Vajon milyen lehetett a földi éghajlat, amikor Jézus megszületett, amikor az Inka Birodalom tündöklött, vagy amikor a hunok megérkeztek a Kárpát-medencébe? Mennyiben voltak mások a globális hőmérsékleti viszonyok a maihoz képest? Ed Hawkins klímatudós elkészítette a mára emblematikussá vált „klímacsíkok” kétezer évet felölelő verzióját, ami segít perspektívába helyezni az utóbbi évtizedekben tapasztalt egyre gyorsuló ütemű globális felmelegedést. Tartsatok velünk egy rövid időutazásra!

Az ábrán minden egyes csík egy évet képvisel időszámításunk kezdetétől 2019-ig. A kék árnyalatok a referencia időszak globális átlaghőmérsékleténél hűvösebb éveket, a piros árnyalatok pedig a melegebb éveket mutatják. Referenciául az 1850–1900 közötti időszak globális hőmérsékleti átlaga szolgál, ami az éghajlattudományban „az iparosodás előtti” átlaghőmérséklet szokásos reprezentálása. Jól látszik, hogy a legutolsó 50 év egyre vörösödő csíkjai élesen elütnek az elmúlt 2000 év menetétől, melynek során csak néha-néha bukkantak fel az átlagosnál melegebb évek, amik az éghajlat természetes ingadozásának köszönhetőek.

A klímacsíkok jól érzékeltetik, hogy a jelenleg tapasztalható globális melegedés üteme és mértéke példa nélküli az elmúlt 2000 év történelmében. Emellett fontos hangsúlyozni, hogy az ember okozta éghajlatváltozás jóval hosszabb földtörténeti időskálán mérve is rendkívülinek számít.

Az ipari forradalom óta az emberi tevékenységek – elsősorban fosszilis tüzelőanyagok égetése által – rendkívüli mennyiségű üvegházhatású gázt juttattak a légkörbe, ami a globális felszínközeli átlaghőmérséklet megközelítőleg 1–1,2 Celsius fokos emelkedéséhez vezetett mára. Mivel a kibocsátások azóta is rendületlenül folytatódnak, a globális felmelegedést okozó fő üvegházhatású gáz, a szén-dioxid légköri koncentrációja új rekordot ért el 2020 februárjában: 416,08 ppm. Ehhez hasonló szén-dioxid szintet nem tapasztalt a Föld az elmúlt 3-5 millió évben (az emberiség pedig soha!). Ilyen szén-dioxid koncentráció mellett akkoriban 2-3 °C-kal magasabb volt a globális felszínközeli átlaghőmérséklet és 10-20 méterrel magasabb a tengerszint.

A második évezred végén egyre vörösödő klímacsíkok azt is tanúsítják, hogy az utóbbi évtizedekben egyre fokozódik a melegedés üteme, és a Meteorológiai Világszervezet (WMO) adatai szerint az elmúlt 10 év volt a legforróbb évtized a mérések kezdete óta. Az éghajlati rendszer elemeiben (mint például a légkör és az óceán) felhalmozódó hő pedig egyre kiszámíthatatlanabbá teszi az éghajlatot, például a szélsőséges időjárási események intenzívebbé és gyakoribbá válnak. Korábban részletesen is bemutattuk, mi a kapcsolat a globális felmelegedés és az éghajlatváltozás között.

