A nagytávolságú légköri transzport szerepe

A vizsgált időszakban az európai antropogén szén-monoxid emissziók egyértelmű csökkenő tendenciát követnek. Ezzel szemben a légköri transzporttal a dobozba érkező légtömegek (tekintettel az átlagos óceáni háttér-koncentrációra) évről-évre figyelemre méltó változékonyságot mutatnak. A légköri transzport szerepe az európai szén-monoxid mérlegben már önmagában is jelentős. A mérleg mintegy harmadát a befelé irányuló advekció révén a dobozba kerülő szén-monoxid teszi ki. Mivel az óceán fölötti troposzférában viszonylag kevés változás indukálódik, ezért az Atlanti-óceán északi részére érkező légtömegek forrását is meg kell vizsgálni. Ennek megfelelően figyelembe kell venni az észak-amerikai CO-emissziókban bekövetkezett változásokat is.

Észak-Amerikában 1995. és 2000. között mind az elsődleges antropogén CO kibocsátásban, mind a másodlagos antropogén forrásokban csökkenő tendencia mutatkozott. Az előbbi esetében ez a csökkenés átlagosan évente mintegy 2%-nak adódott, míg az antropogén NMHC esetében 4% év^-1-nek (http://www.epa.gov/).

Ugyanakkor a vizsgált időszak rövidsége miatt feltételezhető, hogy az elsődleges és másodlagos természetes CO források erőssége a bizonytalansági tartományon belül állandónak tekinthető. Éppen ezért az Atlanti-óceán északi részén a légköri CO koncentrációban megfigyelt jelentős ingadozások az időről időre jelentkező erdőtüzeknek, illetve a légköri áramlási rendszerekben, az óceáni légköri határréteg változásainak köszönhetők (Mészáros et al., 2005).

Az 1995 és 2000 közötti időszakban, 1998-ban az északi összefüggő erdőségekben és a tajga övezetben jelentős erdőtüzek pusztítottak. Meghatároztam az észak-amerikai és oroszországi erdőtüzekből származó CO mennyiségét, hogy ezeknek az erdőtüzeknek az európai szén-monoxid mérlegre gyakorolt lehetséges hatását vizsgáljam. A biomassza égetés során a légkörbe került szén-monoxid mennyiség becsléséhez a (26) összefüggést alkalmaztam. A vizsgált időszakban az erdőtüzek során

leégett terület nagyságát a http://www.fire.uni-freiburg.de/inventory/database/

statistic.html adatainak segítségével határoztam meg, illetve felhasználtam Kasischke és Bruhwiler (2002) eredményeit is.

0

1995 1996 1997 1998 1999 2000

Biomassza égetés (Tg CO év-1)

70

EU CIS NAM Óceáni háttér CO

16. ábra – Az északi félteke erdőtüzeiből származó becsült CO mennyiség (bal oldali tengely) és a modellhez felhasznált éves átlagos CO háttér-koncentráció változása 1995 és 2000 között (jobb oldali tengely). (EU: a modellhez becsült európai biomassza égetésből származó CO mennyisége, CIS: Független Államok Közössége, [elsősorban Oroszország, azon belül is Szibéria és az orosz Távol-Kelet], NAM: Észak-Amerika)

Az észak-amerikai és oroszországi erdőtüzek becsült szén-monoxid emissziós adatait összevetettem a modellhez felhasznált, vizsgált időszakra vonatkozó óceáni CO háttér-koncentrációval (16. ábra). Az összehasonlításból kiderül, hogy az első három évben (1995-1997 között) az észak-atlanti régióban az észak-amerikai erdőtüzekből származó CO emissziók domináltak. Ezzel szemben 1998-ban a szibériai és az orosz távol-keleti régiók erdőtüzeiből származó, szélsőségesen nagy CO kibocsátás nagymértékben befolyásolta az Atlanti-óceán északi részének CO koncentrációját is.

Dominanciája szembetűnő, még ebben az évben az önmagában is jelentős észak-amerikai erdőtüzek hatása mellett is.

Az erdőtüzek jelentősége az évszakos viszonyok vizsgálatával egyértelművé válik. Az észak-amerikai erdőtüzek ugyanis elsősorban nyáron pusztítottak, párhuzamosan a szibériai és az orosz távol-keleti régiók erdőtüzeivel. Ugyanakkor ez utóbbi régióból 1998 kora őszén további jelentős mennyiségű CO került rövid idő leforgása alatt a légkörbe (Kasischke és Bruhwiler, 2002). Így az észak-atlanti régiót még ha kissé elhúzódva is, de két jelentős szén-monoxid impulzus is érte. Ehhez hasonlóan az európa fölötti troposzféra esetében az első CO impulzus után megérkezett a második is. Ez utóbbi 1998 őszén – a többi koncentrációemelkedéshez viszonyítva – messze a legnagyobb növekedést eredményezte az CO évszakos keverési arányában. Az 1998-as események után a szén-monoxid keverési aránya visszatért ahhoz a lassan csökkenő tendenciához, ami korábban tapasztalható volt.

