2017. január 17. kedd
Múlt forrásai
A Föld éghajlata az évmilliók során számos változáson ment keresztül. Korábbi állapotaira azonban - a meteorológia mellett - csak más tudományterületek bevonásával következtethetünk, mivel az időjárás műszeres mérésének és rögzítésének története csak pár száz évre nyúlik vissza. Olyan tudományterületek módszereinek egyesítésével következtethetünk, mint a fizika, a csillagászat, a kémia, a geológia, a biológia, illetve a történelem, a régészet és a gazdaságtörténelem. A földtörténeti múlt éghajlatának kutatásával a paleoklimatológia tudománya foglalkozik.

A paleoklimatológia vizsgálati módszerei
200-300 évvel ezelőtt:Rendelkezésre állnak műszeres mérések. Datálásuk és mennyiségi adataik megbízhatók.
2000-2500 évvel ezelőtt:Történelmi feljegyzésekből, okiratokból, krónikákból napi, vagy ennél kisebb időintervallumban információkat kaphatunk a hőmérsékletről, csapadékról, a naptevékenységről, geomágneses térerő-változásokról, a biomasszáról, a vulkáni kitörésekről és a tengerszintről. Datálásuk többnyire megbízható, ellenőrizhető.
Néhány ezer évvel ezelőtt:"Pocokhőmérséklet". Egyes barlangokban évezredek óta élnek baglyok, amelyek az éjszakai vadászaton elejtett mezei egereket a barlangban megemésztik, az ehetetlen részeket, pl. a fogacskákat kiöklendezik. Így a barlang talajában rétegről-rétegre évezredek során összegyűltek az egérfogacskák. Az egyes rétegekben talált mezei egerek maradványai és a fajok összetétele alapján következtethetünk a régebbi korok éghajlatára. Közelítőleg pontos mennyiségi adatokat kaphatunk, 250 év vagy ennél nagyobb hibával terhelt datálás lehetséges. A pocokfajok megoszlása nemcsak a júliusi középhőmérséklet, hanem az évi csapadékmennyiség változásának kimutatására is alkalmas.
6-8 ezer évvel ezelőtt:A fák évgyűrűiből való következtetés módszere, esetleg megkövesedett, perm-kori ősfenyők maradványainak vizsgálata. Információkat kaphatunk a hőmérsékletről, csapadékról, vulkánkitörésekről, biomasszáról, geomágneses térerő-változásokról és a naptevékenységről, a datálás és a mennyiségi következtetés azonban többé-kevésbé bizonytalan.
Millió évekkel ezelőtt:O18/O16, illetve C13/C12 izotópelemzés. Datálása megközelítő, a hőmérséklet meghatározása 1 fokos pontosságú.
Millió évekkel ezelőtt: Pollenelemzés. 20 éves intervallumonként olyan információkat kaphatunk, mint hőmérséklet, csapadék és biomassza-információk. A datálás és a mennyiségi meghatározás megközelítő pontosságú.
Tízezer évektől milliárd évekig:  Gleccserek vájatai, üledékei (morénák, tillitek). A datálás és mennyiségi meghatározás bizonytalan. Az üledékes kőzetek mellett az adott terület morfológiájából például annak eljegesedési időszakaira is következtethetünk. A gleccser U-alakú völgyet váj, melynek felülete karcos lehet a jégbe fagyott kövek miatt. A karcok a jégmozgás irányát jelzik (pl.: Alpok).
100 millió évekkel ezelőtt:Bizonyos üledék és biológiai tartalom (tengeri üledék, mészvázú állatok maradványai és egyéb fosszíliák) túlsúlyából, vagy éppen hiányából következtethetünk a teljes Föld klímájára. Egy-egy hely éghajlatának rekonstruálását nagyban megnehezítik a lemeztektonikai mozgások. A lerakott üledékekből és a bennük levő fosszíliákból elsősorban a lerakódás helyének klímarekonstrukciója lehetséges, nem pedig annak a helynek, ahol megtalálták.
Glaciológiai módszerek
A régebbi hóhullások felhalmozódása a sarki jégsapkákban és jégtakarókban értékes információkat nyújt a paleoklimatológiai és paleokörnyezeti körülményekről. Ezeket a körülményeket a jég és firnjég részletes fizikai és kémiai analízise által tanulmányozzák a kutatók. Ezek alapján következtethetnek a hőmérséklet-változásokra, a légkör szén-dioxid- és metán koncentrációjára, illetve a jégben lévő légbuborékokból a légkör korábbi összetételére és annak hosszú távú, valamint antropogén hatások okozta változásaira. Azokon a területeken, ahol a hó nem olvad el és nem szublimál, a felhalmozódás folytonos, egyes területeken ez akár több százezer évig is eltarthatott.
Az innen vett jégminták izotóparányaiból megállapítható:
- a nyári hőmérséklet (az olvadt rétegek analízise alapján),
- az éves hőmérséklet,
- a havas napok száma (azon napok, melyeken hó formájában hullott a csapadék),
- a nedvesség (deutérium hiányosság alapján),
- a vulkáni tevékenység (elektromos vezetőképesség és a SO2 mennyiség alapján),
- a szélsebesség (részecskeméret és koncentráció alapján).
