A Nap sugárzása által hajtott érzékeny rendszer. A természetes éghajlat-alakító tényezőkről röviden

Attól függően, hogy globális, regionális vagy még kisebb skálán vizsgálódunk, eltérő éghajlati sajátosságokat figyelhetünk meg, sőt, akár egy országon belül is jelentős különbségeket tapasztalhatunk. Igaz ez hazánkra is, ahol lokálisan más-más éghajlati képhez szoktunk az Alföldön, az Alpokalján vagy hegységeinkben. Ennek oka, hogy az egyes éghajlati típusok összetett folyamatok eredményei. Bemutatjuk, mely tényezők alakítják egy terület éghajlatát.
A Nap sugárzása által hajtott érzékeny rendszer. A természetes éghajlat-alakító tényezőkről röviden

A bolygónkról készült műholdfelvételt elnézve a mozdulatlan kép ellenére látszik, hogy a földi légkörben állandó anyag- és energiaáramlás van. Ennek hajtóereje a Napból érkező sugárzás, mely alapvetően meghatározza a földi életet. Az, hogy az élet a bolygó mely pontján, milyen minőségben van jelen, többek között az éghajlattól függ. Egy terület – legyen az bármekkora – éghajlatának leírásához első lépésként tisztázni kell, mit is jelent az éghajlat.

Tudományos definíciója szerint az éghajlat vagy klíma valamely hely hosszú távra jellemző időjárási viszonyainak összessége. Az éghajlatot a meteorológiai változók hosszabb időszak – a Meteorológiai Világszervezet (WMO) ajánlása szerint 30 év – során mutatott statisztikai tulajdonságaival jellemezzük. Ez nemcsak az átlagértékeket jelenti, hozzátartoznak az ott előforduló időjárási szélsőségek is, mint a hurrikánok, az aszályok vagy a hosszú esőzések.

A légkör folyamatos kölcsönhatásban van az éghajlati rendszer többi elemével, a bioszférával, a krioszférával, a hidroszférával és a földfelszínnel, vagyis az éghajlat az éghajlati rendszer fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságainak összessége.

Adott terület éghajlatát a következő tényezők határozzák meg elsődlegesen:

  • a földrajzi szélesség (Egyenlítőtől vett távolság);
  • a kontinentalitás, azaz a nagyobb víztömegektől vett távolság;
  • a légköri és óceáni cirkuláció;
  • a topográfia és helyi hatások.

Földrajzi szélesség

Egy terület éghajlatának egyik legfontosabb meghatározója, hogy mely szélességi körön fekszik. Bolygónk éghajlatát elsősorban a Napból érkező energia határozza meg, és ennek mennyisége a beérkező sugárzás beesési szögétől függ. Bolygónk alakjából kifolyólag ez nem mindenhol egyenletes. Minél hosszabb utat tesz meg a beérkező sugárzás a légkörben, vagyis minél alacsonyabban jár a Nap, annál inkább gyengül a légköri részecskékkel való kölcsönhatások során.

A felszínre jutó sugárzás mennyiségét befolyásolja továbbá a felhőzet, a vízgőztartalom vagy a légszennyezettség is. A Nap az év során csak a Baktérítő és a Ráktérítő közötti szélességi körök valamelyikén delel, vagyis süt pontosan a fejünk felett, attól függően, hogy az év mely napjáról van szó. A nevezetes szélességi köröktől délre és északra sosem süt pontosan a fejünk felett a Nap. Ennek oka, hogy a Föld forgástengelye a Nap körüli keringési pályára nem merőleges. A Föld tengelyének átlagosan 23,5°-os ferdesége miatt a Nap körüli egy éves keringési ciklus során délről északra haladva egyszer delel a Ráktérítő felett a nyári napforduló idején, majd északról délre haladva egyszer a Baktérítő felett a téli napforduló idején.

A tengely ferdesége miatt tehát nem mindig ugyanannyi sugárzási energiát kap egy terület az év során, ennek köszönhető az évszakok váltakozása.

Ezt a mindennapokban is megfigyelhetjük. Nyáron, amikor magasabban jár a Nap, jóval erősebbnek érezzük a sugarait, mint télen ugyanolyan szikrázó napsütésben, kisebb beesési szög, vagyis napmagasság esetén.

A Föld pályaelemeinek, vagyis a tengely ferdeségének, a tengely ingásának és a Nap körüli ellipszispálya lapultságának változása miatt a Földre érkező átlagos sugárzás mennyisége földtörténeti időskálán változik, melyről itt írtunk bővebben.