A klímacsíkok „mögött”: 2000 év klímatörténete

Az aggasztó tudományos tényeket nemes egyszerűséggel és hitelesen érzékeltetik a klímacsíkok, további érdekességekért viszont érdemes a részletesebb hőmérsékleti grafikonra is egy pillantást vetni. Ed Hawkins, a University of Reading klímatudósa által készített eredeti “Warming Stripes” ábrák csak 100-200 évre mentek vissza a múltba, viszont az új klímacsíkok már több mint 2000 évet ölelnek fel, hála a Past Global Changes 2K rangos nemzetközi tudományos együttműködés által összeállított adatoknak. Az alábbi ábrán látható a csoport által készített globális átlaghőmérséklet rekonstrukció, ami egyben részletesen mutatja az adatokat jellemző statisztikai bizonytalanságot (szürke sáv) és a fontosabb globális eseményeket, mint a nagy vulkánkitörések, a gyengébb naptevékenységet jelölő Maunder-minimum és a gőzgép feltalálását. James Watt nagyhatásfokú gőzgépének széles körű elterjedésével, az 1790-es évektől kezdett igazán kibontakozni az ipari forradalom, ami megalapozta fosszilis energiára épülő civilizációnk fejlődését két évszázadra. Habár társadalmunk rengeteg előnyét élvezi ennek a fejlődésnek, az előidézett ökológiai és éghajlati válság egy olyan sakk-matt helyzetet teremtett, amiből a kiút csakis egy a gőzgép hatásához mérhető gyökeres gazdasági-társadalmi átalakulás lehet.

A globális átlaghőmérséklet alakulása a Past Global Changes 2K rekonstrukciója alapján. A globális felmelegedés okának illusztrálására a hőmérsékleti grafikont Kris Karnauskas, a University of Colorado Boulder klímatudósa kiegészítette a légköri szén-dioxid koncentrációját bemutató ábrával.

A 16. és 19. század közepe közötti viszonylag hűvösebb éghajlati időszakot, a kis jégkorszakot gyakran emlegetik, mint időben közeli és jól dokumentált éghajlatváltozás, ami erősödő kék színekként jelenik meg a klímacsíkokban, valamint a fenti grafikonon is egy jól kivehető csökkenő hőmérsékleti tendencia látszik. Feljegyzések, festmények és geológiai képződmények tanúskodnak arról, hogy ebben az időszakban, habár szakaszosan (meleg periódusokkal megszakítva) és régiónként eltérő mértékben és időben, de általában hűvösebbek voltak a hőmérsékleti viszonyok az északi féltekén és bizonyos helyeken a déli féltekén. A hideg jeleként az Alpok gleccserei előrenyomultak és a gyakran befagyott Temzén téli karneválokat tartottak. Ugyanakkor részben a kíméletlenül csikorgó telek hatására több helyütt Európában óriási terménykieséseket regisztráltak, éhínség és betegségek tizedelték a lakosságot.

A németalföldi Hendrick Avercamp téli tájképekre specializálódott. Az 1608-ban készített festményén az emberek a befagyott folyón korcsolyázva közlekednek, az 1607-1608-as tél különösen hideg volt a térségben. A festmény az amszterdami Rijksmuseum gyűjteményében található.

A „kis” jelző a 12 000 évvel ezelőtt véget ért pleisztocén „nagy” jégkorszakától való elkülönítésre utal, illetve jelzi a klímaváltozás geológiai léptékben mérsékelt jellegét, hiszen a pleisztocén jégkorszak 2-3 °C-os lehűlésével szemben a kis jégkorszak idején még a legkritikusabb években sem haladta meg a lehűlés az egész féltekére vett átlagban az évi 0,6-0,8 °C-ot. Kutatások szerint a kis jégkorszakot inkább jellemezte az éghajlati változékonyság megnövekedése – azaz pl. egy szélsőségesen hideg telet szélsőségesen meleg nyár követett –, mint egy átlagosan hidegebb éghajlat. Tanulmányok azt is igazolták, hogy nem egy egységes globális jelenségről van szó, a kis jégkorszak jelei elsősorban az északi féltekén mutathatók ki, de ott sem ugyanabban az időben mindenhol. Európában például a 17. század volt a leghidegebb, ezzel szemben Észak-Amerikában nincs jele, hogy különösebben hideg lett volna akkor. Ugyanakkor a 19. században Európa már kilábalóban volt a kis jégkorszakból, Észak-Amerikában viszont épp ekkor volt a leghidegebb, például befagyott a New York-i öböl.

