Fizikai Szemle honlap

Tartalomjegyzék

Fizikai Szemle 2005/2. 61.o.

IDŐJÁRÁS, ÉGHAJLATVÁLTOZÁS

A jelenségek szemléltetése egyszerű demonstrációs kísérletekkel

Ujfaludi László
Eszterházy Károly Főiskola, Eger

Az időjárás mindannyiunk napi beszédtémája, az emberi tevékenység által előidézett éghajlatváltozás pedig fenyegetõ árnyként borul civilizációnk és az egész élővilág jövőjére. Az időjárási jelenségek rendkívül bonyolult légkörifolyamatok eredményeképp jönnek létre, amelyekben a hidroszférának is fontos szerepe van. A folyamatok egyes mozzanatai azonban egyszerű fizikai (elsősorban hőtani és áramlástani) alapjelenségekre vezethetők vissza, amelyek egyszerű kísérletekkel bemutathatók. Jelen tanulmány célja néhány ilyen kísérleti demonstráció bemutatása, majd azok továbbgondolása útján az összetett időjárási-éghajlati folyamatok magyarázata. A bemutatott 7 kísérlet közül 6 igen egyszerű eszközökkel bemutatható. Egyedül a 3. kísérlet (az ún. Hide-féle kísérlet) igényel speciális kísérleti berendezést, amely azonban némi barkácsolással házilag is elkészíthető; végső esetben ez a kísérlet el is maradhat.

Jelen tanulmány a 2002-ben Debrecenben, az Általános Iskolai Fizikatanári Ankéton elhangzott előadás szövegének bővített változata.

A napsugarak felmelegítik a földfelszínt

Köztudott, hogy a Nap sugarai először a földfelszínt melegítik fel, majd a légkör a felszínről induló konvektív áramlások révén (közvetve) melegszik fel. A földfelszín különböző színű és minőségű területei ugyanakkora besugárzás esetén is nagyon különbözőképpen melegszenek fel.

1. ábra 2. ábra

Rögzítsünk egy állványra három egyforma hőmérőt, amelyeket előzőleg különböző burkolattal (fekete, fehér papír és alufólia) láttunk el. Ha ezután a hőmérőket egy hősugárzóval melegítjük (1. ábra), leggyorsabban a fekete, majd a fehér, leglassabban a fóliaburkolatú hőmérő melegszik fel. Ha egy idő után a melegítést abbahagyjuk, és megfigyeljük a hőmérők lehűlését, a következőt tapasztaljuk: a leggyorsabb lesz (mondjuk hőmérsékletcsökkenés per perc egységekben) a fekete hőmérő lehűlése, ennél lassabban hűl a fehér, és a leglassabban a fóliás hőmérő. Vagyis az a felület hűl le a leggyorsabban, amely a leggyorsabban felmelegedett; ez ugyanígy történik a földfelszínen is. A fekete talaj (szántóföld) sokkal gyorsabban felmelegszik, mint a sárga homok, vagy a frissen esett hó, és ugyanez a sorrend érvényes a lehűlési sebességekre is. Közismert az is, hogy a víz jóval lassabban melegszik fel (és jóval lassabban is hűl le), mint a szárazföld; ennek oka a víznek a szilárd kőzetekhez képest jóval nagyobb fajhője.

A földfelszín felmelegedése szempontjából a földrajzi szélességnek is nagy jelentősége van. Az egyenlítő környezetében a napsugarak beesésiszöge (az évszakos változásoktól eltekintve) közel merőleges, a sarkok közelében pedig közel érintőleges. Ennek következtében a sarkok közelében ugyanakkora besugárzó energia sokkal nagyobb felületen oszlik el, mint az egyenlítőnél. A kialakult helyzetet a Lambert-törvény fejezi ki, amely kimondja, hogy az egységnyi felületre eső sugárzási teljesítmény arányos a beesésiszög koszinuszával.