Jelenleg néhány tucat, több ezer évre kiterjedő adatsorú jégminta létezik jégtakarókból és gleccserekből mindkét féltekéről. Például a kelet-antarktiszi platóról származó jégminta vastagsága 3350 m, mely nagyjából 426 000 évet fed le. 15 jégminta az utolsó jégkorszakba is visszanyúl, néhány ezek közül még az utolsó előtti eljegesedést is tartalmazza.
1. ábra
Jégfurat minta
(forrás: L. Augustin, www.nature.com)
Geológiai módszerek (tengeri, szárazföldi)
A geológiai vizsgálat módszerei ugyancsak az izotóp-koncentráció megfigyeléseken alapszanak. A tengerekben élő karbonátos kagylók és a foraminiférák O18 izotóparánya és a vízé, amelyekben élnek, különbözik, és a kettő közötti különbségből paleoklimatikus hőmérsékleti skála számítható. Minél nagyobb a különbség a két izotóparány között, annál alacsonyabb a hőmérséklet (1. ábra).
2. ábra
Foraminiférák O18 eltérése a jelenlegi értékektől.
G = glaciális időszakok.
A legkisebb érték 125 000 évvel ezelőtt fordult elő.
A szárazföldi geológiai módszerek közé tartozik a gleccserek vájatainak tanulmányozása, a hó- és jéghatár paleoklimatológiai sajátosságainak elemzése, a hegyi gleccserek és a tavak vízszintingadozásainak, valamint a tó üledékeinek és a barlangok talajainak analízise.
Biológiai módszerek (évgyűrűk, pollenelemzés, fosszíliák)
Az olyan éghajlatú területeken, ahol a tél-nyár évszakos váltakozása következtében a fák évente egy pihenő és egy vegetációs évszakot élnek át, az egyes éveket évgyűrűk jelzik. A pihenő évszakban egy vékonyabb, általában sötétebb, a vegetációs évszakban vastagabb, világosabb gyűrű keletkezik. A vegetációs évszakban keletkezett gyűrű vastagsága utal az évszak átlagos hőmérsékletére, illetve csapadékosságára. Bár a szélesebb gyűrűk általában meleg vagy esős nyarakra utalnak, a keskeny évgyűrűk hideg vagy száraz évekre, a következtetés mégsem ilyen egyszerű. Figyelembe kell ugyanis venni a fák életkorát, mert az életkorral változik az időjárás iránti érzékenységük. Másrészt egy-egy évgyűrű vastagsága nemcsak az adott év időjárásától függ, hanem kisebb mértékben az előző év (vagy évek) időjárásától is.
A hűvösebb éghajlaton, szubpoláris zónában vagy magasabb hegyeken élő fák elsősorban a hőmérsékletre érzékenyek, ezeknél egy keskeny évgyűrű a szokásosnál hidegebb vegetációs évszakot jelez. Ezzel szemben a csapadékban szegény éghajlaton élő fák esetében a keskeny évgyűrű száraz évre utal.
A fák növekedésük során a fotoszintézis segítségével esővizet és szén-dioxidot építenek magukba. Az esővízben levő oxigén és hidrogén egy kis töredéke nehéz, stabil izotóp. A nehéz O18 izotóp aránya függ a hőmérséklettől. Ez az izotóparány minden évben megőrződik a fa gyűrűjében, így információt nyerhetünk a helyi hőmérsékletről a fa életének teljes időszakából.
Míg az évgyűrűk az éghajlat években mérhető ingadozásait jelzik, a virágpor és spóra lerakódások olyan változásokról adnak hírt, amelyek évszázadokig tartottak. A virágpor és spóra (pollen) összetétele ugyanis a növényzet milyenségéről árulkodik. A pollen lerakódik és az üledékes rétegekben évezredekig megőrződik. A szén 14-es izotópjának segítségével a rétegek kora meghatározható. Így derült fény arra, hogy az utolsó jégkorszak végén egy átmeneti lehűlés következett be 10-11 ezer évvel ezelőtt.
A pollent a szél hordja el a növényekről és teríti szét, miközben ezek a tavakban és mocsarakban felhalmozódnak. Az egyes növényfajták más-más éghajlatot kedvelnek, így a növényzet összetételét a pollenek elemzéséből rekonstruálni lehet.
Történelmi módszerek (feljegyzések, krónikák)
A történelmi források lehetnek:
a.antropogén források, amelyek az emberi tevékenységről számolnak be, ezen keresztül közvetve tartalmaznak időjárásra, éghajlatra utaló adatokat;
b.írásos források, amelyek lehetnek papíron írott szövegek, vagy képek, rajzok gleccserekről, régi térképek stb.

Réthly Antal (1962, 1970, 1998, 1999, együtt: 2009) több mint hét évtizedes gyűjtőmunkája eredményeként összesen négy kötetben foglalta össze régi naplók, krónikák, történelmi könyvek, levelezések és más források időjárási eseményekkel kapcsolatos feljegyzéseit. Az első kötet a kezdetektől 1700-ig terjedő időszakot foglalja magában, a negyedik kötet pedig 1900-ig tartalmaz információkat.
Az első két kötetet az Akadémiai Kiadó, az utóbbi kettőt már az OMSZ adta ki. A négy kötet együttes kiadására 2009-ben került sor. A kiadvány az OMSZ könyvtárában megvásárolható.
Forrás
  • Szász Ferkő Csaba szakdolgozatának felhasználásával
    (Babes-Bolyai Egyetem, Földrajz Kar, Kolozsvár, 2004; témavezető: Mika János, OMSZ)