Az erdőtüzekből a légkörbe kerülő szén-monoxid és szén-dioxid aránya, illetve az erdőtüzek következtében ebben az arányban bekövetkező változás is jellemző lehet az adott időszakra. Már a (24) egyenletben szereplő fCO konverziós faktor az égés során a szén-dioxidként a légkörbe kerülő szén mennyiségéhez viszonyítva állapít meg egy arányszámot CO-ra nézve. Ennek megfelelően az 1995-2000 közötti időszakban megvizsgáltam a CO2/CO arányokat is mind a kontinentális, mind az óceáni keverési arányokat tekintve. A CO és CO2 esetében azonos mérőállomások alapján képzett óceáni és kontinentális átlagokat vettem figyelembe (Kivéve: JFJ, HPB, és KOS állomásokat).

A légköri koncentrációkat ppb-ben helyettesítettem be, majd a kapott arányokra normál-függvényt alkalmaztam (a középérték és a szórás értékkel megadott eloszlás alapján normalizált értékekhez jutunk). A 17. ábra alapján megállapítható, hogy mind az óceáni, mind a kontinentális arányok esetében a tavaszi és a téli időszakot negatív értékek jellemzik végig a vizsgált időszak alatt. Ettől az 1998-as év jelentősen eltér. A nyári, de különösen az őszi időszak – mind az óceáni, mind a kontinentális viszonyokat tekintve – hasonlatosnak bizonyult a fűtési időszakban tapasztalható arányokhoz. Ebből két dolog is következik: egyrészt 1998-ban a nyári, illetve őszi időszakra vonatkoztatható arányok, így a CO légköri koncentrációja is olymértékben megnőtt, hogy kis híján egy évszakos eltolódás alakult ki. Másrészt viszont bizonyítja azt is, hogy nem a helyi emissziókban bekövetkezett növekmény, hanem a légköri transzportfolyamatok eredménye a tapasztalható változás. (Érdemes megjegyezni, hogy

amennyiben nem a kontinentális átlagokat, hanem az egyes mérőállomásokra vett arányokat tekintjük, feltételezhetően nem csak az 1998-as globális, de a kisebb léptékű biomassza-égetési illetve égési epizódok is azonosíthatók lehetnek.)

-2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

évek

Normalizált arány

óceáni kontinentális

17. ábra – Normalizált óceáni és a kontinentális CO2/CO arányok 1995 és 2000 között Összegezve tehát, az európai antropogén források csökkenésével szemben, az állandónak feltételezett természetes kibocsátások mellett, az 1998-as nagy koncentráció-emelkedésért a nagytávolságú légköri transzport tehető felelőssé. Az európai biomassza égetés és az erdőtüzek ugyanis az összes regionális forrásnak mintegy 5%-át teszik ki, ugyanakkor a mérőállomásokon tapasztalt koncentráció-növekedés jellemzően nyár végén, kora ősszel volt tapasztalható. A nagy tajgaövezeti erdőtüzekből származó szén-monoxid a légköri áramlási rendszerek közvetítésével ekkorra juthatott Európa fölé. Így a modellszámítások segítségével sikerült igazolnom, hogy az európai antropogén források csökkenő tendenciáját az időről időre jelentkező, világ több régióját érintő erdőtüzek a nagytávolságú légköri transzport segítségével milyen komolyan képes befolyásolni.

3.2.4. A modell bizonytalansági tartománya

A modell esetében az 1995-2000 közötti időszakra is elvégeztem a bizonytalansági tartományra vonatkozó számításokat. Ezek alapján megállapítható, hogy a modell bizonytalansági tartománya a korábbi verzióéhoz képes összességében nem változott, hozzávetőleg ±30%-os nagyságrendbe esik.

Az CLRTAP/EMEP adatbázis esetében a szén-monoxidra, illetve az antropogén eredetű NMHC komponensekre vonatkozó bizonytalansági intervallumokat az EMEP/

CORINAIR Atmospheric Emission Inventory Guidebook (http://www.eea.eu.int) segítségével határoztam meg. Az emissziós adatok bizonytalansági tartománya többnyire ±25% körüli, de bizonyos emissziós adatok esetében ez az érték ±75%-ra is növekedhet. A CLRTAP/EMEP adatbázisból származó antropogén emissziók bizonytalansági tartománya a ±30%-os nagyságrendbe esik. A nem ipari tevékenységek, illetve a biomassza égetés esetében, akárcsak a különböző hulladékgazdálkodási eljárások esetében ezek a tartományok még szélesebbek, ±150%-os értéket is elérik. A CO mérlegben a források eredő bizonytalansági intervalluma mindezek alapján ±30%

körülinek adódik.

A nyelő folyamatok bizonytalansága is meglehetősen változatos maradt. A domináns nyelő folyamatra, az advekcióra vonatkoztatott bizonytalansági intervallum

±45%. A száraz ülepedés esetében ez az érték ±25%, míg az OH-reakcióra nézve ±30%.

A nyelő folyamatok eredő bizonytalansági intervalluma, hasonlóan a korábbi modelléhez, ±30% körül alakul. A számított keverési arányokra vonatkozó bizonytalansági intervallum ±40% minden egyes évszakra nézve.

4. REGIONÁLIS ANTROPOGÉN FORRÁSOK