A Föld helyzete a Nap körül a napfordulók és napéjegenlőségek idején (Rohli és Vega 2011 alapján). A dátumok szökőévek esetén eltérnek.

Földi légkörzés

A Napból érkező energia egyenlőtlen eloszlása miatt kiegyenlítő áramlások alakulnak ki a Föld légkörében és az óceánokban. A légkörben ható erők és a beérkező napsugárzás egyenlőtlen eloszlásának hatására leegyszerűsítve egy három cellából álló cirkulációs rendszer adja ki Földünk általános légkörzését. A beérkező sugárzás hatására az Egyenlítő vidékén folyamatos feláramlás van (ezáltal alacsony légnyomás a felszín közelében), ez elősegíti a csapadékképződést. A 30. szélességi kör környékén (Algéria) folyamatos a leáramlás (és magas légnyomás a felszín közelében), ezért itt igen csapadékszegény a környezet, ezeken a területeken találhatóak a nagy sivatagos területek, mint a Szahara. Ennek a légkörzési cellának a neve Hadley-cella, melyben a felszín közelében keleties az uralkodó szélirány.

A mérsékelt övben (a Ferrel-cellában) a felszín közelében nyugatias szelek fújnak. A sarkkörökön túli poláris cellában pedig keleties a szélirány a felszín közelében. Az alacsony és magas légnyomású területek, a különböző légtömegek és a szélrendszerek bonyolult rendszere határozza meg a nagytérségű légköri folyamatokat, így hazánk időjárását is befolyásoló ciklonok pályáját.

Földi légkörzés ábrája. Kép forrása.

Tengeráramlások

Az óceánokkal kapcsolatban is beszélhetünk cirkulációról. A jórészt a nagy földi légkörzés hatására kialakuló felszíni tengeráramlások hatással vannak az éghajlatra, ez a hatás főleg a kontinensek partjainál jelentős. A hideg- és meleg tengeráramlatok befolyásolják a partmenti területek hőmérséklet- és csapadékviszonyait. Ennek egyik legismertebb példája az Európa nyugati partjait (télen) „melegítő” Golf-áramlat.

Kontinentalitás

A kontinensek elhelyezkedése jelentősen befolyásolja a földi éghajlatot. A szárazföldek és víztömegek eltérő hőkapacitása miatt jelentős hőmérsékletkülönbségek mérhetők azonos szélességi körön a kontinensek belseje és a tengerekhez közelebb eső területek között. A szárazföld gyorsabban felmelegszik, viszont gyorsabban is veszít hőt, emiatt télen a kontinensek belsejében jóval hidegebb lehet, mint a kontinens széléhez közelebb. Az óceánok lassabban melegszenek fel, de lassabban is hűlnek le, így nyáron hőtároló szerepük van (vagyis hűtik környezetüket), télen hőleadó (vagyis melegítik környezetüket).

Ebből kifolyólag a víztömegek felett télen magasabb, nyáron alacsonyabb a hőmérséklet, mint a kontinensek felett. Az óceáni éghajlatú területeken, mint Angliában a hazánkban megszokottnál enyhébb telek és kevésbé meleg nyarak jellemzőek. Londonban egészen más éghajlatot tapasztalhatunk meg, mint a vele azonos szélességen lévő területeken, például a dél-németországi Drezdában. A kontinentális területeken az évszakos változások tehát markánsabban vannak jelen.

Kisebb térskálán az eltérő hőkapacitásból adódó hőmérsékletkülönbség speciális áramlási rendszert alakít ki, az úgynevezett tengeri vagy parti szelet. A hideg, magas légnyomású területek felől a melegebb, alacsonyabb légnyomású területek felé indul meg az áramlás. Ez a hatás nemcsak a tengerek, óceánok esetében, de tavak környezetében, így a Balatonnál is jelentős tényező. A Balatonnál a parti szél napi szinten okozhat változó irányú légáramlást, a téli és nyári hónapok váltakozása helyett a nappalok és éjszakák váltakozását követi a part és a tó közötti hőmérsékletkülönbség.

Domborzat és tengerszint feletti magasság

Egy terület domborzati adottságai, például a hegyek elhelyezkedése és tengerszint feletti magassága a hőmérsékleti és csapadékviszonyokra is hatással van. Elég, ha csak arra gondolunk, milyen jelentősen befolyásolja hazánk éghajlatát a minket körülvevő Kárpátok vonulata. A légkör legalsó rétegében, a troposzférában a hőmérséklet a magassággal csökken, 100 méterenként körülbelül 0,65 °C-kal. A hőmérséklet csökkenéséből adódóan ugyanazon a földrajzi szélességen egy hegyvidéki területen teljesen eltérő klimatikus viszonyok vannak, mint az alacsonyabb területeken.

