Torz mérésekre alapoz a magyar klímaszkeptikus

Az üvegházhatás hasznos, de nem mindegy, milyen erősségben, és az sem, mi várható húsz, ötven év vagy egy évszázad múlva. Dr. Miskolczi Ferenc, a NASA volt munkatársa két tanulmányban állítja: nem vezet további melegedéshez, ha még több üvegházhatású gáz kerül a légkörbe. Meteorológusok, klímakutatók szerint viszont Miskolczi alaptalanul vezet be új törvényt a légkör hőháztartásáról, és köztudottan hibás az a meteorológiai adatbázis, amelyre elméletét alapozza.

A klímakutatás főáramlata és a szkeptikusok között vita van arról, hogy pontosan mi és hogyan okozza a globális felmelegedést. A szakemberek többsége egyetért azzal, hogy a fokozatosan túlpörgő melegedést az egyre több üvegházhatású gáz váltja ki, és ennek egyik oka az emberi technológia. A nemzetközi vitának 2007 óta magyar szereplője is van dr. Miskolczi Ferenc légkörfizikus, a NASA volt munkatársa személyében, aki - erős leegyszerűsítéssel - azt állítja: nem vezet az üvegházhatás erősödéséhez és további melegedéshez az, ha még több szén-dioxidot engedünk a levegőbe.

Annak az az energiamennyiségnek, amelyet a napsugárzás révén kap a Föld, egyenlőnek kell lennie azzal az energiával, amit bolygónk visszasugároz az űrbe - ezt mondja ki az energiamegmaradás törvénye. Természetesen az egyensúly csak nagyon hosszú távon áll be, hiszen a földfelszínnek, a világóceánnak és a légkörnek hőtároló kapacitása van. Másfelől a légkör vissza is ver egy bizonyos mennyiségű hőt (azaz infravörös sugárzást) a felszínre, pontosan úgy, ahogyan az üvegház fala visszatartja a napsugárzás hőjét.

A Föld légköre sokkal átlátszóbb a hősugárzás számára, mint ahogyan azt eddig számolták - ezt állította Miskolczi az Időjárás (az Országos Meteorológiai Intézet szaklapja) 111-es, 2007. január-márciusi számában közölt tanulmányában. Ez a fizika nyelvén úgy hangzik, hogy a földi légkörnek kisebb az infravörös optikai mélysége (minél kevesebb hősugárzást nyel el egy anyagréteg, optikai mélysége annál kisebb).

A klímamodellek szempontjából nem mindegy, hogy a légkör egyes rétegei mennyi hősugárzást engednek át az űrbe, és mennyit tartanak bent, illetve vernek vissza a Földre. Ha bolygónkon egyáltalán nem lenne üvegházhatás, akkor átlagosan 33 Celsius-fokkal lenne hidegebb a felszínen - például a bolygó egyik legforróbb vidékén, az etiópiai Dallolban mindössze 2 fok lenne az éves átlaghőmérséklet (ez a vidék arról nevezetes, hogy az évi átlaghőmérséklet 35 Celsius-fok volt 1960-1966 között). Az optikai mélységet tehát az üvegházhatás mérőszámának is lehet tekinteni.

1948 és 2008 között állandó volt a légkör optikai mélysége, vagyis nem változott az üvegházhatású gázok miatt - állította az Egyesült Államokban, Virginiában élő Miskolczi újabb, az Energy & Environment folyóirat 2010. augusztusi számában megjelent tanulmányában. Következtetését a magaslégköri meteorológiai megfigyeléseket végző, léggömbbel felbocsátott rádiószondák méréseire és az egész légkör energiaháztartását jellemző modellszámítás eredményeire alapozta.

A fenti állításokat vitatja dr. Rob van Dorland, a hollandiai Királyi Meteorológiai Intézet munkatársa az [origo]-hoz eljuttatott anyagában (Dorland nemrégiben tartott előadást Budapesten a MTA meteorológiai bizottsága és a klímaváltozással foglalkozó civil szervezetek előtt). A holland kutató szerint Miskolczi alternatív üvegházhatás-elmélete alapvető fizikai összefüggéseknek mond ellent, és nem támasztják alá mérési adatok.

Gondok lehetnek a rádiószondával mért vízgőzzel

"Miskolczi azt állítja, hogy az üvegházgázok által a felszínre visszavert hő mennyisége (Vh) egyenlő azzal, mint amennyit a felszín sugároz (Sh - lásd vörössel jelölve az ábrán). Ezzel szemben a két hőmennyiség csak nagyjából egyenlő, és ez az üvegházhatás. Ha nagy különbségek lennének a felfele sugárzott és a visszavert hő mennyisége között, akkor nagy hőmérsékleti különbségek állnának elő, és ilyeneket nem észlelünk. Miskolczi túloz, amikor azt állítja, hogy a két hőmennyiség pontosan egyenlő, és a fizikától idegen megkötöttséget vezet be a légkör hőháztartásába. Gyakorlatilag az állítja - szerintem fölöslegesen - hogy az üvegházhatás állandó valami, pedig az változó jelenség" - jelentette ki Budapesten Dorland.

