omsz
>>
    OMSZ      IDŐJÁRÁS      ÉGHAJLAT      LEVEGŐKÖRNYEZET      ISMERET-TÁR   
Kutatás és fejlesztés |  Numerikus prognosztika |  Levegőkörnyezet-elemzés 
Felbontás: KicsiFelbontás: NormálFelbontás: KözepesFelbontás: NagyobbFelbontás: Nagy Copyright © 

Légköri szén-dioxid mérés és szén-mérleg kutatás

(Haszpra László)

A légkör szén-dioxid (CO2) tartalmának jelenkori növekedését a mérések igazolták. Vitathatatlanul fennáll az üvegházhatás erősödésének, és így a globális éghajlatváltozásnak a veszélye. Erre való tekintettel a Meteorológiai Világszervezet háttérlevegőszennyezettség-mérő hálózatában (GAW - Global Atmosphere Watch) az alapállomások kötelező feladatává tették a légköri CO2 koncentráció folyamatos mérését. A legutóbbi időkig folyamatosan gyorsuló növekedési ütem jelenleg kb. 0,45%/év. A mérések alapján ma az antropogén eredetű szén-dioxidnak mintegy a fele marad a légkörben, a többit az óceánok és a bioszféra - részleteiben nem teljesen tisztázott folyamatok révén - felveszi. A mérésekből kiderült, hogy a légköri CO2 szint növekedési üteme széles sávban ingadozik, lényegesen nagyobb mértékben, mint az antropogén kibocsátás. Az okokról a vegetációval (CO2 nyelő és egyben forrás is) borított kontinentális területeken végzett mérések, valamint a CO2 izotóp-összetétel (14C, 13C/12C, 18O/16O) mérések mondhatnak többet.
A vegetáció CO2 forgalmának meghatározására hosszú idejű, regionálisan reprezentatív mérések eloször az Amerikai Egyesült Államokban indultak (1992). Nem sokkal később (1994), a Magyar-Amerikai Közös Alap és az OTKA támogatásával, hasonló kutatási programot indítottunk el Magyarországon is az Antenna Hungária Rt. hegyhátsáli adótornyának felhasználásával.Az amerikai mérések első évei igazolni látszottak, hogy az északi félgömb mérsékelt övezetében a bioszféra/talaj rendszer a fotoszintézissel több szén-dioxidot vesz fel, mint amennyit kibocsát. A Kiotói Konferencián és utókonferenciáin olyan megállapodások születtek, amelyek - bizonyos korlátozásokkal - lehetővé teszi a bioszféra által felvett szén-mennyiség figyelembevételét a nemzeti kibocsátás meghatározásában, emellett megnyitották az utat a kibocsátási kvótákkal való kereskedés előtt. Ezek a döntések újabb lökést adtak a bioszféra/légkör CO2 csere kutatásának, illetve a rutinszerű mérések megindításának. Az EU-ban 1998 óta foglalkoznak kiemelten a bioszféra/légkör széncsere kutatásával. A talaj/bioszféra rendszer rendkívül érzékeny a környezeti feltételek változására, így nettó CO2 forgalma nem tekinthető állandónak. Míg a fotoszintézis révén beépített szénmennyiség a légköri CO2 koncentrációval egyenes arányban nő (egy bizonyos határig), addig a bomlási folyamatok révén a légkörbe jutó szénmennyiség a hőmérséklet exponenciális függvénye. Emiatt már a közeljövőben, a felmelegedéssel párhuzamosan, csökkenhet az antropogén eredetű CO2 bioszférikus felvétele, amellyel az emberi kibocsátás erőteljes visszafogása elkerülhetetlenné válik.

