Bevezetés
A Föld éghajlat változásának kutatása a 17. századtól kezdődően foglalkoztatta az emberiséget. Robert Hooke angol fizikus 1686-ban Portlandben teknősbéka-, és ammonitesz fosszíliákat talál. Ezek az ősmaradványok egykori meleg éghajlatra utaltak.
Közel 100 évvel később az Egyesült Államok 3. elnöke Thomas Jefferson megvizsgálta, hogy a magas szélességi körökön felfedezett mamut leletek magyarázhatók-e az ekliptika dőlésének elterelésével esetleg az élőlény biológiai-ökológiai változásával? A nagy német természettudós Alexander von Humboldt 1799-ben azt feltételezte, hogy a melegedést a kőzetek kristályosodása során felszabaduló hő idézte elő, majd 1823-ban már a vulkánkitöréseket hozta kapcsolatba az éghajlatváltozással.
Charles Lyell a klímaváltozások okát a tengerek és a kontinensek maitól eltérő eloszlásában és a tengeráramlatokban látta. John Herschell 1832-ben felvetette a Föld pályaelemeinek változását, majd 1842-ben ezt a tézist megerősítette Párizsban Athémar is.
Wladimir Köppen és Alfred Wegener 1924-ben megalapozták a kontinensvándorlás elméletét a paleoklimatológiában. Ugyanekkorra tehető Milutin Milanković elmélete is – vagyis Herschell és Athémar elméletének felhasználásával – a Föld pályaelemeinek periódikus változásai, és az ebből következő napsugárzási beesési szög ingadozások, valamint a tél és a nyár közötti sugárzás intenzitás különbség is változik.
Magyarországon is folytattak kutatást a napsugárzás hatásairól az éghajlatváltozásban. A második világháborút követően újjáalakult Országos Meteorológiai Intézetben is folytak ilyen kutatások. A legjelentősebb ilyen irányú kutatás Berkes Zoltán nevéhez fűződik.
Berkes Zoltán életútja
1927-ben érettségizett a budapesti Vörösmarty reálgimnáziumban. A Pázmány Péter Tudomány Egyetemen szerzett matematika-fizika diplomát, majd ugyanitt doktorált. Doktori disszertációja meg is jelent a Matematikai és Fizikai Lapokban.
A doktori megszerzését követően adóhivatalban dolgozott és Béll Béla hívására 1934-től 1938-ig csekély bérért a Meteorológiai Intézet kisegítő munkatársa lett, majd 1938-tól egészen 1963-ig az Országos Meteorológiai Intézet Éghajlatkutató Osztályán dolgozott Bacsó Nándor vezetése alatt.
Réthly Antal megbízásából kezdett foglalkozni a távprognosztikával. 1938. január 25-én az esti szolgálatos Berkes egy csodaszép sarkifényt figyelt meg, ezt követően Réthly megbízta, hogy a sarki fény gyakoriságát kutassa fel. A kutatásai során megfigyelte, hogy az erős sarki fény felragyogása után erőteljes széllökések figyelhetők meg Európában, különösen Finnországban.
A második világháború után először rendezett nemzetközi konferencián, 1954-ben Berkes Zoltán ismertette vitairatát a naptevékenység és a kozmikus légköri hatásokat, valamint periodicitásának hatását az időjárásra.
E téren úttörő munkát végzett. Elsőként állapította meg, hogy a nagy napkitöréseket követően a sarki magaslégkörben felmelegedés, ennek nyomán, a talajszinten hideg-kitörés következik be. 1945-ben megindította a rendszeres napfolt megfigyeléseket, amelyeket két évtizeden át folytatott. Úgy gondolta, hogy a távprognosztika jövője szoros összeköttetésben áll a napfizikai kutatásokkal.
A következőkben összefoglaltam Berkes Zoltán kutatásait a naptevékenységgel és az összes többi extraterresztrikus okkal egyetemben.
Csillagászati okok az éghajlatváltozásban
Berkes meglátása szerint, ha a Földre jutó besugárzás állandó volna, akkor az éghajlatunk normál értékeket vennének fel, de mivel a „napállandó” nem tekinthető állandónak, ezért változhat a besugárzás és a cirkulációk által szállított hőmennyiség.
Következtetéseiben kulcsszerepet játszottak a hazánkban előforduló hőmérsékleti-, és csapadékeloszlási anomáliák.
Berkes (1942) és Bauer (1958) megfigyelései, valamint mérési eredményei szerint a napállandó változások elérik az 1%-ot, de általában csak ezrelék nagyságrendiek. Bauer szerint ez elegendő lenne 1 fokos nagyságú hőmérséklet növekedéshez a trópusi övezetben, de a mérsékelt övben ettől jóval nagyobbak az ingadozások.
A magyar klimatológus kitér a napfoltokra, amelyek 11 éves periodicitást mutatnak. A magyarországi megfigyelésekben élesen nem mutatható ki a 11 éves ciklus sem hőmérsékletváltozásban, sem csapadék mennyiségben (2. ábra).
Sokkal élesebben jelentkeznek a 2-5 éves, valamint a hosszabb 35 éves szekuláris változások (Berkes 1965). Közép-Európában a 11 éves ciklus adatsorában egy 5-6 éves kettős hullám mutatkozik meg. Bauer (1957) szerint a kettős hullámok okai abban keresendők, hogy a napfolt maximumok idején erősebb lesz a sugárelnyelés, így kisebb a sugárzás intenzitása, mint előtte vagy utána. A minimum éveiben a csökkent naptevékenység miatt gyengébb a sugárzás. Berkes szerint a földrajzi fekvés szerint jobban kirajzolódnak a 11 éves ciklusok, valamint a szubpoláris tájakon kettős hullám.
