Mennyivel nagyobb a vízpára „üvegház” hatása a szén-dioxidénál?
Szerkesztette dr. Tóth Béla ny. klímatechnikai szakértő, 2025. január
A világhálón számtalan magyarázat, kép található a légköri „üvegház” szemléltetésére. Azonban a mennyiségek összehasonlításának lehetősége általában homályba vész.
Az 1. ábra a légkör fontosabb gázainak szerepét foglalja foglalja össze nagyon szemléletesen.
Forrás: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atmospheric_Transmission.png[1]
Nagyon sokan hivatkoznak erre a képre, különböző következtetések alátámasztásához. Mivel bonyolult fizikai folyamatokat kovácsol egybe, kíséreljük meg közérthetőbbé tenni.

1. ábra
Jelen leírás annak érdekében készült, hogy bemutassa, milyen arányokban vesznek részt az egyes üvegház gázok a Föld melegítésében. Sugárzási szempontból!
A médiában, az oktatásban általában egy 1997-ben készült tanulmány [2] 3. táblázatának utolsó, sommás oszlopát említik. Miszerint tiszta égboltnál a légkör melegítésében a vízpára szerepe 60 %, a szén-dioxidé 26 %, az oxigéné 8 %, a többié pedig 6 %.
Lényegében a bekarikázott területek viszonyai elárulják a levonandó következtetést. Alapos okkal feltételezhető, hogy a vízgőz szerepe a globális melegedésben nem 2,5-szerese, hanem jóval többszöröse az szén-dioxidénál. Annak, akinek segítségre lenne szüksége a diagram, illetve részleteinek értelmezésében, neki ajánljuk a „Részletek” szakasz olvasását.
Fontos tudni, hogy az itt átható információk a légkör felhőmentes területén és a talajszinten érvényesek.
Meg kell jegyezni, hogy a Föld bolygó felszíni hőmérsékletének alakulásában a víz a sugárzási energiacseréken kívül számos más fizikai jelenséggel is részt vesz (felhők, párolgási-kondenzációs, fagyási-olvadási hőcserék, stb.). Ugyanakkor a levegő pára- illetve víztartalma térben és időben széles tartományban változó, a hőmérséklettől és légnyomástól (magasságtól) erősen függően.
Továbbá a szén-dioxid és más gázok oldódnak [8] a vízcseppé kondenzálódó párában, és az esővel kiesnek a levegőből. Ilymódon a pára jelentősen befolyásolja a gázok mennyiségét és kumulálódásának lehetőségét. A meteorológia szerint a légkör víztartalma [9] 10 naponta kicserélődik
A viharok energiatartalmát a benne lévő víz mennyisége határozza meg. Táplálódik a párolgásokból. Melyek mértékét a szélsebesség is erősen befolyásolja, tovább növekedve a vízfelszín felkorbácsoláának következtében. A viharok keletkezését, vándorlását, felhőtakaró kifejlődését elsősorban lokális tényezők határozzák meg, mintsem globálisak. Ami az időjárásban nyilvánul meg. A kieső eső a levegőoszlop súlyát csökkenti, ezáltal egy lokális nyomáscsökkenés révén relatív szívóerőt létesít a környező pára begyűjtéséhez. 3D -ben érvényesülve.
1. Az 1. ábra referenciája, főbb összefüggései
A Wikimédia szerint az ábrát Robert A. Rohde[3] szerkesztette a Global Warming Art projekt keretében, Az ezekhez a számokhoz használt adatok elsősorban a GATS spektrális algoritmusán alapulnak. Archív másolat a Wayback Machine-nél, amely az abszorpciós spektrumok kiszámításának LINEPAK rendszerét alkalmazza (Gordley et al. 1994.) a HITRAN 2004 spektroszkópiai adatbázisból (Rothman et al. 2004.)[4]. A bemutatás elősegítése érdekében az abszorpciós spektrumok simítottak.
A diagram a hullámhossz (illetve a frekvencia) logaritmusának függvényében mutatja a különböző jellemzőket.
A Transitions megjelölés leírja a sugárzás fizikai megvalósulásának mikéntjét a különböző hullámhosszokon;
- Electronic megnevezéssel az elektromágneses tartományt, benne az
-- ultraibolya (UV),.