A kontinentális területek iránt megnőtt érdeklődés az 1981-ben indult K-pusztai méréseket is felértékelte, hiszen ilyen hosszú adatsorú mérőállomás kevés volt Európában. Az itt mért adatok hűen követték a globális tendenciát, annak ellenére, hogy a mérőhely a közvetlen antropogén forrásoktól ugyan viszonylag távol, de globális értelemben egy alapvetően sűrűn lakott, erősen iparosított régióban helyezkedik el. A vegetációval borított területeken, alacsony tengerszint feletti magasságban elhelyezkedő kontinentális mérőállomások közös sajátossága, hogy az éjszakai órákban a légkör gyenge átkeveredése és a talaj+bioszféra magas CO2 kibocsátása miatt méréseik területi reprezentativitása rendkívül lecsökken. Általános következtetések levonására csak a nappali órák adatai használhatók. Ezek az adatok ugyanakkor akár többszázezer négyzetkilométerre is reprezentatívnak tekinthetők. Ennek megfelelően nem is volt lényeges különbség a K-pusztai és az 1994-ben indult hegyhátsáli mérések között, így a hegyhátsáli mérőhely átvehette a K-pusztai állomás szerepét, amikor ott 1999 nyarán a megfelelő műszaki kiszolgálás és az anyagi támogatás hiányában a CO2 mérések megszűntek. Hegyhátsálon, az Antenna Hungária. Rt. természetbeni támogatásával, 1994 őszén kezdtük meg a CO2 koncentráció, valamint a fontosabb meteorológiai paraméterek (szél, hőmérséklet, légnedvesség) folyamatos mérését a torony négy szintjén (10 m, 48 m, 82 m, 115 m). Emellett sugárzásmérő szenzorokat (globálsugárzás, fotoszintetikusan aktív sugárzás, sugárzásegyenleg) és talaj-érzékelőket (talajhőmérséklet, -nedvesség, -hőfluxus) is telepítettünk. Ugyanitt a hetenként vett levegőmintákból a NOAA (Boulder, Colorado, USA) a szén-dioxidon kívül meghatározza a levegő szén-monoxid, metán, dinitrogén-oxid és kén-hexafluorid tartalmát, valamint a szén-dioxid stabil izotóp-összetételét. 1997-ben az Eötvös Loránd Tudományegyetem Meteorológiai Tanszékével együttműködésben megkezdtük a felszín és a légkör közötti szén-dioxid forgalom hosszútávú, folyamatos, regionális skálájú mérését, amelyet 1999-2000-ben az állomást övező kvázi-természetes gyep szénforgalmára vonatkozó mérésekkel egészítettünk ki.
A hegyhátsáli mérési és kutatási program felkeltette az Európai Unió kutatásszervezőinek figyelmét, így az európai szén-mérleg kutatásokhoz - az ELTE Meteorológiai Tanszékének vezetésével - rögtön a program indulásakor (1999), alapító tagként csatlakozhattunk. Az Európai Unió támogatása lehetővé tette az alkalmi repülőgépes mérések megkezdését, amelyek során a francia Éghajlat- és Környezetkutató Laboratóriummal együttműködésben a légkör üvegházgáz tartalmának eloszlását vizsgáljuk a Hegyhátsál feletti alsó troposzférában. Ugyancsak az Európai Unió támogatása tette lehetővé, hogy 2006 elejétől meginduljon a felszínen a fontosabb nem - CO2 üvegházhatású gázok (CH4, N2O, SF6) folyamatos mérése.
Ma már Európában számos helyen mérik a légkör szén-dioxid tartalmát, nő az egyéb üvegházgáz mérések száma is. Ugyanakkor mindmáig különlegesnek számít, hogy ugyanazon a helyen egyidejűleg nagypontosságú üvegházgáz mérések, magas mérőtornyos függőleges koncentráció-profil mérések, regionális skálájú felszín-légkör szén-dioxid kicserélődés mérések és repülőgépes mérések is folynak. Mindez olyan földrajzi körzetben, amely viszonylag sík, így a mérések távérzékeléssel nyert adatokkal és modell-eredményekkel is könnyen összevethetők. Az itt nyert mérési adatok felhasználhatók a módszerek kalibrálására, a modellek ellenőrzésére. Ennek köszönhetően Hegyhátsál 2006-tól az Európai Unió három kiemelt üvegházgáz mérőhelyének egyike, amely ugyanakkor a Meteorológiai Világszervezet GAW programjának is részese.
A hegyhátsáli mérési/kutatási program részletei megtalálhatók a http://nimbus.elte.hu/hhs honlapon.
A munka az Országos Tudományos Kutatási Alaptól támogatásban részesül.

A koradélutáni órák légköri szén-dioxid koncentrációjának trendje a K-pusztai (KPU) és a hegyhátsáli (HHS) mérések alapján
A koradélutáni órák légköri szén-dioxid koncentrációjának trendje a K-pusztai (KPU) és a hegyhátsáli (HHS) mérések alapján

A hegyhátsáli régió nettó szén-dioxid felvétele (NEE - a negatív értékek a vegetáció-talaj rendszer gyarapodását jelzik), valamint a közeli farkasfai meteorológiai obszervatóriumban (46°55'N, 16°19'E, 312 m) a március-októberi időszakban mért csapadékmennyiség és átlaghőmérséklet
Háttérszennyezettség mérés 
Levegőkörnyezet elemzés 
  Üvegházhatású gázok 
  Troposzférikus ózon 
Szennyezőanyag terjedés 
  Trajektória számítás 
  Baleseti modellezés 
  Szabályozás orientált modellezés 
  Regionális léptékű modellezés