KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁS
LEVEGŐSZENNYEZÉS, A SZTRATOSZFÉRIKUS ÓZONRÉTEG ELVÉKONYODÁSA, GLOBÁLIS KLÍMAVÁLTOZÁS
CO2 Szén-dioxid • Az ipari forradalom előtt, körülbelül 10 000 évre visszamenőleg a szénkörforgás, mely magában foglalja a szén kicserélődését a geoszféra és bioszféra, valamint az óceánok és az atmoszféra között, alacsonyan tartotta a CO2 koncentrációját az atmoszférában. • Az elmúlt 250 év alatt viszont, a nagy mennyiségőfosszilis energiahordozó (kőszén, kőolaj, földgáz) elégetése, az áramfejlesztés, a főtés, az ipar és a közlekedés, folyamatosan emelte a CO2 mennyiségét a légkörben.
CO2 Szén-dioxid
• Az emberiség által termelt CO2-nak kb. 50%-át nyelik el a növények, illetve oldják fel az óceánok – ez utóbbi a tengervíz savasodásához vezet, és potenciálisan negatív hatást gyakorol a tengeri növényekre és állatokra.
• A maradék az atmoszférában halmozódik fel, ahol hozzájárul a klímaváltozáshoz, mivel a CO2 egy olyan üvegházhatású gáz, amely elnyeli a Nap melegének egy részét, és a földfelszín felmelegedéséhez vezet. • Az üvegházhatás csökkentésére nemzetközi szintű intézkedések léptek életbe (Kyotoi Egyezmény - a fejlett országok CO2 emissziójának csökkentéséről).
CO2 megkötés/elnyelés • CO2 megkötés/elnyelés (CO2 sequestration) - az ipari kibocsátásból származó CO2 légkörből való kivonását és stabil formában történő megkötését, tárolását jelenti természetesen végbemenő vagy felgyorsított kémiai, geokémiai, biológiai, biokémiai vagy akár fizikai folyamatok eredményeképpen. • Az ipari kibocsátásból származó légköri CO2 elnyelésének/kivonásának több módja ismeretes: – – – –
geológiai formációban tárolás biológiai megkötés óceánok általi megkötés szilikátos kőzetek mállása (karbonátosodása) általi megkötés (IPPC, 2005).
CO2 - geológiai formációban tárolás • A CO2 geológiai korokon át történő tárolására, kőzetbe sajtolására, az alábbi geológiai környezetek alkalmasak: • mélyóceáni medencék aljzata • sódómok • kimerült kőolaj és földgáztelepek • gazdaságosan már nem hasznosítható széntelepek • mélyen fekvő sós vizes rétegek • bazaltos illetve ultrabázisos kőzetek.
60% valószínűséggel 100 évbe 90% valószínűséggel több mint 1000 évbe telik a folyamat
CO2 – biológiai megkötés • A zöld növények, algák és cianobaktériumok („kékalgák”) képesek a napenergia segítségével a szén-dioxidot szerves anyag formájában testükbe beépíteni, cserébe oxigént juttatni környezetükbe.
CO2 - óceánok általi megkötés
• Főleg fizikai és biológiai folyamatoknak köszönhető. • A mély óceánban, a szén főleg oldott karbonátként (CO32-) és hidrogén karbonát ionként (HCO3-) fordul elő. • A fitoplantkonok által felvett széndioxid visszajut a légkörbe, de sok közülük süllyedő részecskeként a mélytengeri üledékbe kerül.
Jelentős rizikók: - ökoszisztéma reakciói - pH változás
CO2 - szilikátos kőzetek mállása (karbonátosodása) (angolul: mineral carbonation)
• Szilikátos kőzetek mállása (karbonátosodása) általi megkötés az egyetlen olyan CO2 kivonási folyamat, mely kémiailag stabil formában köti meg a CO2-t. • A karbonátosodás a CO2 és a magnézium, valamint kalcium tartalmú szilikátok közötti reakció, melynek eredményeként geológiailag stabil, környezeti szempontból ártalmatlan karbonátok (kalcit és magnezit) keletkeznek, melyek stabil, inert és szilárd formában tárolják a CO2-ot.
AZ IDŐJÁRÁS ÉS ÉGHAJLAT A legalapvetőbb eltérés az időbeli skála. • Időjárás: a légkör egy adott időponthoz tartozó pillanatnyi állapota. • Jellemzése: a meteorológiai paraméterek pillanatnyi értékei.