3. ábra

Összefoglalva az eddigieket megállapíthatjuk, hogy a napsugárzás hatására a földfelület felmelegszik; a felmelegedés mértéke függ:

A három tényező közül - mint az közismert - a földrajzi szélesség jelentősége a legnagyobb, emiatt (kissé leegyszerűsítve a valós helyzetet) azt mondhatjuk, hogy a trópusi területek a legmelegebbek, a sarkvidékek pedig a leghidegebbek.

Mi történik a felmelegedés hatására? Állítsuk össze a 2. ábrán látható közismert, egyszerű kísérletet. A két kéményben - mint arról a föléjük helyezett füstölők segítségével meggyőződhetünk - függőleges áramlás alakul ki. A gyertya fölötti kéményben a láng hatására felfelé irányuló (konvektív) áramlás, a másik kéményben lefelé irányuló áramlás alakul ki. Egyszerű áramlási rendszerünk energiaforrása nyilvánvalóan a gyertyaláng hője, másképpen fogalmazva: a két kémény környezetében létrehozott hőmérséklet különbség. Ha a gyertya elalszik, az áramlás megszűnik. Kissé tovább gondolva a kísérletet, az áramlási rendszer további jellegzetességeit állapíthatjuk meg:

A 2. ábrán bemutatott kísérlet a Föld légkörében lejátszódó nagy légkörzés egyszerűsített modellje, amelyet a 3. ábrán vázoltunk.

4. ábra

A bal oldali cirkuláció a legkorábbi modell (Hadley, 1735), amely szerint az egyenlítőnél állandóan felszálló, a sarkoknál leszálló áramlás van, a kettő között egyszerű cirkuláció jön létre. Ez az úgynevezett egycellás modell. Ez azonban nem egyezett a tapasztalattal, hiszen ennek az északi féltekén állandó északi, a déli féltekén állandó déli szél felelne meg.

Hosszú fejlődés eredménye a ma is érvényesnek tekintett háromcellás modell (az ábra jobb oldali része), amely már a tapasztalati tényekkel is összhangban van. A trópusokon létrejött intenzív felfelé áramlás nagy mennyiségű vízgőzt szállít, az ennek lecsapódása folytán felszabaduló látens hő növeli a függőleges áramlás sebességét. A pára nagy része ebben az övezetben csapadékká alakul és a felszínre hull - ez a trópusi esők övezete. A magasban a légtömegek mindkét féltekén a sarkok irányába áramlanak, fokozatosan lehűlnek, majd a 20. és 30. szélességi kör közötti területen leszállnak. Itt, a lefelé áramlás közben a levegő egyre melegebbé válik, ami kizárja a csapadékképződést, ezért ebben az övezetben alakultak kia sivatagok. A poláris cellában a sarkokon leszálló áramlás van, a 60-70. szélességi kör között felszálló áramlás és intenzív csapadékzóna alakul ki. A Hadley- és a poláris cella között, ezek együttes hatásának eredményeképpen jön létre a Ferrell-cirkuláció. A három cella áramlása három fogaskerékhez hasonló módon kapcsolódik össze. A cellák mérete és a cirkuláció intenzitása a valóságban állandóan változik.