Ugyancsak klímamódosító hatásunka írja le a napkitöréseket (flerek, napszél), ugyanis ekkor a besugárzás növekszik. A napszél esetén megnő a mágnese háborgások száma a Föld két sark pontján (3. ábra).
Gondolatmenete két szálon futott. Az első, hogy a naptevékenység helyi besugárzás révén fejti ki hatását. A második pedig az, hogy az általános légcirkulációt befolyásolják. A megfigyeléseiből származó mérések szerint az első okozat az erősebb, azonban Berkes a másodikat helyezi előtérbe. Ugyanis az időjárási anomáliák egyes gócpontokon alakulnak ki, miszerint a cirkuláció felerősödésével előbb nyugat-keleti áramlás erősödik, majd erőteljes meridionális áramlásokat vált ki, amely a meleget északra, a hideget pedig délre hajtják.
Az időjárás extraterresztrikus okai között megemlíti az UV-hatását is. Német T. (1961) vizsgálatai szerint, ha a Nap hosszú időn át, fokozott UV sugárzást bocsát ki, akkor Közép-Európában erőteljesen melegedő időszak köszönt be. Ha viszont erőteljes részecske sugárzás éri az északi sarkot, akkor komolyabb hideg beáramlással kell számolnunk. Ugyanakkor nagyon fontos a földrajzi pontja is az UV hatásnak. Ha az Atlanti-óceán térségébe érkezik nappal az UV dózis, akkor melegedés lesz, ha a Csendes-óceáni térségbe, akkor lehűlés.
Berkes Zoltán által előtérbe helyezett cirkulációs változásoknál fontos a légnyomáseloszlások figyelembevétele. Kiemeli Clayton és Hanzlik munkáit, amelyben a légnyomás pozitív és negatív anomáliáit tanulmányozzák. A magyar meteorológus kijelenti, hogy a pozitív anomális akkor húzódik északre, minél több a napfoltok száma, és lényeges időjárásbefolyásoló tevékenységét, csak az 55. foktól északabbra kialakuló nyomásgócok okozzák (4. és5. ábra).
A naptevékenység mellett – különösen a csapadékeloszlásban – a Hold haásait is tanulmányozza (Berkes 1942). Mineur (1951) vizsgálatai szerint a holdhatás cirkulációhoz kötött és főként a mediterrán jellegű éghajlatoknál jelentkezik.
Berkes a napállandó alperiódusához köt egy 25 hónapos csapadékeloszlásban fontos időszakot is. E periódusok lényege a szélirány szabályos átváltása, amelyet Magyarországon is megfigyeltek (Berkes 1970).
Következtetés
A magyar kutató tehát számba vette az összes lehetőséget az éghajlati anomáliákhoz. Megállapította, hogy az alsóbb légkörben megfigyelhetők az extraterresztrikus okok az éghajlatváltozásban. Meggyőződése szerint a cirkulációs változások a klímaváltozás fő okozói. Kutatásaiban nagyon fontosnak ítélte meg a műholdas napsugárzásméréseket, ugyanis előre kellene ismerni a naptevékenység változásait, továbbá a Föld mágneses háborgásának jellegét. Péczely (1957) szerint a mágneses zavarok után növekszik a sarki térség légnyomása.
A negyedidőszaki földtan egyik legjobban ismerője, Rónai András (1973) is leírta, hogy a talajvízszint ciklikussága a naprendszer energiaáramlásában keresendő.
Berkes (1970) tanulmányában kitért Callender (1961) és Mitchell (1961) külön dolgozatukra a szén-dioxid többlet okozta antropogén klímaváltozásra is. A magyar tudós kérdésként tette fel, hogy a 20. században a hőemelkedést naptevékenyég vagy a szén-dioxid felhalmozódása okozza? Azt írta, hogy e kérdés a jövőben eldönthető lesz. 51 évvel a dolgozata után kijelenthetjük, hogy az utóbbi volt a felelős a melegedésért. Véleményem szerint Berkes egyensúlyozott a szovjet természetalakítás és az antropogén éghajlatváltozás tanai között. Sejtette, hogy a naptevékenység mellett a növekvő szén-dioxid szint (Berkes 1940) is éghajlatmódosító hatással bír, azonban a szovjet nyomás hatására nem fejthette ki szabadon véleményét.
Az Országos Meteorológiai Intézet folyóirata, a Légkör 1984. évi 3. számában olvashatunk egy riportot Berkes Zoltánnal, amelyben kifejti véleményét az emberi hatásról:
„Természetesen az emberi tevékenység okozta légszennyeződés is hatással van az éghajlat kisebb mértékű és léptékű alakulására”
De hangsúlyozta, hogy az időjárás gyors változásai a cirkulációkban mutatkoznak meg, főképp az Északi-sarkon.
Ma már tudjuk, hogy a klímaváltozásban alapvetően nem a naptevékenyég élvez prioritást, hiszen, ha csak a Nap szolgáltatná a meleget, akkor a Földön -17°C lenne, nem számolva az üvegházhatású gázok melegítő hatásával. Azonban véleményem szerint Berkes Zoltán észrevételei fontos szerepet töltöttek be a magyar paleoklimatológiai kutatás történetében tudománytörténeti szempontok alapján.