-- látható (Visible),.
-- infravörös (Infrared).
szakaszokkal,
- Vibrational megnevezéssel a molekulák rezgő,
- Rotational megnevezéssel a molekulák forgó mozgása által elnyelődő, ill. kisugárzó jelenségét
Nincs feltüntetve az ábrán, hogy a gázok által a rövidebb hullámhosszokon elnyelt (pl. elektromágneses) energiát is a molekulák a felgyorsult mozgásukból fakadóan hosszabb hullámhosszokra áttranszformálva sugározzák ki.
Meg kell jegyezni, hogy amelyik hullámhosszon átfedés van a különböző gázokra vonatkozóan, ott a végleges elnyelési arányokat a sugár útjába eső tömegarányuk dönti el. Erre utal Tony Heller geológus, villamosmérnök [5] is: „a CO2 abszorpciós spektrum szinte minden sugárzását már elnyelik a víz molekulák.”
A felső diagramból az látható, hogy az infravörös tartomány nagyobb hullámhosszainál már mind kevesebb (hő-) energia érkezik. A melegérzetünk elsősorban abból fakad, hogy a szilárd anyag, a bőrünk, a ruhánk elnyeli a rövidhullámokat is, és melegszik. (Ezért nem szabad a mikrohullámú sütőben felejteni a kezünket.)
A jobb oldali tartomány a felmelegedett földfelszínről kisugárzott infravörös energiákat mutatja.
A felső diagram csúcsa a bal oldali képrész léptékében az itt láthatónak mintegy harmada lenne.
A szemléltethetőség érdekében tették az előzővel hasonló nagyságúvá.
A két oldal, a beérkező és a kisugárzott energia között szoros összefüggés van. A Napból a Föld csak a felé néző vetületben nyeli el az energiát. Visszasugározni az űrbe viszont a teljes felületéről sugároz. Mivel a gömbfelszín négyszerese a vetületi felületnek, ezért a felületegységre eső kisugárzási energia a negyedrésze a beérkezőnek. A Föld vagy bármelyik bolygó, hold addig melegszik az űr abszolút nulla fokáról (-273oC = 0 K), amíg az egyensúlyi állapotot el nem éri. A sugárzási energia a felszíni hőmérséklet negyedik hatványával arányos.
Illetve egy olyan kaotikus hőtechnikai rendszerben, mint a légkör, a felhőborítottság, az óceáni áramlatok, a vulkanizmus, mindig jelen van az egyensúlytalanság. Ennek mértékét, forrását számos módon kutatják, magyarázzák. A NASA műholdas mérései alapján alátámasztást nyer, hogy az utóbbi 20 év melegedést előidéző egyensúlytalansága a felhőtakaró csökkenésének következménye. Magyar nyelven dr. Szarka László Csaba geofizikus akadémikus mutatta be [6]. Kutatni azt kell, mi az oka a felhőtakaró területe csökkenésének, miközben az a valószínű, hogy a légkör víztartalma nő.
2. Bal felső ábrarész

2. ábra |
Az eredeti ábra függőleges tengelyén a fotonok spektrális intenzitása szerepel. Mivel ez a görbe nagyon hasonló más, mérésekből származó eredményekhez, jó közelítéssel állíthatjuk, hogy szoros összefüggés van ezen paraméter és az energiaviszonyok között. Tehát az ordináta átskálázható úgy, hogy a piros görbe(!) alatti terület integrális átlaga 1366 W/m2.
A piros felület az az energia, ami leérkezik a felszínre.
A piros görbe és a piros felület közötti fehér területek a légkör gázainak hatását szemléltetik. Az ábrafeliratban jelzett 25-30 % vesztesség részleteit mutatják.
Az 5525 K a Nap felszínének hőmérséklete Kelvinben (a feldolgozási pontosságon belül Celsiusban ugyanennyi)
A nyilak az alsó ábrarészen feltüntetett gázok által elnyelt energiák hullámhosszára mutatnak rá.
|
Mérések alapján a földfelszínre mintegy 1000 W/m2 energia érkezik. A pirosan befestett terület.