5. ábra

A háromcellás modellben - kísérletünkhöz hasonlóan - a fel- és leszálló övezetek egyúttal alacsony és magas nyomású helyek. A felszínen a modell alapján északi és déli szelek várhatók, ami még mindig nincs összhangban a tapasztalattal. A ténylegesen uralkodó szélirányok (a trópusi passzát, a mérsékeltövi nyugati és a sarki keleti széljárások) a Coriolis-erő eltérítő hatásával magyarázhatók. Így alakulnak kiaz éghajlatiövek és az uralkodó széljárások a két féltekén nagyjából szimmetrikusan, ahogy a 3. ábra mutatja. Ezzel azonban magyarázatunk még nem teljes, hiszen közismert, hogy a mérsékelt égövben a domináns nyugati szeleken kívül gyakran vonulnak át hatalmas örvénylő légtömegek, amelyeket ciklonoknak, vagy anticiklonoknak nevezünk. Ezek kialakulása összetett légköri folyamat eredménye (4. ábra), amelyet az északi féltekére ismertetünk (a déli féltekén a folyamat hasonló, közelítőleg ennek tükörképe). A troposzféra felső rétegeiben észak felől hideg, dél felől meleg légtömegek áramlanak ellentétes irányban (ld. a 3. ábrán a Hadley- és a Ferrell-cellát), ezek együttes hatására a nyugati áramlásban instabilitások, hullámzások jönnek létre. A hullámok idővel egyre markánsabbakká válnak (Rossby-hullámok). Végül a hullámhegyeken és a hullámvölgyeken belül a nyugat-keleti áramlás állandó energiabevitele és a Coriolis-erő hatására a légtömegek önálló forgásba jönnek. A folyamat alatt az óramutató járásával ellentétesen forgó légtestekben alacsony (A) nyomás, az óramutatóval azonos irányban forgó légtestekben magas (M) nyomás lesz uralkodó. Ennek megfelelően kialakul egy olyan áramlási rendszer is, ahol a levegő az M helyekről az A helyekre áramlik.

Már csak egy lépés, hogy felfedezzük az analógiát a 2. ábra kétkéményes kísérletével: az alacsony nyomású légtömegekben itt is felfelé áramlás, a magas nyomású helyeken lefelé áramlás történik. A felfelé áramlás légtömegeit ciklonoknak nevezzük, ezek páratartalma a felső, hideg légrétegekben kondenzálódik, és csapadék jöhet létre. Érkezésüket a földfelszín közelében a légnyomás csökkenése jelzi. Ezért van a barométerek alsó skálarészén "esős idő" jelzés. A lefelé áramló légtömegek az anticiklonok. A bennük áramló levegő egyre melegebbé válik, telítettsége egyre kisebb, csapadék így nem alakulhat ki. Érkezésüket a légnyomás növekedése kíséri, a barométer skáláján ez a "szép idő" tartománya. A ciklonok és anticiklonok megértését nagymértékben elősegítette R. Hide kísérlete (1969), amelynek vázlatát az 5. ábrán mutatjuk be.

A berendezés két koncentrikus hengerből áll. A közöttük lévő hengergyűrűben folyadék (víz, vagy glicerin) helyezkedik el, benne a folyadékkal azonos tömegsűrűségű polisztirol golyócskák. A belső hengert hűtve, a külsőt melegítve olyan hőmérséklet-eloszlást hozhatunk létre a folyadékban, amely közelítőleg a trópusok és a sarkok közötti eloszlásnak felel meg. Ha a berendezés áll, egyenletes konvektív áramlás indul a külső hengertől a belső felé, és a légkörzéshez hasonló cellák alakulnak ki. Lassú forgatáskor ez a helyzet lényegében nem változik, de a műanyaggolyók (a folyadék belső súrlódása következtében) kör alakú pályákon mozognak. A berendezés gyors forgatásakor a külső és a belső hengerpalást közötti konvektív áramlás

6. ábra

instabillá válik, hullámozni kezd, majd a hullámokról önállóan forgó örvénygyűrűk válnak le, hasonlóan a légköri ciklonokhoz és anticiklonokhoz. (Hasonló berendezésről olvashatunk a Fizikai Szemle 2001. évi 1. számában.) Fontos megjegyezni, hogy mind a légkörzés (3. ábra), mind a ciklonok (4. ábra) működése jelentős hőtranszportot eredményez az egyenlítő felől a sarkok irányában. Ha ez nem lenne, az északi és a déli félteke egyenlítőtől távolabb fekvő területei jóval hűvösebbek lennének. Hasonlóan jelentős a tengeráramlatok energiaszállítása; erre később térünk ki.