• Éghajlat (klíma): a légkör (és a vele érintkező geoszférák együttese) hosszú idő folyamán tanúsított szokásos viselkedése. • Jellemzése: statisztikai paraméterekkel – vonatkoztatási alap: 30 év (éghajlati átlagok, 1961-1990)
NEVES LÉGKÖRKUTATÓK MEGFOGALMAZÁSA SZERINT:
• Lorenz, 1982: „az éghajlat az, amire számítunk, az időjárás az, ami bekövetkezik”.
• Allen et al., 2003: „az éghajlat – az, amire az ember hatást gyakorol, az időjárás – amelyen keresztül elszenvedi ennek következményeit”.
AZ ÉGHAJLATVÁLTOZÁS MEGÍTÉLÉSE
A KLÍMAVÁLTOZÁS TÉNY (INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE [IPCC] 5. JELENTÉSE) – AR-5 • • • • • • • • •
• • • •
A felszín-közeli átlaghőmérséklet az elmúlt 150 évben 0,74 C°-al emelkedett. A hőmérséklet emelkedés intenzitása fokozódik. Az óceánok átlaghőmérséklete 3000 m mélységig mérhetően növekedett. Változott világszerte a csapadékok mennyisége. Változtak a szélirányok. Változtak a tengerek só-koncentrációi. Nőtt a hurrikánok, szélsőséges csapadékesemények és hőhullámok gyakorisága és intenzitása. A gleccserek mérete világszerte csökkent. Dél-Afrika, Dél-Ázsia és a Mediterrán országok egy részében szárazságok mennyisége és intenzitása is emelkedett. Vékonyodott az É-i sark jégtakarója. A globális kontinentális téli jégtakaró 10%-al csökkent. A mérsékelt övben nőtt a vegetációs periódus hossza, és előbbre tevődött a növények virágzása. Számos növény és állatfaj élettere északabbra tolódott.
A KLÍMAVÁLTOZÁS OKAI I. • Természetes üvegházhatás • Antropogén üvegházhatás (gázok szerepe a felmelegedésben)
– – – – – –
Vízgőz 62% CO2 21,8% Felszín közeli ózon 7,3% N2O 4,2% CH4 2,4% Egyéb gázok: 2,1%
(gázok szerepe a felmelegedésben)
– Halogénezett szénhidrogének – CFC (freonok) 24% – CO2: 55% – CH4: 15% – Ózon: 0,8%
– N2O: 6%
A KLÍMAVÁLTOZÁS OKAI II. • Az antropogén CO2-kibocsátás 90%-a az alábbi 4 tevékenységcsoportból ered: • • • •
Erőművek, finomítók (46%) Erdőirtások (23%) Cementgyárak (12%) Gázgyárak (9%)
• Az antropogén CH4-kibocsátás 85%-a az alábbi 4 tevékenységcsoportból ered: • • • •
Állattartás (28%) Bányászat (25%) Rizstermelés (15%) Szerves hulladékok, műtrágya (15%)
EGY KIS KLÍMATÖRTÉNELEM • i.e. 1150 körül Hekla vulkán hosszú kitörése → Skócia lakósságának 90%-a eltűnt, Kínában a fagyok elpusztították a gabonát.
• i.e. 209 izlandi vulkán erős kitörése → Kínában a lakosság közel fele éhen halt. • i.e. 42 Etna kitörése → Óriási éhínség Kínában. • Két izlandi vulkán kitörése 1780-as évek közepén → Több évig tartó éhínség Franciaországban → Francia forradalom. • 1815 Indonézia Tambora vulkán hosszú kitöréssorozata → európai rossz időjárás. NewEngland-ben nyáron kiterjedt havazás → éhínség 1816-ban és 1817-ben.
VÁRHATÓ KÖVETKEZMÉNYEI
• • • •
megváltozó hőmérséklet és csapadékviszonyok; az évszakok lehetséges eltolódása; szélsőséges időjárási jelenségek erősödése és gyakoriságuk növekedése; mindez veszélyezteti természeti értékeinket, vizeinket, az élővilágot, erdőinket, a mezőgazdasági terméshozamokat, építményeinket, lakókörnyezetünket, a lakosság egészségét és életminőségét egyaránt.