Ez az energia elnyelődik az óceánokban, a szilárd komponensekben. És hő formájában sugárzódik ki, azaz hosszú infravörös hullámhosszokon. Az óceánokból, szilárd alkatrészektől melegszik a levegő. A vizek levegőt melegítő hatása leginkább a párolgás révén jelentkezik. Aminek hőenergia tartalma elsősorban a felhővé kondenzálódáskor adódik át a légkörnek. (1 kg víz hőcseréje párolgáskor és kicsapódáskor 2300 kJ, míg ugyanezen víz 0-ról 100oC -ra melegítéséhez ötödannyi, 420 kJ elegendő.)
A legtöbb elnyelődés az ultraibolya és a látható hullámhossz tartományban történik meg.
|
3. Jobb felső ábrarész |

3. ábra |
Itt három görbét látunk. Azért, mert a sugárzási energia erősen függ a hőmérséklettől. A hőmérséklet negyedik hatványával arányos. A lila görbe 310 Kelvin, azaz 37 Celsius fokon sugárzó anyagok esetében érvényes. A fekete 210 K, azaz -63oC -nál. A kettő átlaga a kék görbe.
A kék területtel jelzett adatok mutatják azt a 396 W/m2 energiának a 15-30 %-át, ami elhagyja a légkört. Ezt a 10 mikron körüli hullámhossz sávot nevezik kisugárzási ablaknak. A körülötte lévő hullámhosszokon történő kisugárzásokat a légkör gázai megakadályozzák. Amint azt az alsó ábrarészen látjuk, elsősorban az átlátszó vízpára révén. De ne felejtsük, hogy mi(!) csak a látható (Visible) hullámhosszakon (0,4-0,7 mikron) látunk. 3 mikronnál rövidebb és 70 mikronnál hosszabb hullámhosszokon nem indul a földről kisugárzás.
|
Az eredeti ábra függőleges tengelyén a fotonok spektrális intenzitása szerepel. És nem azonos a skálája a bal felső ábrarésszel. Ezért nem is skálázta be a szerző. Azonban mivel ez a görbe nagyon hasonló más, mérésekből származó eredményekhez, jó közelítéssel állíthatjuk, hogy szoros összefüggés van ezen paraméter és az energiaviszonyok között. Tehát az ordináta átskálázható úgy, hogy a kék görbe (nem a kék terület!) alatti terület integrális átlaga 396 W/m2.
A kék görbe alatti kék felület az az energiamennyiség, ami elhagyja a Földet
A fehér területek a légkör gázainak hatását szemléltetik. Az ábrafeliratban jelzett 15-30 % vesztesség részleteit mutatják.
|
|
4. Az alsó ábrarész magyarázata

4. ábra
Mivel ez a leírás csak a vízpára és a szén-dioxid hatásának összehasonlítása érdekében készült, a többi „üvegház” gázról szóló ábrarészt ide nem másoltuk. Azok részvétele a szén-dioxidének töredéke.
A függőleges vékony kék vonalak segítenek az alsó és felső táblarészek összetartozó részeiben való tájékozódásban. A piros jelzéssel összevont területek a szén-dioxidnak a befolyásoló hullámhosszaihoz közeli víz kapcsolódásokat szemléltetik.
A százalék értékek úgy értelmezendők, hogy az adott gáz az adott hullámhosszon létező sugárzás hány százalékát fogja be. Fajlagosan! Mivel ez a diagram szimulációk alapján készült. A tényleges energia elnyelés a sugár útjában jelenlévő gáz tömegével arányos.
A 4. ábra bal oldali mezőjében a napból érkező energia elnyelődését látjuk. Ahol a vízhez képest a szén-dioxid hatása gyakorlatilag nulla. A szén-dioxid itteni legnagyobb hullámhosszú hatása is elhanyagolható, mert egyrészt az ezen a hullámhosszon érkező energiamenyiség (lásd a 2. ábrán) csaknem nulla. Másrészt a vízzel átfedésben van. A pára pedig tömegében sokszorosa a szén-dioxidénak, ezért a szén-dioxid részére szinte semmi lehetőség nem marad.
