Az éghajlati modellek összetettek, akárcsak a világ, amelyet tükröznek. Az éghajlattudomány kritikusai gyakran hivatkoznak arra, hogy a modellek és maga az éghajlattudomány túl komplex ahhoz, hogy bármit megmagyarázzon a klímaváltozásból és bármit is előrejelezhessen a jövőre nézve.
A napokban a The Conversation magazinban megjelent cikk azonban öt bizonyítékot hoz arra nézve, hogy igenis, az éghajlati modellek és jövőre vetített előrejelzések használhatók – már csak hallgatnunk kellene rájuk.
A legkorábbi éghajlatmodellek már évtizedekkel ezelőtt konkrét előrejelzéseket tettek a klímaváltozásról, amelyeket azután igazoltak a megfigyelések. A klímaváltozással kapcsolatos első előrejelzések az 1960-as években kezdődtek az amerikai Geofizikai Folyadékdinamikai Laboratóriumban. Sok előrejelzés egy személyhez, Syukuro Manabehez köthető, aki 2021-ben elnyerte munkásságáért a fizikai Nobel-díjat.
Manabe modelljei a légkör és az óceán fizikáján alapultak és az alapjait jelentették a a mai éghajlati modelleknek. A cikkben Manabe öt, évtizedekkel ezelőtt készített előrejelzését mutatjuk be.
1. előrejelzés: Globális felmelegedés fog bekövetkezni a CO₂ miatt
Az 1960-as években az akkori Amerikai Meteorológiai Szolgálatnál, amely később átalakult Geofizikai Folyadékdinamikai Laboratóriummá, az üvegházhatás modellezése volt Manabe feladata. Mivel az óceánok az üvegházhatás nélkül befagynának, a hiteles éghajlati modellezés első lépése, hogy megértsük, hogyan fogják fel az üvegházhatású gázok a sugárzó hőt a Föld légkörében.
Manabe 1967-ben tette közzé eredményeit, amelyek megmutatták, hogy a szén-dioxid (CO₂) koncentrációjának emelkedésével a felszín és az alsó légkör felmelegszik, míg a sztratoszféra lehűl. Azt is sikerült kimutatnia, hogy a légkörben a szén-dioxid-koncentráció megkétszereződése a bolygó körülbelül 3 Celsius-fokos felmelegedését okozná.
Manabe közel 60 évvel ezelőtt ismertetett becslése a Föld éghajlati érzékenységéről továbbra is helytálló: a légköri szén-dioxid-koncentráció megkétszereződésének felénél tart bolygónk, a globális hőmérséklet pedig elérte az 1,5 fokos emelkedést.
2. előrejelzés: A sztratoszféra lehűlése
Manabe akkori modellje azt mutatta, hogy míg a felszín és az alsó légkör melegszik, a sztratoszférában lehűlés várható. A légkör felső rétegében, körülbelül 12 és 50 km magasságban, a hőmérsékletet az ózon által elnyelt ultraibolya sugárzás és a szén-dioxid által kibocsátott sugárzó hő közötti kényes egyensúly szabályozza. A szén-dioxid-szint emelkedésével a légkör több sugárzó hőt fog be a felszín közelében, de valójában több sugárzó hőt bocsát ki a sztratoszférából, ami annak lehűlését okozza.
1975-ben tette közzé Manabe egy újabb modelljét, amely a sztratoszféra lehűlését állapította meg. Ezt a lehűlést azóta műholdas mérések is megerősítették, és ez egyértelmű „ujjlenyomata” a szén-dioxid okozta felmelegedésnek – más tényezők, például a Nap aktivitása vagy az El Niño nem okoznak ilyet.
3. előrejelzés: Az Északi-sarkvidék felmelegedése
Manabe felfedezése a sztratoszféra lehűléséről egy másik felfedezést is eredményezett: kiderült, hogy az Északi-sarkvidék jelentősen, kétszer-háromszor gyorsabban melegszik, mint a Föld többi része. Ezt „arktipikus amplifikációnak” nevezik, és mára a globális felmelegedés egyik leglátványosabb jele az olvadó sarkvidéki jég miatt.
4. előrejelzés: Szárazföld-óceán kontraszt
Az 1970-es években Manabe az óceanográfus Kirk Bryan modelljével összekapcsolva kidolgozott egy teljes óceáni-légköri modellt. Ezt a modellt használva 1990 körül kiderítették, hogy a szárazföld körülbelül 1,5-szer gyorsabban melegszik, mint az óceán.
Az északi-sarkvidéki amplifikációhoz hasonlóan ez a szárazföld-óceán kontraszt is megfigyelhető a megfigyelt felmelegedésben. Ez egyszerű fizikai elvekből is érthető, hasonlóan ahhoz, ahogy az aszfalt jobban felmelegszik a napon, mint a nedves talaj.
5. előrejelzés: Késleltetett felmelegedés a Déli-óceánban
Manabe modelljeinek talán legnagyobb meglepetése egy olyan régióból származott, amelyre a legtöbben ritkán gondolunk: a Déli-óceánból, ami körülveszi az Antarktiszt. A szárazföld hiánya miatt az itt fújó erős nyugati szelek folyamatosan a mélyből hideg vizet hoznak a felszínre, így ez a térség nagyon lassan melegszik. A déli óceán késleltetett felmelegedése a hőmérséklet-megfigyelésekben is látható.
Mit jelent mindez?
Több mint fél évszázaddal később visszatekintve Manabe munkájára, egyértelmű, hogy még a korai éghajlati modellek is képesek voltak előrejelezni a klímaváltozás fő mintázatait. Manabe modelljei ráadásul úgy szimulálták ezeket, hogy akkoriban a megfigyelésükre nem volt lehetőség. Érdemes lenne hallgatni az éghajlattudományra és a szükséges lépéseket megtenni, amíg nem késő.