Forrás: Trenberth et al., 2009

^{A napsugárzásból 174 petawatt energia éri el a Földet (egy petawatt: másodpercenként 10 a tizenötödiken joule), ennek a további sorsát mutatja be a fenti ábra. Az értékek az 2000 márciusa és 2004 májusa közötti időszakra vonatkoznak. A nyilak vastagsága a fontosságukat jelzi (forrás: Trenberth et al., 2009)}

Amennyiben az üvegházhatás állandó, akkor a légkörben felhalmozódó CO₂ mennyiségét ellensúlyoznia kell egy másik fontos üvegházhatású gáznak, a vízgőznek, vagyis ez utóbbi mennyiségének csökkennie kellene. Ám a NASA klímakutatással foglalkozó részlege, a Hadley Climate Research Unit adatai szerint 1900-tól 2000-ig évtizedenként 1,2%-kal nőtt a légkörben a vízgőz mennyisége. Továbbá az ENSZ klímakutatási eredményeket összegző szerve, az Éghajlatváltozási Kormányközi Testület (IPCC) adatai szerint ugyan 1989 és 2007 között nagy kilengéseket mutat a légkör vízgőztartalma, de a trend egyértelműen növekedést mutat - folytatta a holland kutató.

Dorland a fentieken túl arra hivatkozik, hogy gondok vannak Miskolczi rádiószondás mérési adatbázisával. (A szondák adatait az USA óceán- és légkörkutató hivatala, a NOAA és környezeti előrejelző hivatala, a NCEP összesítette; ezeket az adatokat elemezte újra a magyar kutató.)

"Miskolczi szerint az adatokból az tűnik ki, hogy csökken a vízgőz mennyisége a légkörben. Ezzel szemben szakmai körökben köztudott, hogy ez az adatbázis helytelenül nagyobb vízgőzmennyiségeket mutat az 1950-es, 1960-as évekre. Ennek oka a méréstechnológia változása: ötven-hatvan évvel ezelőtt csak rádiószondás mérések léteztek, míg az 1980-as évektől műholdakkal vizsgáljuk a vízgőz mennyiségét. A rádiószondás adatokat az is torzítja, hogy a déli félteke mérései jórészt hiányoznak belőle. Ezért az adatbázis felhasználói utasításában az szerepel, hogy ne használják vízgőzzel kapcsolatos vizsgálatokra" - mondta el Dorland.

"Nem vagyok klimatológus"

"Bevezetőül csak annyit jegyeznék meg, kicsit szokatlan, hogy az üvegházhatással kapcsolatos tudományos kérdések tisztázásánál egy köztudottan nem kompetens szakember véleményének bármi szerepet is tulajdonítanak. Rob van Dorlandot régóta ismerem, és a vele való tudományos vitának semmi értelmét nem látom" - így kezdi kérdéseinkre adott válaszát Miskolczi Ferenc.

"A Hadley Climate Research Unit adatai agyonparametrizált eredmények, amelyek egy általános cirkulációs légkörmodellből (GCM) származnak, ahol a légkör vízgőztartalmát a beépített ad hoc vízgőz-hőmérséklet visszacsatolások szabják meg. Globális rádiószondás mérések a modell eredményeit nem támasztják alá. A műholdas megfigyelések pontossága még a közelébe sem ér a direkt rádiószondás méréseknek. Ennek az okairól külön is tudnék beszélni, lévén, hogy aktívan részt vettem a NASA-nál az ADEOS2, GOES, AIRS és CERES műholdak vízgőzszámítást végző algoritmusainak kidolgozásában" - válaszolja a méréstechnológiával kapcsolatos kritikára a magyar kutató.

"Miskolczi Ferenc munkájával kapcsolatban a leggyakoribb félreértés, mintha ő valamiféle bizonyítatlan hipotézist állított volna fel, amelyet a szakemberek nem fogadnak el; azaz hogy szembe menne az eddigi eredményekkel" - teszi hozzá a vitához Zágoni Miklós fizikus, az ELTE tudománytörténet és tudományfilozófia tanszékének volt tanára, Miskolczi honlapjának fenntartója.

"Holott valójában előre lépett: nagy pontossággal kiszámolt valamit, amit más még nem. Egy példa: a brit Royal Society egy hónapja kiadott egy útmutatót, amely szerint a légköri üvegházgáz-koncentráció emelkedése a tapasztalt felmelegedés oka. Nos, ez az állítás csupán egy száz éve megfogalmazott feltételezés megismétlése, amelyet légköri mérések adatbázisain elvégzett, valódi abszorpciós számításoknak kellene alátámasztania. Azonban a helyzet az, hogy a Royal Society anyagában ilyen számítás nem található; sőt másutt sem. Nagypontosságú kalkulációt a valós légkör hosszúhullámú elnyelési képességére eddig csak Miskolczi Ferenc publikált a szakirodalomban; az ő eredményei pedig a feltételezett növekedést nem támasztják alá. Valódi vita csak azzal kezdődhet, ha egy kutatói műhely közli majd az erre vonatkozó saját számítási eredményeit. Miskolczi 2010 augusztusi cikkének utolsó mondata pontosan erre hívja fel a tudós közösséget" - mondja Zágoni.