Globális felszíni évi átlaghőmérséklet anomáliái (1850-2012)
AZ ÉGHAJLATVÁLTOZÁS REGIONÁLIS HATÁSAI AZ IDŐJÁRÁSI ELEMEKRE
KLÍMAVÁLTOZÁS EDDIGI MEGNYILVÁNULÁSAI AZ EU-BAN ÉS A KÁRPÁT-MEDENCÉBEN • EU: – Genovai ciklon: különösen heves esőzések Európa-szerte – 1998-2004 több mint 100 katasztrofális árvíz • Több mint 700 halott • 500.000. ember vált ideiglenesen vagy tartósan hontalanná • 25 milliárd Euro anyagi kár
– 2003 évi franciaországi hőhullám • Több mint 15000 halott
• Kárpát-medence: – Az évi csapadék mennyisége fokozatosan csökkent az elmúlt 100 évben, az extrém csapadékok gyakorisága pedig meg növekedett. – Szélsőségesedett a folyók vízjárása Pl. 1998-2002 közötti időszak heves árvizei. – Az egészséges faállomány 1988 óta 90%-ról 40%-ra csökkent. (A Kárpátmedence a legtöbb fafaj déli tolerancia határa).
GLOBÁLIS MELEGEDÉS: TÉNYEK A földfelszíni levegő átlagos hőmérséklete globálisan 0,6-0,8°C-kal nőtt az elmúlt évszázadban jégolvadás • • •
•
visszahúzódnak a magashegyi gleccserek olvad a sarkvidékeket borító jégtakaró a 20. században az északi féltekén 2 héttel lett rövidebb a tavak és folyók jegesedésének időtartama az elmúlt 40-50 évben az Északi Jeges-tenger jegének vastagsága 40%-kal csökkent (késő nyáron – kora ősszel)
tengerszint emelkedés •
veszélyben a biológiai sokszínűség •
szélsőséges időjárás •
az elmúlt évtizedben háromszor annyi időjárással összefüggő természeti katasztrófa történt világszerte mint a 60-as években
az elmúlt évszázadban 1025 cm-rel emelkedett a tengerek szintje – ez az emelkedés az utóbbi 3000 év átlagos tengerszint emelkedésének 10szerese
sok állat és növény nem tud alkalmazkodni a megváltozott hőmérsékleti viszonyokhoz – különösen veszélyeztetettek a jegesmedvék, a fókák, a rozmárok és a pingvinek
Olvadó sarki jég, eltűnő gleccserek és hótakaró
21
NEMZETKÖZI KONFERENCIÁK, EGYEZMÉNYEK • 1972 Stockholm ENSZ Környezetvédelmi Konferencia: „A jövő generációk iránt érzett felelősség elve”. • 1987 Környezet és Fejlesztés Világbizottság jelentése: „A technológia és a társadalom korlátozásának elve a környezet fenntarthatóságának érdekében”. • 1990 Bergen: „Elővigyázatosság elve” ARio Kyotó-i egyezmény aláírása óta 4-szer • 1992 de Janeiro: ENSZ Környezet és Fejlődés Konferencia (UNCED): „Föld Charta a bioszféra jogairól”, „ENSZ Éghajlat-változási Keretegyezmény” • 1997 Kyoto, Japán (5% csökkentés2 az 1990-es év kibocsátási szintjéhez képest) • 1997 New York „Rio+5” Konferencia: előrelépés nem történt • 2002 Johannesburg Föld-Konferencia: Teljes körű USA ellenállás, jelentős NAIROBI 2006: „Atörtént. Világbank volt alelnöke szerint a világgazdasági előrelépés nem depresszió, sőt a világháborúk pusztításához hasonló, • 2006 Nairobi ENSZ Környezetvédelmi Konferencia: Adaptációs Alap létrehozása, további ezermilliárdos kártvállalások csak azonnali cselekvéssel lehet kivédeni.” • Az IPCC már 1995-ben megállapította a klímaváltozás tényét → a politikai elit csak napjainkra fogadta el egyértelműen!!!
gyorsabban nőtt a CO kibocsátás mint előtte!