A víz energiaelnyelése a hullámhossz rövidülésével viszonylagosan egyre kisebb, a bekarikázott rész legrövidebb hullámhosszánál mintegy 50 %. De ezen a hullámhosszon viszonylag nagy, a 100 W/m2 energia felét emittálja. Míg a lehetséges nagyobb hullámhosszok mellett egyre kisebb energiasűrűség 100 %-át.
A jobb oldali ábrarészen a Földről kisugárzott hőfluxus eloszlását láthatjuk.
A szén-dioxid a 4,3 μm környékén szinte egyedüli infraelnyelő, azonban a számára itt elérhető energia kisebb, mint 5 W/m2, aminek a 100 %-át elnyelheti.
Míg a közeléből induló víz a hullámhossz intervallum sokszorosán keresztül 15-40 W/m2 energiából részesül 100 %-ban.
Az atmoszférikus ablaknak nevezett hullámhossz tartományban tud távozni a föld hőkisugárzása, a kék területben. A 3. ábrán jelzett 396 W/m2 15-30 %-a. A lehetséges hullámhosszok többi részén a gázok kizárják a kisugárzás lehetőségét. És amint az látható, gyakorlatilag az egész a vízpárának köszönhetően. Az ablak azonban éppen a kisugárzási energiafluxus 60 W/m2 -es csúcsát fogja közre. Ezért a közelítőleg 400 W/m2 kimenő energia mintegy felét engedi távozni. A másik felét a pára, a gázok feltartják. Ez a feltartás is bonyolultan valósul meg, mert részben elnyelődik, részben visszasugárzódik a földre. A földre visszasugárzást szemlélteti előszeretettel a média, üvegház hatásnak nevezve. De beleszámolva a légkör összes melegedési jelenségét.
A szén-dioxid szerepének túlhangsúlyozása abból fakad, hogy az atmoszférikus ablakot a 14,5 μm körüli hullámhossz tartományban számottevően leszűkíti. A pontosság kedvéért a vízzel közösen. De önmagában a teljes telítődési lehetőségét kihasználva, és a kisugárzási maximum közelében.
Ha tehát nem is olyan egyszerű a pirossal bekarikázott részek számszerűsítése, alapos okkal feltételezhető, hogy a vízgőz szerepe a globális melegedésben nem 2,5-szeres, hanem jóval többszöröse az szén-dioxidénál.
Ebből az is következik, hogy a hidrogén energetikai jövője [7] nem is olyan tiszta, mint ahogyan sugallják. Mert ugyan a belőle keletkező víz az szép tiszta, nem füstös, de miatta a légkör melegítő hatása többszöröse a szén-dioxidénak. Nem beszélve a hatásfokról, a robbanásveszélyről, az infrastruktúra lecserélésének társadalmi terhéről. És arról, hogy a sarlatánok földgázból csinálják.
Internetes hivatkozások
[1] Atmospheric Transmission.png: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atmospheric_Transmission.png
[2] Earth’s Annual Global Mean Energy Budget: http://www.geo.utexas.edu/courses/387H/PAPERS/kiehl.pdf
[3] Robert A. Rohde, Lead Scientist, Berkeley Earth: https://scholar.google.com/citations?user=1RTiKV0AAAAJ
[4] The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database: https://lweb.cfa.harvard.edu/hitran/Download/HITRAN04paper.pdf
[5] Who Is Tony Heller?: https://realclimatescience.com/who-is-tony-heller/
[6] BEFAGYOTT-E „JELENLEGI TUDÁSUNK” A KLÍMAVÁLTOZÁSRÓL?: https://www.klimatudomany.hu/wp-content/uploads/2025/01/2024_12_21_Szarka-L-Cs.pdf
[7] A HIDROGÉNRE ALAPOZOTT ENERGETIKA (IS) ZSÁKUTCA: https://energmester.hu/vizpara/
[8] A CSAPADÉKVÍZ KÉMIAI ÖSSZETÉTELE: https://nimbus.elte.hu/oktatasi_anyagok/levegokemia/13_Csapadekkemia.pdf
[9] VÍZ A LÉGKÖRBEN: https://nimbus.elte.hu/oktatas/metfuzet/EMF032/PDF/09_EMF32_Weidinger-Tasnadi.pdf
|