugyan jóval alacsonyabbak voltak a maiaknál, de már emelkedtek, annak ellenére, hogy a kibocsátások csak töredékét tették ki a jelenlegieknek. Ebben az időszakban a naptevékenység is növekvő tendenciát mutatott, ami a Földet érő bejövő sugárzásban megközelítőleg egy watt négyzetméterenkénti növekedést eredményezett.

Emellett a 19. század végének intenzív vulkáni időszaka után (gondoljunk például a Krakatau kitörésére és más hasonló eseményekre) a 20. század elején viszonylag nyugodt vulkáni időszak következett. Ez a két tényező volt az 1900 és 1940 közötti felmelegedés két legfontosabb mozgatórugója (1. ábra).

Ezek a tényezők azonban 1975 óta alig vagy egyáltalán nem játszottak szerepet a felmelegedésben. A naptevékenység azóta csökkent, miközben a hőmérsékletek tovább emelkedtek. A vulkánkitörések az elmúlt néhány évtizedben viszonylag gyakoriak voltak, és ha valamilyen hatást gyakoroltak, akkor inkább hűtő hatást fejtettek ki, amely részben elfedte a CO₂ okozta felmelegedést. Jó példa erre a Pinatubo-hegy 1991-es kitörése.

1. ábra: Több, egymástól független globális felszínihőmérséklet-adatsor rendkívül egységes hőmérséklet-változási mintázatot mutat az 1880–2023 közötti időszakban. Bár az alkalmazott meteorológiai állomás- és óceáni adatok részben átfedésben vannak, a hiányzó adatok korrekciójára, az inhomogenitások kezelésére, a térbeli mintavételezésből eredő torzítások korrigálására és egyéb módszertani kérdésekre alkalmazott eljárások egymástól függetlenek. Grafika: Realclimate.

Tanulmányok a 20. század eleji éghajlatváltozásról

Az „A huszadik századi hőmérsékletváltozás természetes és antropogén hozzájárulásainak becslése” (Tett et al., 2002) című tanulmányban a szerzők a következőképpen fogalmaztak: „Az 1907–1957 közötti időszakra vonatkozóan azt találtuk, hogy az emberi eredetű felmelegedés nettó hatása elhanyagolható volt, mivel az üvegházhatású gázok hatását nagyrészt ellensúlyozták más antropogén kényszerek. Ezért ebben az időszakban a felmelegedés döntően természetes okokra vezethető vissza. A század második felének felmelegedését nagyrészt az üvegházhatású gázok magyarázzák, amelynek hatását részben a vulkáni aeroszolok, valamint az antropogén aeroszolok közvetett hatásai ellensúlyozták. A teljes évszázadot tekintve a természetes kényszerek nettó hozzájárulása nulla, mivel a század elején melegítő, az 1960-as évektől kezdve pedig hűtő hatást fejtettek ki.”

Az „A globális klímaváltozás napenergia-kényszere a 17. század közepe óta” (Reid, 1997) című tanulmányban a szerző kapcsolatot talált a naptevékenység változásai és a 20. század eleji éghajlatváltozás között, és arra a következtetésre jutott, hogy „a naptevékenységből eredő kényszer és az antropogén üvegházhatású gázok okozta kényszer nagyjából egyenlő mértékben járult hozzá a globális hőmérséklet 1900 és 1955 közötti emelkedéséhez”.

Egy újabb, jelentős áttekintő tanulmányban (Hegerl et al., 2019) a szerzők az 1750-től napjainkig megfigyelt éghajlati változások okait vizsgálták. Érdekes módon az attribúciós vizsgálatok eredményeinek összesítése azt mutatta, hogy az üvegházhatású gázok által okozott felmelegedési tendencia már 1900 körül kimutathatóvá vált a proxyadatokon alapuló hőmérsékleti rekonstrukciókban.

Hegerl és munkatársai megállapították, hogy az üvegházhatású gázok hatása az idő előrehaladtával – nem meglepő módon – egyre erősebbé vált, és a közelmúlt éghajlati trendjeinek meghatározó tényezőjévé nőtte ki magát. Más kényszerek azonban jelentős eltéréseket okoztak ettől a kibontakozó üvegházhatású felmelegedési trendtől. A 19. század elején az intenzív vulkáni aktivitás időszakai erőteljes lehűlést idéztek elő. Felmelegedés olyan időszakokban következett be, amikor a vulkáni aktivitás alacsony volt, például a 20. század első felében. Az antropogén aeroszol-kényszer nagy valószínűséggel elfedte az emberi eredetű globális felmelegedés egy részét a 20. század során. Ez különösen igaz volt az 1950 körül kezdődő, gyorsuló szulfátaeroszol-kibocsátások időszakában, ami magyarázatot ad az 1940 utáni évtizedek összességében hűvösebb viszonyaira. Ez a tanulmány szabadon hozzáférhető.

Természetesen ez a szulfátaeroszol-szennyezés némileg különbözött a CO₂-től – látni és érezni lehetett. A londoni szmogok csak egyetlen példát jelentenek erre. Az ilyen rendkívül rossz levegőminőség számos országban intézkedéseket tett szükségessé az efféle szennyező anyagok korlátozására, például az Egyesült Királyságban az 1956-os és 1968-as Clean Air Act elfogadásával. Miután ez a negatív kényszerhatás jelentősen gyengült, néhány évvel később egyértelműen megjelent a modern, emberi eredetű felmelegedés jele.