Önszabályozó rendszerek

Láttuk, hogyan működnek a konvektív áramlások nagy kiterjedésű rendszerekben, hogyan hozzák létre a légkörzést és a ciklonokat. Konvektív áramlások azonban kisebb területeken is létrejönnek, mivel a különböző fedettségű területelemek különbözőképpen melegszenek fel. A konvektív áramlás rendszere ilyenkor úgy alakul ki, hogy a felfelé áramlás mellett lefelé irányuló áramlási sávok is kialakulnak, és a rendszer önszabályozó. Az ily módon kialakuló áramlási cellákat Benard-féle celláknak nevezzük. Az ilyen áramlások tulajdonságait igen egyszerű kísérletsorozattal vizsgálhatjuk (6. ábra). A két nagyobb átmérőjű csőben a gyertyák zavartalanul égnek. Fölöttük a meleg levegő felfelé áramlik, miközben a cső fala mentén a friss levegő lefelé áramlik. Az áramlási rendszer spontán módon alakul kiés önszabályozó. Ha azonban a cső átmérője túl kicsi, a lefelé áramlás nem tud kialakulni, a gyertya elalszik (baloldali kép jobb szélső gyertyája). Egy fémlemezt függőlegesen a csőbe helyezve az önszabályozó rendszer ismét működni kezd: a lemez egyik oldalán felfelé, a másikon lefelé áramlik a levegő (jobb oldali kép).

A természetben sokféle önszabályozó rendszer létezik. Ezek egyik egyszerű példája a homokdomb növekedése (7. ábra.)

7. ábra

Ha egy vízszintes felületre vékony függőleges csövön át homokot szórunk, kúp alakú homokdomb keletkezik, amely folyamatosan növekszik mindaddig, amíg a homok adagolását folytatjuk. A kúp felülete kisebb-nagyobb változásokon megy keresztül, átmenetileg lavinaszerű homokfolyások alakulnak ki, a kúp szöge azonban állandó marad, bármilyen magasra építjük a dombot.

Önszabályozó rendszer az élő sejt és az élő szervezetek is - gondoljunk testünk különböző szabályozó funkcióira (testhőmérséklet, vércukorszint, a gyomorsav pH-ja stb.). A Föld bioszférája is önszabályozó rendszer, amely a Nap sugárzó energiájának felhasználásával biztosítja önfenntartó funkcióinak folyamatos működését. James Lovelock Gaia-elmélete szerint a bioszféra és az élettelen természeti környezet együttesen alkot önszabályozó rendszert. Ennek működése során az élővilág és az élettelen környezet egymásra hatása stabilizál egy sor környezeti paramétert, aminek eredményeképp az élővilág számára kedvező létfeltételek jönnek létre. Gaia szabályozó funkciói közül itt csak kettőt említünk meg: a légkör összetételének stabilitását és a tengerek sótartalmának állandóságát.

Amikor a globális egyensúly felborul

Ha egy levélmérleg serpenyőjébe egyre nagyobb súlyokat helyezünk, a mérleg lengő karja egyre magasabbra lendül (8. ábra).

8. ábra

Gondosan megfigyelve a kar mozgását észrevehetjük, hogy minden egyes felfelé lendüléskor először néhányat leng, majd (egyre csillapodó lengések után) beáll az újabb egyensúlyi állapotnak megfelelő magasabb skálaértékre. Ha a lengő kar magasságát a súly függvényében ábrázoljuk, közelítőleg a 9. ábrán látható függvényt kapjuk. Hasonlítsuk össze ezt az ábrát a Föld globális átlaghőmérsékletének grafikonjával (10. ábra).

9. ábra

A hasonlóság szembetűnő. Földünk átlaghőmérséklete a mérleg karjához hasonlóan - hirtelen ugrások, majd azokat követő lengések során emelkedett az utóbbi 150 év alatt mintegy 0,6-0,8 °C értékkel. A felmelegedés legvalószínűbb oka az, hogy az emberi tevékenységek révén egyre több üvegház-gáz (elsősorban szén-dioxid) kerül a légkörbe, ezek elnyelik a Földről kisugárzott hő egy részét, amia légkör melegedését eredményezi. Másképp fogalmazva: a visszatartott hő következtében bolygónk termikus egyensúlya (beérkező energia = kisugárzott energia) már csak egyre magasabb hőmérsékleten tud létrejönni.

