Az éghajlati rendszer elemei 1. Az általános légkörzés

Az általános légkörzés a Föld kiterjedt légköri áramlási rendszereinek együtte-se. Összefüggõ rendszer, amelyben globális, regionális és lokális skálájú légkö-ri mozgásformák együtt jelennek meg. Fõ meghatározói:

a)a Föld forgása és az ehhez tartozó globális fizikai feltételek,

b)a Föld tengelyének ferdeségébõl származó speciális hõmérsékleti eloszlás, c)a légtömegek mozgására és eloszlására vonatkozó egyéb fizikai feltételek, d)a légköri vízforgalom egyensúlya,

e)a légkör alulról fûtöttségének ténye.

A trópusokon meredek szögben beesõ napsugárzás hõtöbbletet okoz a polá-ris régiók alacsonyabb szögben történõ besugárzásához képest. Ezt az elemi tényt márArisztotelészészrevette (i. e. 382–321), s innen – a napsugarak beesé-si hajlásszögébõl(klinein)származik aklímaszavunk. Az Egyenlítõ körüli tar-tomány nagyobb melege a termodinamika elemi szabályai szerint a hidegebb területek felé, a magasabb földrajzi szélességek és a pólusok felé igyekszik.

A légkörön áthaladó napsugárzás, felmelegítve a talajt, a légkörtalulról fûtötté teszi (hasonlóan a tûzhelyre feltett fazék vízhez, s szemben például a napsütés általfelülrõlmelegített tavakhoz és óceánokhoz).

A trópusokon a meleg talaj fölött gyorsan melegszik a levegõ is, ez felszáll 10-12 kilométer magasságba, s ott északi és déli irányba terül szét. Elhagyja a Föld forgása során leggyorsabban mozgó régiót, de amíg a magasabb földrajzi szélességek felé közelít, megõrzi a felemelkedésekor szerzett horizontális irá-nyú impulzusát. Ahol leszáll, a 30. szélességi körök mentén, a felszín (jóval ki-sebb forgási sugara miatt) alacsonyabb sebességgel mozog, így a levegõ a ma-gasban jelentõs sebesség-különbséggelelõresiet.Ezt észleljük az adott délkö-rök mentén az északi és a déli féltekén magaslégkörifutóáramlásként. Ez a magasban az adott helyen mindig létezõnyugatiasirányú nagyon erõs szél.

Leszállás után a felszín közelében ezen légtömegek egy része megindul vissza-felé az Egyenlítõ irányába. Így mindig egyre inkábblemarada felszínhez képest (mely az Egyenlítõnél a Föld forgása miatt gyorsabban mozog, mint bárhol má-sutt), ezért ott állandókeletiesszéljárást észlelnek. Ez az a meghatározó széljárás,

amellyel a hajósok a szubtrópusokon Európából átkelhettek az Atlanti-óceánon, in-nen kapta a nevét:passzátszél.A trópusokon a levegõ aztán ismét felmelegszik, új-ból megindul a feláramlás, és így egy zárt légkörzési cella jön létre.

A 30. szélességi kör környékén leszálló levegõ másik ága a felszín felett továbbha-lad a pólusok felé. A felszálláskor az Egyenlítõnél nyert nagy impulzus momentumá-nak jelentõs részét azonban még hordozza. Nem juthat be közvetlenül a forgási sar-kok fölé, ott ugyanis „áll” a felszín az Egyenlítõhöz képest, így a levegõnek elvileg végtelenül gyorsan kellene a felszínhez képest mozognia. Ez természetesen nem le-hetséges, ezért a levegõ ezt a globális forgási többletét több kisebb forgó rendszerré átalakulva veszti el. Így bomlik le a mozgási energiamérsékelt övi ciklonokká.

A magasabb szélességek alatti, mérsékelt övi ciklonalitás tehát az általános légkörzésnek nem véletlen, mellékes velejárója, hanem a fizika megmaradási törvényébõl származó nélkülözhetetlen eleme. Minthogy a ciklonok a szubtró-pusok felõl jövõ meleg és a sarkokról a talaj fölött visszaérkezõ hideg levegõ-nek a találkozási felületei, a mérsékelt öv alatt ezek hordozzák azidõjárási frontokat. Ha a globális felmelegedés következtében bármilyen változás áll be a ciklonpályák tipikus elhelyezkedésében, a ciklonok vonulásának menetében, kialakulásuk feltételeiben, méretükben vagy fennállásuk tartósságában, az adott földrajzi hely éghajlatát lényegesen befolyásolja.

