Nyáron gyakran figyelmeztetnek bennünket az ultraibolya sugárzás várható erősségére. Az UV-ról sokaknak az ózonlyuk és a klímaváltozás jut eszébe, nem is alaptalanul. Az Országos Meteorológia Szolgálat Marcell György Főobszervatóriumában is árgus szemekkel és precíz műszerekkel figyelik ezt a sugárzástartományt. Tóth Zoltán csillagász, meteorológus, a Légkörfizikai és Méréstechnikai Osztály munkatársa arról mesélt, hogyan és miért vizsgálják ezt a területet, és mi közük van egymáshoz a címben említett jelenségeknek.
– Ön csillagászként végzett. Fel tudja használni korábbi tanulmányait a légkörfizikában is?
– Sok közös vonás van. A szakdolgozatom arról szólt, hogyan megy végbe egy csillagközi porfelhő besűrűsödése a Nap körül, és mekkora csökkenést okozna a napállandóban. De nem volt lehetőség csillagászként elhelyezkedni. A Légkörfizikai Intézetbe jelentkeztem – ez ma az OMSZ Főobszervatóriuma – a napsugárzási osztályra, ahol korábban is dolgoztak csillagászok. A csillagok fotoszférájára megalkotott sugárzás-átviteli felismeréseket ugyanis fel tudjuk használni a légkörre is.
– Most is azt csinálja, amit akkor?
– Nagyrészt igen, de ma már máshol van a súlypont. A 90-es évek elejéig kutatóintézetként működtünk, elméleti témák, az alapkutatás dominált, persze már akkor is a legtöbb területen mérésekre alapozva. Akkortól azonban nagypontosságú mérőhálózatok működtetése vált alapvető feladatunkká. A lehető legnagyobb pontosságú és megbízhatóságú, ISO-minőségbiztosítású mérőhálózatok működtetését és megbízható, hosszú távú adatbázisok építését kell produkálnunk. Minden, a légkörfizikában szerepet játszó napasugárzási mennyiséget mérünk: UV-, látható és infravörös tartományokban, széles spektrumtartományon és nagy spektrális felbontással. Több nagy nemzetközi projektben veszünk részt, például a Meteorológiai Világszervezet regionális napsugárzási központja vagyunk. Részt vettünk az UV-sugárzás európai hosszú távú változását vizsgáló EU-s projektben is. Jelenleg pedig a referencia UV-spektrofotométerek működésének új megközelítésű, az eddiginél még precízebb vizsgálatát kidolgozó és azt végrehajtó nemzetközi munkában tevékenykedünk.
– Milyen vizsgálatokat végeztek, illetve végeznek a napsugárzással kapcsolatban?
– Nehéz választani, de három témát ragadnék ki. Több évtizednyi adatsor felhasználásával vizsgáltuk a Budapest fölötti légkör rövidhullámú sugárzáskibocsátását. Az eredmények azt mutatták, hogy tendenciájában kicsit csökkent a 90-es évek elejéig, utána pedig javult, mostanáig. Mivel az átbocsátást a felhők mellett leginkább a szennyezőanyagok korlátozzák, a változás oka valószínűleg az, hogy a szocialista ipar jelentős részét leállították, a maradékot pedig korszerűsítették. Ennek a munkának érdekes eredménye volt az is, hogy kiderítettük: a legtisztább levegőjű (persze kivételesen ritkán előforduló) esetekben a Budapest feletti légkör megközelíti az ideálisan tiszta (csak a levegő alapvető alkotógázait tartalmazó, úgynevezett Rayleigh-) légkört. Azaz nagyon elvétve elő tud állni olyan eset, hogy a légkör majdnem teljesen mentes a szennyező anyagoktól.
A teljes ózontartalom átlagainak eltérése a sokéves átlagtól Budapest fölött az 1969–2015 közötti időszakra
Szintén hosszabb vizsgálat eredménye volt az, hogyan függ az UV a légkör különböző paramétereitől. Ez még új dolog volt a 90-es évek közepén, nagy visszhangja is lett világszerte, mivel a téma akkor még gyerekcipőben járt. Egyrészt azért, mert elég drága a mérés, másrészt a leérkező UV mennyisége elhanyagolható a látható vagy a közeli infravörös tartományhoz képest, ezáltal a légköri sugárzásháztartásban sincs jelentősége. Viszont tudjuk, hogy az élettani hatása óriási. Amikor szembesült a világ az ózonproblémával, rögtön tudták, hogy baj lesz. Az ózon ugyanis nagyon erősen elnyeli az UV-t, a légkör tetejéhez képest 8-10%-a ér csak a felszínre. Ha túl nagy lenne, elpusztítaná a bioszférát. A mérésekre tehát akkor lehetett nagyobb pénzeket szerezni, amikor látszott, hogy erősen csökken az ózon mennyisége a légkörben. Mi a világ első 10 országa között voltunk, ahol UV-sugárzásmérő hálózat indult.