Mi a helyzet a vízgőz tekintetében pontatlan adatbázissal? "El kell mondanom vagy beismernem, hogy nem vagyok klimatológus. Amikor az USA hivatalos, meteorológiával foglalkozó szervezete, a NOAA (amely, azt hiszem, kompetens a rádiószondás mérések tekintetében) közzéteszi az 1948-2008 közötti 61 évről szóló adatsorát, bizonyára mindent megtesz azért, hogy az pontos legyen. Sem én, sem van Dorland úr nincs abban a pozícióban, hogy ezt kritizálni tudja.

Amennyit fizikusként tudok tenni, az a mérések megfelelő, a mérési hibáktól függő súlyozása. Ezt természetesen megtettem, és a számítási eredmények és a konklúzió sem változott. Ennek - egyébként valószínű - magyarázata az, hogy a vízgőz többnyire az alsó légrétegekben tartózkodik, ahol a mérések pontosabbak, a felsőbb légrétegek gőztartalma meg olyan csekély, hogy viszonylag nagyobb hiba sem tudja a légkör teljes vízgőztartalmát lényegesen befolyásolni. Az, hogy van Dorland szerint vízgőzmérést ne használják vízgőzzel kapcsolatos elemzésekre, az önmagában is elég abszurd" - teszi hozzá Miskolczi.

"Fel kellett fedezni a termodinamikát"

Miért szükséges egy új, egyensúlyi törvényt bevezetni az üvegházhatással kapcsolatban? Miskolczi válasza a következő:

"Amikor egy jelenséget nem tudunk konzisztensen megmagyarázni, amikor a dollármilliókkal támogatott légkörmodellek nem tudnak a tapasztalattal egyező globális melegedést számolni, akkor óhatatlanul felmerül a gyanú, hogy a legelején irreális feltevésekből indultunk ki. A légkörmodellek nem alkalmas eszközök a globális felmelegedés vizsgálatára és értelmezésére, mert nem tartalmazzák azokat a fizikai összefüggéseket, amelyek a Föld és a külső környezet sugárzási egyensúlyát szabályozzák. Olyan egyszerű fizikai elvek, mint például az energiaminimum (az elektronok úgy rendeződnek az elektronburokban, hogy energiájuk a legkisebb legyen) vagy a hatáselv nincsenek beépítve a klímamodellekbe, így nem meglepő, hogy nem működnek.

Mindez olyan, mintha a forrásban levő víz hőmérsékletének állandóságát próbálnánk megmagyarázni pusztán a fazékban levő vízmolekulák mozgásából. Miért nem nő a víz hőmérséklete, ha több hőenergiát közlünk a fazékkal (feljebb csavarjuk a gázt tűzhelyen)? Az egyedi vízmolekulák bonyolult mozgását követve nem lehet a megfigyelést megmagyarázni, ehhez fel kellett fedezni a termodinamikát. Hasonlóképpen az üvegházhatást sem lehet megmagyarázni a légkör sugárzási törvényeinek ismerete és azok figyelembevétele nélkül.

A tudományos eredmények cáfolata általában tudományos folyóiratok hasábjain történik úgy, hogy a kritizáló cikk rámutat a szerző számítási hibáira. Ilyen, az elméletemet kritizáló cikk máig sem jelent meg semmilyen szakfolyóiratban, annak ellenére, hogy a NASA-nál majd' hét éve tartottam az első beszámolót az elméletről" - zárja válaszát a magyar fizikus.

A Miskolczi-elmélet hibáira rámutató írások valóban nem tudományos folyóiratokban jelennek meg. Barton Paul Levenson számítástechnikus és sci-fi író a saját weboldalán közölt cikket többek között arról, hogy a magyar kutató 2007-es tanulmányában összekeveri az emisszió és az emisszivitás,vagyis a sugárzáskibocsátó képesség fogalmát. A klímakutatók tudományuk tárgyáról szóló kommentárjait gyűjtő RealClimate Miskolczival kapcsolatos oldalán pedig megjegyzik: a földfelszínről sugárzott és az üvegházgázok által visszavert hő bármilyen optikai mélység esetén egyensúlyba kerülhet (de a hőmérséklet a felszínen az optikai mélység mértékétől függ). Miskolczi azt állítja, hogy mivel az üvegházhatás állandó, a CO₂-növekményt a légkör a vízgőz kiszorításával ellensúlyozza. A sugárzási egyensúly miatt viszont még nem kerül több vagy kevesebb gáz a légkörbe - jegyzik meg a RealClimate-on a magyar kutató kritikusai.