22
MIÉRT NEM ÁLLÍTHATÓ MEG A KLÍMAVÁLTOZÁS I. ? • Fizikai ok: – CO2 légköri tartózkodási ideje: 50-200 év
– N2O légköri tartózkodási ideje: 50-200 év – CH4 légköri tartózkodási ideje: 12 év
– Freonok légköri tartózkodási ideje: 65-130 év
• Egyensúlyi rendszer: – Plimsoll-vonal effektus
PLIMSOLL-VONAL • 1875-ben Samuel Plimsoll angol parlamenti képviselő javaslatára a nemzetközi forgalmú hajók oldalára festik az u.n. Plimsoll jelet, amely a víz sótartalmától és hőmérsékletétől függően jelzi a hajó maximális merülését (terhelhetőségét). • Korábban sok baleset történt abból az okból, hogy a berakodás kedvezőtlen esetben hideg, nagy sótartalmú tengeren történt, míg a hajóút meleg édesvízen keresztül vezetett, ahol a hajó sokkal mélyebbre merült.
• Időnként a hajót szándékosan túlterhelték tulajdonosok bezsebelhessék a biztosítást.
PLIMSOLL-VONAL ÖKOLÓGIAI MEGFELELŐJE • A Föld természeti tőkéjének az a maximális része, amit az emberek a bolygó létfenntartó rendszerének összeomlása nélkül kisajátíthat.
MIÉRT NEM ÁLLÍTHATÓ MEG A KLÍMAVÁLTOZÁS II. ? • Gazdasági okok:
MIÉRT NEM ÁLLÍTHATÓ MEG A KLÍMAVÁLTOZÁS III. ? • Társadalmi okok: – A népesség életszínvonal növekedésének elvárása nem változik – A népesség stabilizálódását 2050 környékére 9-14 milliárd főre becsülik. – Szárazföldi biomassza 80%-át fogják felhasználni élelmiszertermelésre.
– Több erdőirtás, több rizstermelés, több állattartás, több szerves hulladék.
VÁRHATÓ KÖRNYEZETI HATÁSOK • A földközeli légkör átlagos középhőmérséklete 1,4-5,8 C°-al emelkedik az elkövetkező 100 évben. • Lecsökken a légköri ciklonok éves száma, de megnő a nagy erejű ciklonok éves száma. • Globálisan nő az éves csapadékmennyiség, de az eloszlása egyenlőtlen lesz. A Földközi-tenger környezetében (Mo-n is) jelentősen csökken az éves csapadékösszeg. • Az időjárás legtöbb összetevőjét tekintve szélsőségesebb lesz. • Tengerszintek megemelkednek.
• Egyes területek elvizesednek, egyes területek kiszáradnak. • Eltolódnak az éghajlati övek.
• Növény és állatfajok élőhelyeinek áttevődése.
LEHETSÉGES TÁRSADALMI KÖVETKEZMÉNYEK • ALKALMAZKODÁS – – – – – – – –
Mezőgazdaság Közlekedési hálózatok Építéstechnika Vízgazdálkodás Túrizmus Életmód Betegségek térhódítása Stb.
• ELVÁNDORLÁS – Tenger által elöntött területek – Sivatagossá váló területek – Elöntéses területek – Erózióveszélyes területek – Gazdaságilag tönkremenő területek – Stb.
VÉDEKEZÉSI ALTERNATÍVÁK • Hatások mérséklése technológiai beavatkozásokkal. • Gazdasági struktúra és szemlélet váltás. • Felkészülés, alkalmazkodás.
HATÁSOK MÉRTÉKE
VÁLTOZÁS SEBESSÉGE
AZ ÖKOSZISZTÉMÁK SZEREPE A GLOBÁLIS VÁLTOZÁSOKNAK A TÁRSADALMI JÓLÉTRE GYAKOROLT HATÁSÁBAN
• a) hagyományos nézet; • b) az ökoszisztéma szolgáltatások koncepciójának figyelembevételével kialakított nézet (Schröter, 2005).
A KLÍMAVÁLTOZÁS VÁRHATÓ HATÁSA A KÁRPÁT-MEDENCE VÍZGAZDÁLKODÁSÁRA • Gyakoribbak és nagyobb mértékűek lesznek az árvizek. • Kisebbek lesznek a kisvízhozamok: • A Kőrösök időszakos teljes kiapadása várható. • A Duna hosszabb időszakokra nem lesz hajózható.
• Lesüllyednek a talajvízszintek. • A kora nyári kisvizeket nem fogja növelni az Alpok hóolvadása. • Megnő az aszályos időszakok hossza és intenzitása. • Az aszályos időszakokban nem lesz elegendő öntözési célú vízkészlet. • Várhatóan a környező országok növelni fogják tározó kapacitásaikat → Magyarország vízkészletei tovább csökkennek.