Harmadikként egy méréstechnikai és méréstudományi alapú, de elméleti módszertani kutatásokat is felhasználó NKFP-projektet emelnék ki, amely Nagy Zoltán kollégámnak, a Légkörfizikai és Méréstechnikai Osztály vezetőjének alapötletével és szakmai irányításával valósult meg. A cél a klímaváltozás lokális hatásainak kimutatására létrehozott három speciális, kísérleti mérőállomásból álló mérőhálózat kialakításának módszertana, és az állomások telepítése, illetve operatív működtetése volt. Ennek fontos szegmensei a létrehozott napsugárzási obszervatóriumok, amelyek közül az egyik Kékestetőn van, így eddig nem ismert részletességű információt kaphatunk a felszíni és a legsűrűbb, legszennyezettebb légréteg feletti napsugárzás-átbocsátási viszonyokról. Már a kezdeti eredmények is érdekesek, de az effektusok pontos kimutatása csak több év után lehetséges.
– Található összefüggés a naptevékenység és az ózon változása között?
– Igen, bár elég gyengén, mert az ózont is sok minden befolyásolja. Mindig azt mondom, ha van egy nagyon komplex fizikai rendszer, akkor nem jó, ha kiválasztok belőle egy paramétert és azt nézem, hogyan viselkedik, amikor rengeteg tényező befolyásolja. De létezik kimutatható összefüggés, mert kell az extrém UV-sugárzás energiája ahhoz, hogy az ózont képző reakciók létrejöjjenek.
– Most mi a helyzet az ózonlyukkal?
– Úgy tűnik, hogy lassan ugyan, de a probléma lecsengőben van. Tény, hogy nemrégiben akkora ózonlyuk jelent meg, amely területében megközelítette a 2006-os csúcsot. Ez arra figyelmeztet, hogy a folyamat nem lesz zökkenőmentes. Az antarktiszi ózonlyuk mindig az ottani koratavasszal jön létre, amikor nálunk ősz van. Északon csak a „kistestvérei” szoktak megjelenni, mert általában az itteni sztratoszféra nem elég hideg ahhoz, hogy azok a speciális reakciók beinduljanak, amik bontják az ózont. Nagy ritkán mégis létrejöhet, sőt az is előfordulhat, hogy „levándorol” a mérsékelt övbe. Először 2011-ben megjelent Magyarország fölött is. Addig legfeljebb a hatását érzékeltük egy kicsit a mérési adatainkban. Ráadásul a javulás sem teljesen egyértelmű. Látszik az adatsorunkból, hogy 1969-től a 90-es évek közepéig valóban csökkent az ózon, bár nagyon erősen fluktuálva. Tényleg minden jel arra mutat, hogy globális szinten helyreáll. Ez az út valószínűleg göröngyös lesz, amit az utóbbi évek adatai is alátámasztanak. Ugyanis, ha már nem is juttatunk ózonkárosító vegyületeket a légkörbe, a már ott lévők nagy kémiai stabilitásuk miatt még hosszú évtizedekig jelen lesznek a sztratoszférában.
A biológiailag effektív UV-sugárzás évi összegeinek változása 1969 és 2015 között
– Az UV-t és az ózont is hírbe szokták hozni a klímaváltozással. Mi erről a véleménye?
– Szakmailag, a vizsgálati módszerek szempontjából külön kezelendő az ózon/UV-probléma és a klímaváltozás, de természetesen nem teljesen függetlenek egymástól. Minden valószínűség szerint ezzel van összefüggésben, hogy az utóbbi tíz nyáron ózonhiány volt jellemző. Idén július vége felé rekord alacsony ózonértékeket mértünk, és ez már a második ilyen esemény, június végén is volt néhány ilyen nap. Magának a klímának „kötelező” hosszú távon változnia, hiszen, mint minden fizikai rendszer a világegyetemben, a légkörünk is meg akar felelni az alapvető fizikai törvényeknek. Ennek érdekében minden külső hatásra reagál és „finomhangolásokat” végez, hogy stabilan fennmaradjon. Ez azzal jár, hogy kisebb-nagyobb változások történnek benne folyamatosan, amelyek együttesét mi klímaváltozásként érzékelünk. Az már egy másik, jóval hosszabb történet lenne, ha arra kellene válaszolnom, mely összetevők mit okoznak és ezekben mekkora az ember szerepe.
TRUPKA ZOLTÁN
2016/33