A hegyek képesek a csapadékeloszlást is módosítani, ezt a hatást orografikus hatásnak hívjuk. Ha a légáramlás a hegyvonulatra merőlegesen nedves légtömeget hoz a területre, a hegy szél felőli oldala csapadékosabb. Ennek oka, hogy a hegyláncba „ütköző” légtömeg az akadály miatt felfelé kezd áramlani, így hidegebb környezetbe kerül. A hideg levegő kevesebb nedvességet képes magában tartani, emiatt a légrész nedvességben telítetté válik és csapadék formájában kihullik a légrészből.

A hegyvidéki területeken a parti szélhez hasonló jelenség alakulhat ki. A hegyi-völgyi szél esetén a naplemente után a hegyoldalakon a felszínhez közel gyorsan csökken a hőmérséklet. A hidegebb, sűrűbb levegő leáramlik a völgyekbe. A légáramlatokhoz hasonlóan a tengeráramlások iránya is módosul az óceánfenék felszínformáinak következtében, mint a kontinentális lejtők, mélytengeri aljzatok, óceánközépi hátságok és mélytengeri árkok.

NASA szimuláció, mely bemutatja, hogy nézne ki a Föld ha kiszáradnának az óceánok. Forrás: NASA

Felszínborítás, növényzet

A felsorolt elsődleges éghajlatalakító tényezők mellett fontos szerepe van még a felszínborítottságnak, vagyis a jégtakaró és a jégmentes területek eloszlásának és a bioszférának. Ezek a tényezők alapvetően az éghajlattól függenek, de az éghajlati rendszer visszacsatolási folyamatain keresztül maguk is fontos szerepet játszanak annak alakításában.

A különböző összetételű felszínek eltérő mértékben nyelik el és verik vissza a beérkező sugárzást, vagyis különböző az albedójuk. A hóval vagy jéggel borított világos felszínek több sugárzást vernek vissza, mint a sötétebb felszínek (különböző talajok), tehát eltérő mértékben melegednek fel, ez pedig hőmérséklet különbséget eredményez a világos és sötét felszínek között. Mivel a légkör nem a közvetlenül beérkező napsugárzástól, hanem a felszín által elnyelt majd kisugárzott energiától melegszik fel, így az eltérő színű felületek felett a légkör is eltérő mértékben melegszik fel.

A magasabb hegyek miatt nem csak a magas szélességeken, a sarkkör közelében, hanem alacsonyabb szélességeken is vannak állandóan hóval fedett területek, melyek többek között az albedó révén befolyásolják a terület hőmérsékleti viszonyait. Befolyásolja még az energiaháztartást a növényzet és az egyre nagyobb teret elfoglaló mesterségesen beépített területek, városok is.

A bemutatott éghajlatalakító tényezők együttesen formálják egy terület összetett éghajlatát. Ahhoz, hogy definiálni tudjuk, mi alapján határoljuk el az egyik éghajlati típust a másiktól, valamilyen rendszerre, osztályozásra van szükség. Ehhez sok esetben azt vesszük figyelembe, hogy milyen éves és évszakos hőmérsékleti és csapadékértékek fordulnak elő. Az éghajlat-osztályozás fontos eszköz arra, hogy az éghajlatváltozás regionális vagy lokális hatásait befogadható információként tudjuk bemutatni bárki számára. Cikkünk folytatásában bemutatjuk, milyen szerepet játszanak az éghajlat-osztályozások egy terület éghajlatának jellemzése és az éghajlat változásának vizsgálata során.

Kapcsolódó cikkRendszer az éghajlati rendszerben: bemutatjuk az éghajlattan fontos eszköztárát, az éghajlat-osztályozástAz éghajlati-osztályozás módszertana és eszköztára egy rendkívül sokváltozós rendszerben kíván átláthatóságot teremteni. Egyes területek besorolását – mint a sarkvidékét – már biztosan meg kell változtatnunk a század végéig, mert mostani fogalmaink nem fogják leírni az akkori állapotokat. Ez pedig túlmutat a klímatudomány hatáskörén, hiszen az éghajlati övek és osztályok megváltozása a mi életfeltételeinket is jelentősen befolyásolja.

Borítókép: A Föld felhőborítottsága 2005. július 11-én. Forrás: NASA

Szabó Amanda Imola

Szabó Amanda Imola

Meteorológus-éghajlatkutató, doktorandusz az ELTE TTK Meteorológiai Tanszékén és a Másfél fok egyik állandó szerzője.

Megtalálsz minket a Facebookon és az Instagramon is!