A felmelegedés várható értékének becslésére több globális klímamodellel végeztek számításokat, ezek közül a legismertebbek (és valószínűleg a legmegbízhatóbbak) egy nemzetközi kutatócsoport (Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC) modellszámításai. A modellről részletesebben a Fizikai Szemle 2001/11. és 2002/9. számában olvashatunk.) Az általuk becsült hőmérséklet- emelkedés legvalószínűbb várható értéke a 2100. évig 4,2 °C (11. ábra ) feltételezve, hogy az energiaforrások felhasználásának jelenlegi módja a következő 100 évben nem változik jelentősen.

10. ábra

Az IPCC modellszámításaiaz 1980-as években kezdődtek, azóta a módszerekben sok finomítás történt. Az ábrán látható, hogy a 2000. évig (a tapasztalattal összhangban) a hőmérséklet emelkedése a modell szerint 1 °C körül van, ami nem számottevő érték. A változás jeleit azonban már most is észlelhetjük. A globális modellel egyidejűleg egyes régiókra külön előrejelzés is készült, ezek némelyike a globálistól kissé eltérő eredményeket mutatott. A Közép- és Dél-Európára végzett számítások 2100-ig 2-3 fokos melegedést mutatnak, de változást jósolnak a csapadék éves eloszlásában. Eszerint a mi régiónkban várhatóan a csapadék éves mennyisége nem változik, de a nyári csapadék csökken, a téli pedig nő. Ez az eltolódás már az elmúlt évtizedben bekövetkezett, nagy valószínűséggel ennek következményei az elmúlt évek minden eddigi rekordot meghaladó árvizei a Tiszán, valamint a csehországi és a szlovákiai árvizek.

11. ábra

A hurrikánok a ciklonokhoz hasonló légköri képződmények (trópusi ciklonoknak is nevezik őket), de azoknál kisebb kiterjedésűek és hevesebb lefolyásúak. Többnyire az óceánok nyugati medencéjében keletkeznek, és létrejöttük legfontosabb feltétele az, hogy a víz hőmérséklete meghaladja a 26-27 °C-ot. A hurrikán belsejében intenzív felfelé áramlás van, miközben a benne foglalt légtömeg igen gyorsan forog. Mivel a tengerből nagy mennyiségű vízgőz utánpótlást kap, nagy a nedvességtartalma. Ez a magasabb légrétegekben kondenzálódik, az így felszabaduló látens hő újra felmelegíti a már lehűlt levegőtömeget, ami ismét megnöveli az emelkedés sebességét. A jelenség hasonló ahhoz, amikor beindítják egy rakéta második fokozatát. A hurrikán gyorsan forgó léghengere a szárazföldre érkezve elveszíti nedves levegő- utánpótlását. Még így is nagy távolságot képes azonban megtenni, hiszen hatalmas impulzus- és impulzusmomentum- tartalékai vannak. Orkánszerű szélvihar és felhőszakadás halad a nyomában, amely a természeti környezetben és az emberi településekben óriási károkat okozhat.

A globális felmelegedés következtében az óceánok vize is melegszik, egyre gyakrabban teljesül a hurrikánok létrejöttének említett feltétele. Az utóbbi 50 évben - a várakozással ellentétben - mégsem nőtt a hurrikánok gyakorisága. Izgalmas kérdés: vajon hová tűnik a többletenergia? A válasz valószínűleg az El Niño tevékenység fokozódásában keresendő. A Csendes-óceán medencéjében "normális" esetben a keleti passzátszelekkel azonos irányban halad egy óceáni áramlás Peru felől Indonézia irányába. Ennek hatására a napsugarak által felmelegített felszíni víz nyugat felé áramlik (12. ábra), Ausztrália és Indonézia környezetében felhalmozódik. Műholdas megfigyelések szerint a medence két széle között fél méternél is magasabb szintkülönbség alakulhat ki. A nyugaton felhalmozódott meleg víztömeg erősen párolog, ennek eredményeképp alakul kia nyári monszunesők övezete Indonéziában. Ugyanakkor Peru nyugati partvidékére a délről érkező, hideg Humboldt-áramlás oxigéndús, tápanyagban gazdag vizet szállít, amely a halászoknak gazdag fogást eredményez.