Mi lehetett ennek a hűvösebb időszaknak az oka? A kis jégkorszak az éghajlat természetes ingadozásának eredménye, és több okra vezethető vissza. Az észak-atlanti térség éghajlati változékonyságát, elsősorban a teleket nagy mértékben befolyásolja az ún. Észak Atlanti Oszcilláció, ami a tengerfelszíni légnyomás ingadozását fejezi ki. Ennek gyengülése a szokásásosnál hidegebb teleket okoz Európa középső részein, míg erősödése esetén enyhébb a tél. A módosuló óceáni áramlások idézhették elő az Észak Atlanti Oszcilláció módosulásait és az annak nyomán változó téli hőmérsékleteket. A 17. század hűvösebb éghajlatában nagy szerepet játszott az ún. Maunder-minimum, azaz csökkent naptevékenység. Végül pedig fontos megemlíteni a nagyobb vulkánkitöréseket, amelyek rövid időre, de akár globálisan befolyásolhatták az éghajlatot. Ilyen volt például az indonéziai Tambora vulkán kitörése 1815-ben, ami akkora mennyiségű füstöt és hamut pöfékelt a légkörbe, hogy az leárnyékolta a napsugárzást, és 1816 a „nyár nélküli évként” vált hírhedtté. (Arról, hogy a jelenlegi globális éghajlatváltozást miért NEM a naptevékenység változása és miért NEM a vulkánok okozzák, korábban részletesen írtunk.)

Miért nem látszik a középkori meleg periódus a klímacsíkokban?

középkori meleg időszakot, ami egy viszonylag enyhe éghajlatú periódus volt nagyjából i.sz. 900 és 1300 között, gyakran veszik elő klímaszkeptikusok, példaként arra, hogy a maihoz hasonló meleg időszakok előfordultak korábban is az emberi történelemben. Azonban ez így nem teljesen igaz, ugyanis a 2000 éves időskálán a középkori meleg időszak szinte alig látszik a jelenlegi gyors ütemű és nagyléptékű változásokhoz képest: vagyis ugyan létezett ilyen időszak, de az akkori átlaghőmérséklet jóval kisebb mértékben tért el az átlagtól, mint ma. Az adatsorban halványabban látszódó időszak másik oka, hogy a középkori meleg időszak elsősorban Európa és az Észak-Atlanti-óceán szomszédos térségeiben volt megfigyelhető, tehát nem egy globális jelenség volt, ami így kevésbé látszik a globális átlaghőmérsékletet ábrázoló fenti ábrán. Egy tavaly júliusban a Nature-ben publikált tanulmány ezt alátámasztotta a Föld különböző pontjairól származó adatok alapján, hangsúlyozva:

Az elmúlt kétezer év legmelegebb időszaka a földfelszín több mint 98%-án a 20-21. században történt. Ez szilárd bizonyíték arra, hogy az ember okozta éghajlatváltozás nemcsak mértékét tekintve példátlan, de földrajzi kiterjedését is a 2000 év kontextusában.

Amikor Hubert Lamb brit klimatológus 1965-ben megalkotta a középkori meleg időszak kifejezést, valójában azt nagyrészt európai és észak-amerikai megfigyelésekre alapozta. Számos feljegyzés van arról, hogy például a mai Nagy-Britannia területén az évezred elején szőlőt termesztettek több száz kilométerre északabbról onnan, ahol ma a növény termesztésének határa húzódik, valamint füge- és olajfák nőttek Észak-Olaszországban és Dél-Németországban. Ez volt a grönlandi viking kolóniák virágkora is. Az azóta összegyűjtött globális adatok azonban nem erősítették meg, hogy ez globális jelenség lett volna, sőt, akárcsak a kis jégkorszak, még az északi féltekén sem egy egyöntetű meleg időszakról van szó. Egy átfogó tanulmány szerint az északi félteke éves átlaghőmérséklete és nyári átlaghőmérséklete is csak néhány tized Celsius fokkal volt magasabb, mint az azt követő kis jégkorszak hűvösebb periódusa. Ugyanakkor lokálisan Európában és az észak-atlanti térségben, pl. Nagy-Britannia területén dominánsabban látszik az enyhébb éghajlat, amit valószínűleg az óceáni áramlások időszakos megváltozása okozott, aminek folytán több hőt szállítottak északra.

