Jedna z największych zagadek zmian klimatu wreszcie zostaje rozwiązana

Ale w ciągu ostatnich kilku lat naukowcy zaczęli ustalać, w jaki sposób chmury zmienią swój kształt i położenie w szybko ocieplającym się świecie. Rezultatem jest dobra wiadomość dla nauki – ale niezbyt dobra wiadomość dla ludzkości.

„Znaleźliśmy dowody na wzmocniony wpływ chmur na globalne ocieplenie” – powiedział Paolo Seppi, klimatolog z Imperial College London.

Naukowcy od dawna wiedzą, że chmury mają dwa główne wpływy na globalny klimat. Po pierwsze, chmury odbijają światło – ich białe powierzchnie odbijają światło słoneczne od ziemi, tworząc efekt chłodzenia. (Gdyby planeta nagle została pozbawiona tych cienkich parasolek, miałaby ok Pięć razy cieplej Nawet na podstawie najbardziej katastrofalnych prognoz globalnego ocieplenia.) Ale chmury powodują również efekt ocieplenia – niektóre rodzaje chmur buforują promieniowanie Ziemi, utrzymując planetę w cieple, podobnie jak dwutlenek węgla jest emitowany ze spalania paliw kopalnych.

Najsilniejszy efekt zależy od rodzaju chmury. Chmury pierzaste — słabe, wysokie chmury widoczne w odległej atmosferze w stosunkowo pogodne dni — pochłaniają i zatrzymują więcej promieniowania, ogrzewając Ziemię. Chmury Stratus lub Stratocumulus – pulchne, puszyste chmury, które często unoszą się nad oceanem w pochmurne dni – odbijają więcej światła słonecznego, chłodząc Ziemię.

Nie wiadomo dokładnie, jak te dwa czynniki zrównoważą się w miarę ocieplania się świata. Dzieje się tak głównie dlatego, że chociaż chmury mogą wyglądać na gigantyczne — kiedy przelatujesz przez nie samolotem lub patrzysz na nie z ziemi — tworzą się one w mikroskopijnych skalach, gdy para wodna skrapla się wokół cząsteczki pyłu lub kropli. W rezultacie duże, standardowe modelowanie klimatu jest w zasadzie niemożliwe. (Chmury tworzą się na poziomie mikrometrów, podczas gdy modele stosowane przez większość klimatologów dzielą kulę ziemską na setki mas kilogrammetrów szerokości).

„Naprawdę trudno jest nam symulować z jakąkolwiek dokładnością, jak chmury faktycznie zachowują się w prawdziwym świecie” – powiedział Timothy Myers, naukowiec zajmujący się atmosferą na University of Colorado w Boulder.

Ale w ostatnich latach naukowcy uzyskali coraz większą jasność co do tego, co stanie się – i co już się dzieje – z chmurami w miarę ocieplania się planety.

Po pierwsze, oczekuje się, że chmury Cirrus, które zatrzymują promieniowanie Ziemi, przesuną się wyżej w atmosferę, do regionów o niższych temperaturach. Dzięki złożonemu związkowi między chmurami a promieniowaniem ziemskim zwiększy to ilość promieniowania, które chmury cirrus zatrzymują w atmosferze. „Kiedy idziesz w górę, efekt cieplarniany lub efekt ocieplenia na Ziemi ma tendencję do zwiększania się” – powiedział Myers.

To odkrycie było znane od prawie dekady i sugeruje, że tak może się stać przesadzać, powiększać, przesadzać Globalne ocieplenie. Ale tylko w ciągu ostatnich kilku lat naukowcy odkryli również, że oczekuje się, że liczba warstw stratosferycznych lub chmur cumulonimbus zmniejszy się wraz ze wzrostem temperatury planety. Jeden naukaW czasopiśmie Nature Climate Change wykorzystałem obserwacje satelitarne, aby odkryć, w jaki sposób temperatura oceanu, prędkość wiatru, wilgotność i inne czynniki wpływają na powstawanie chmur, a następnie przeanalizowałem, jak te czynniki zmienią się wraz z ociepleniem się świata.

„Doszliśmy do wniosku, że w miarę ocieplania się oceanu chmury niskiego poziomu nad oceanami mają tendencję do rozpraszania się” – powiedział Myers, jeden z autorów badania. Oznacza to, że jest mniej chmur odbijających światło słoneczne i chłodzących Ziemię – a zmiana chmur na niskim poziomie również wzmocniłaby globalne ocieplenie.

w przeciwnym razie papier, w Proceedings of the National Academy of Sciences, uzyskali podobny wynik, również przy użyciu technik obserwacyjnych. Badania oparte na modelach o wysokiej rozdzielczości – które są w stanie lepiej modelować formowanie się chmur niż ogólne modele klimatyczne na dużą skalę – wskazują, że chmury z większym prawdopodobieństwem wzmacniają globalne ocieplenie.

Naukowcy zaczynają również rozumieć, w jaki sposób niektóre zmiany poza ociepleniem wpływają na chmury — takie jak redukcja syntetycznych aerozoli w atmosferze. Chmury tworzą się wokół cząstek unoszących się w atmosferze, takich jak aerozole; Dlatego możliwe jest, że chmury niskiego poziomu zmniejszyłyby się jeszcze bardziej, gdyby nie zanieczyszczenie powietrza spowodowane działalnością człowieka. Według innego nauka Opublikowany w zeszłym miesiącu w Proceedings of the National Academy of Sciences spray siarczanowy pobudził tworzenie się chmur, maskując w ten sposób część globalnego ocieplenia, które już miało miejsce. „Istnieje możliwość, że usuwając zanieczyszczenie powietrza, demaskujemy globalne ocieplenie” – powiedział Casey Wall, doktor habilitowany na Uniwersytecie w Oslo.

Podsumowując, te nowe odkrycia pomogły naukowcom skoncentrować się na tym, jak bardzo ociepliłaby się planeta, gdyby emisje dwutlenku węgla do atmosfery podwoiły się w stosunku do czasów przedindustrialnych. (Przed rewolucją przemysłową stężenie dwutlenku węgla wynosiło około 280 części na milion lub części na milion; obecnie osiągnęło 412 części na milion i wciąż rośnie). 1,5 i 4 stopnie Celsjusza – zakres, który rozciąga się „na wciąż nadającej się do zamieszkania planecie” do „poziomów ocieplenia w pobliżu końca świata”.

Wiele z tej niepewności wynikało z kwestii chmur. Ponieważ chmury mają już tak duży wpływ na klimat Ziemi, nawet niewielkie zmiany w chmurach w miarę ocieplania się świata mogą mieć duży wpływ na przyszłe zmiany temperatury.

Nowe badania dotyczące chmur wskazują, że niższe szacunki ocieplenia są wysoce nieprawdopodobne. Zamiast tego, ostatnie prace badawcze szacują, że poziom dwutlenku węgla wynoszący 560 części na milion prawdopodobnie spowodowałby wzrost temperatury o co najmniej 3 lub 3,5 stopnia.

Nie oznacza to, że świat na pewno dotknie 3 stopnie ocieplenia – jeśli kraje nadal przestawiają się na czystą energię, dwutlenek węgla w atmosferze może ustabilizować się na poziomie znacznie poniżej 560 części na milion. Oznacza to jednak, że nawet najbardziej optymistyczne szacunki dotyczące tego, jak nastąpi ocieplenie, zostały usunięte z tabeli.

Zasubskrybuj, aby otrzymywać najnowsze wiadomości na temat zmian klimatu, energii i środowiska, dostarczane w każdy czwartek