12. ábra 13. ábra

Az El Niño években a passzátszelek legyengülnek és a keleti áramlás ellenkező irányba fordul. A meleg víztömeg most Dél-Amerika keleti partjainál halmozódik fel, itt okoz nagy esőzéseket, miközben Indonéziában aszályos időszak következik be (13. ábra). A feltorlódott melegvíz meggátolja, hogy a Humboldt-áramlás elérje a perui partokat, így a tápanyagban gazdag víz áramlása elmarad, a halászati hozamok katasztrofálisan lecsökkennek. Mivel ez az esemény karácsony táján szokott bekövetkezni, a halászok adták neki az el niño (kisded) nevet, utalásképpen a gyermek Jézusra. A jelenség oka hosszú ideig tisztázatlan volt, csak a legújabb kutatások tárták fel okait. A globális felmelegedés miatt az óceán vizének hőmérséklete - a korábbi időszakhoz képest - emelkedett. A fokozott párolgás kisméretű trópusi ciklonok kifejlődéséhez vezet. Ezek - a Coriolis-erő hatására - az egyenlítőtől északra az óramutató járásával ellentétes, az egyenlítőtől délre pedig azzal megegyező forgásirányúak (az ábrán szaggatott vonallal jelölve). Mindkét forgás a normális passzátszél és tengeri áramlat ellen hat, így alakul ki az El Niño áramlás. Valószínűleg ez emészti fel az említett energiatöbbletet. A feltételezés helyességét az is igazolni látszik, hogy az El Niño években a "hagyományos" hurrikánok gyakorisága csökken.

Veszélyes kísérletek a Nagy Földi Laboratóriumban

A globális felmelegedés egy további eredménye a jégtakaró egyre gyorsuló ütemben történő csökkenése. Zsugorodnak a gleccserek a magas hegységekben és fogyatkozik az Északi Jeges-tenger, valamint az Antarktisz jégborítása. A jégtakaró fogyatkozása pozitív visszacsatolásos folyamat, amely könnyen megérthető az 1. ábra kísérlete alapján. A hőmérséklet emelkedésével - az olvadás következtében - csökken a fehér (jó visszaverő képességű) jégfelület nagysága, miközben nő a sötétebb (jobb elnyelő képességű) föld- vagy vízfelület. Összességében emiatt nő a terület hőabszorpciója, ami a hőmérséklet további növekedéséhez vezet. Ennek eredményeképp még több jég olvad el, tovább nő az átlagos abszorpcióképesség, a folyamat tehát önmagát erősíti. A klimatológusok szerint 1 °C globális hőmérséklet-emelkedés esetén a sarkok hőmérséklete 3 °C-kal nő. Az ennek köszönhető drámai változások legjobban az Északi Jeges- tengeren figyelhetők meg, ahol 20 év alatt 15%- kal csökkent a jégfelület nagysága. A jég átlagos vastagsága 40 év alatt 300 cm-ről 180 cm-re csökkent. Az eredmény: veszélybe került az egész Jeges-tengeri ökoszi sztéma, amint arról halála előtti drámaihangú utolsó üzenetében a neves ökológus Donella Meadows beszámol. Az ottani táplálkozási lánc legalsó szintjén azok az algák vannak, amelyek a jégtáblák alján hatalmas, fürtös telepeket képeznek. Ezek képezik a halak és kagylók táplálékát, amelyeket a fókák esznek meg, és a piramis csúcsán a főleg fókákkal táplálkozó jegesmedve áll. A jégtakaró zsugorodásával azonban az egész ökoszisztéma veszélybe került. Egyes vélemények szerint a jegesmedve már most halálra van ítélve. Donella Meadows így ír erről: "...Egy barátom, olvasva ezt a hírt, az egyetlen logikus dolgot művelte, sírva fakadt: »Mit fogok mondani a hároméves gyermekemnek?« Akinek van szíve és lelke, együtt zokog vele, különösen, ha arra gondol, hogy ha az olyan nagy ragadozók, mint a jegesmedve és az ember fenyegetve érzik magukat, akkor ez a hároméves gyerek megéri majd - északon és délen - az ökoszisztéma összeomlását."