4.2. Az óceáni vízkörzés

A világóceán nem egy tó, amely nyugalomban van, és nem egy folyó, amely va-lahonnan valahová áramlik. Azonban, ahogyan a Földgolyót körülvevõ

levegõ-burokban jelen vannak, a világóceán nagy egészében is találunk rendszeres áramlatokat. Ezeket a Nap energiája és a szél hajtja. Az általános óceáni cirkulá-ció legfõbb jellemzõje, hogy részt vesz a globális energia- és impulzusmomen-tum-transzportban, azaz a trópusi övezetek hõtöbbletét szállítja át a magasabb szélességi körök övezeteibe, a mérsékelt övbe és a pólusok felé. A trópusokról származó meleg víz felszíni áramlatok formájában halad a poláris övek felé, ahol lehûlve lesüllyed, majd mélyvízi hideg áramlásként visszafolyik az Egyen-lítõ felé, ahol azután a felszínre emelkedik. A felszíneken a víz áramlását az ál-talános légkörzés meghatározó felszíni szelei, tipikus keleti passzátszelek hajt-ják, míg az áramlás egészét a Föld forgása, az ebbõl származó eltérítõ erõk és kényszerfeltételek, a kontinensek elhelyezkedése, valamint a víz hõmérsékleti és sûrûségi viszonyai határozzák meg.

Az elmúlt ötven év kutatásai egyértelmûvé tették, hogy a kontinensek között elhelyezkedõ három nagy óceáni medence belsõ áramlásai egységes áramlási rendszerbe illeszkednek, melynek neve Nagy Óceáni Szállítószalag. Az általa szállított hõ jelentõs módosító szerepet játszik a kontinensek éghajlatában, kü-lönösképpen Észak- és Nyugat-Európa, valamint Észak-Amerika keleti partjá-nak hõmérsékleti és csapadékviszonyaiban. A Golf-áramlat által kiváltott pozi-tív hõmérsékleti anomáliamég hazánk éghajlatában, hõmérsékletében is meg-határozó szerephez jut.

4.3. Hó és jég (krioszféra)

A Föld éghajlatának lényeges tényezõje, hogy – helyenként évszakosan, másutt ál-landóan – hó és jég borítja. A fehér felület igen hatékonyan veri vissza a fényt, így jelenléte jól õrzi a hideget. Ez fontos lokális-regionális klímaalkotó tényezõ, globá-lis mennyisége ugyanakkor belejátszik a planetáris albedóba s ezen keresztül a fel-szín sugárzási mérlegébe és az átlagos globális felfel-színi hõmérsékletbe is.

Az északi féltekét, benne az Atlanti-óceán poláris tartományait borító jégtö-meg mennyisége egyúttal befolyásolta a jégtö-meghatározó tengeráramlások intenzi-tását és irányát is. Az Északi-Jeges-tenger állandó jégtakarójának mérete és az Észak-atlanti-áramlás útvonala közötti összefüggés az Európa éghajlati jövõké-peire irányuló kutatások (és aggodalmak) egyik sarkalatos pontja.

4.4. Visszacsatolások, késleltetések

Az óceánok, a felhõzet, a páratartalom egységes rendszerében pozitív és nega-tív, önerõsítõ és öngyengítõ, azaz gerjesztõ és csillapító visszahatások lépnek mûködésbe.

Csökkenõ hó- és jégfelület esetén kisebb a visszavert napfény mennyisége, több nyelõdik el a földfelszínben és az óceánokban, ami fokozza a melegedést, és a hó- és jégfelület további csökkenéséhez vezet.

• A melegedés miatt a légkörbe jutó vízpára szintén üvegházhatású gáz, te-hát tovább fokozódik a melegedés. (Vízpára-visszacsatolás)

• Azonban a légkör növekvõ páratartalma nagyobb felhõképzõdéshez is ve-zet, ami növeli a Föld „napernyõszerû” védettségét, a kiinduló felmelege-dés ellen hatva. (Felhõzet-visszacsatolás)

• A melegebb tengervíz kevesebb szén-dioxidot képes tárolni, a kezdeti me-legedés miatt a légkörbe visszajuttatott CO2-többlet további melegedést okoz. (Óceáni visszacsatolás)

• Az óceánok vizében elnyelt és tárolt hõmennyiség pedig késleltetett hatás-sal jelenik meg a légkörben, csillapítva, idõben kitolva a kezdeti melegítõ behatás következményeit. (Inercia)

• További óceáni késleltetõ effektus a légköri szén-dioxid-tartalom idõle-ges (bár akár évszázadokra szóló) részleidõle-ges elnyelése és a hideg mélyvízi áramlásban való tárolása. Ha most azonnal abbahagynánk az üvegház-gáz-kibocsátást, a hatások akkor is még hosszú évtizedekre-évszázadokra elnyújtva érvényesülnének. (Késleltetés)