Az átlaghőmérséklet alakulása az északi féltekén és Közép-Angliában az elmúlt évezredben (Forrás: Mann, 2002)

Tehát mind a mérsékelten melegebb középkori időszak, mind pedig a mérsékelten hűvösebb kis jégkorszak csak időszakosan és régiónként különböző mértékben volt érezhető, elsősorban az északi féltekén. Ezekkel, az éghajlat természetes ingadozásából adódó éghajlatváltozásokkal szemben a ma tapasztalható ember okozta globális felmelegedés jóval nagyobb mértékű és gyakorlatilag mindenhol érződik a Földön.

Mégis mindezt honnan tudjuk?

Mivel a hőmérő egészen az 1800-as évekig nem volt elterjedt és rendszeres műszeres mérések is csak a 19. század közepétől érhetőek el, ezért a múltbéli hőmérsékleti viszonyokat közvetett adatforrásokból (úgynevezett proxy adatokból) tudják becsülni a kutatók. Mivel azonban itt nem közvetlen mérésekről, hanem közvetett becslésekről van szó, így valamivel nagyobb az adatok statisztikai bizonytalansága is. (Ezért a szélesebb a szürke sáv a 19. század előtt a fenti 2000 év globális átlaghőmérsékletét rekonstruáló, Past Global Changes 2K által készített ábrán.)

Ilyen közvetett „éghajlati adathordozók” a faévgyűrűk, cseppkövek, korallok, tavi üledéklerakódások, tengeri mészvázú élőlények és a jégfuratminták. A faévgyűrűk talán a legismertebb példák, hisz jól tudjuk, hogy a mérsékelt övi fák évente egy gyűrűt növesztenek, aminek vastagsága, színe, szerkezete alapján lehet következtetni az adott év hőmérsékleti és csapadék viszonyaira. Jelenleg a jégfuratmintákkal lehet a legtávolabb viszonylag nagy pontossággal visszautazni a légkör múltjába, a leghosszabb antarktiszi minta alapján közel 800 000 év légköri szén-dioxid koncentrációját sikerült rekonstruálni. A jégbe fagyott levegőzárványok mintegy időkapszulaként őrzik annak a légkörnek az összetételét, amikor maga a jégréteg képződött. Ezeken felül vannak más geológiai adatforrások is, például bizonyos kőzetek csak bizonyos éghajlati körülmények között képződnek, de ezek csak relatív éghajlati jelzőnek alkalmasak.

Rocksztár klímacsíkok

Az első klímacsíkok ábrát még 2018-ban készítette Ed Hawkins.A külön országokra és városokra letölthető klímacsíkok hamar meghódították a hagyományos és közösségi médiát #ShowYourStripes hashtag-gel jelölve. A figyelemfelkeltő alkotás szó szerint rocksztárokkal lépett színpadraművészeti installációként állt helyt Berlin központjábanManhattanben óriás fali plakáton díszelgett, az Egyesült Államok Képviselőházának klímaválsággal foglalkozó bizottsága (U.S. House of Representatives’ Select Committee on the Climate Crisis) a logójára tűzte, mások pedig takarót horgoltak belőle.

Az Országos Meteorológiai Szolgálat is elkészítette Magyarország és 24 hazai település klímacsíkjait az 1901-2018 időszakra. Töltsd le a saját klímacsíkjaid és mutasd meg másoknak is!