A sarkijégtakaró rohamos fogyásának valószínű következménye az is, hogy lassul a Föld tengelyforgása. Az olvadékvíz az egyenlítő irányába áramlik, és ott halmozódik fel, következésképp nő a Föld tehetetlenségi nyomatéka. Mivel a perdület (vagy impulzusmomentum: a tehetetlenségi nyomaték és a szögsebesség szorzata) állandó, a szögsebességnek csökkennie kell. A jelenséget a közismert forgózsámoly-kísérlettel szemléltethetjük (14. ábra). A súlyzók távolításakor a forgás sebessége csökken, közelítéskor pedig nő. Bolygónk lassulását egy nemzetközi szolgálat (IERS) nagy pontosságú mérések alapján állapította meg. Az atomórákkal mért koordinált világidő (UTC) és a Föld forgásán alapuló csillagászati idő (TAI) különbsége évtizedek óta nő. Ezt úgy korrigálják, hogy bizonyos időszakonként 1 másodpercet iktatnak közbe az időszámításba. Az UTC-TAI különbség 1999-ig 33 másodpercre nőtt, ennyivel kellett korrigálni időszámításunkat a Föld forgásának lassulása miatt.

14. ábra

A sarki jégtakaró rohamos fogyása egy további fenye- getést is magában hordoz, amely olyan, mint egy időzített bomba. A legutóbbi években fedezték fel, hogy a korábban is ismert tengeráramlatok egyetlen nagy szállítószalagot képeznek (15. ábra), amelynek a közismert Golf-áramlat csak egy rövid szakasza. Ez az Északi Jeges-tengerben alábukik, és a mélyben hideg áramlatként (Labrador- áramlat) folytatja útját dél felé, csaknem az egész Földet megkerüli, közben két helyen - az Indiai-óceán és a Csendes-óceán közepe táján - felbukkan a felszínre és meleg, felszíni áramlatként halad tovább. Ez az egybefüggő, grandiózus szállítószalag - a légkörzéshez hasonlóan - nagy mennyiségű energiát szállít a trópusoktól a sarkok irányába. Működése azonban sokak szerint veszélyben van: a Jeges-tenger elolvadt jegétől a víz egyre könnyebbé válik, hamarosan bekövetkezhet az az állapot, hogy már nem képes alábukni, akkor pedig az egész szállítószalag leáll. (Egyes megfigyelések szerint a Golf-áramlat sebessége már most jelentősen lecsökkent.)

15. ábra

Az utóbbi 100 ezer év globális hőmérséklet-változásait megbízhatóan rekonstruálták a több helyen (Grönlandon, az Antarktiszon és Alaszkában) végzett jégfúrások rétegsorainak részletes elemzése útján. Ezek egybehangzó eredményei szerint az utolsó 10 ezer évben a korábbi időszakhoz képest igen nagy a stabilitás. Valószínűleg ez is hozzájárult az emberi civilizáció gyors fejlődéséhez. Egyes kutatók szerint ez a nagyfokú állandóság a nagy szállítószalag egyenletes, megbízható működésének köszönhető.

Lehet, hogy az üvegházhatás növelésével az emberiség végleg elrontja ezt a nagyszerű, természetes stabilizáló rendszert? A kérdésre még nincs megbízható válasz. A növekvő instabilitás jelei azonban már érzékelhetők.

Irodalom