Oceany schładzają Ziemię bardziej, niż się wydawało
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
W 2022 roku w pobliżu Tonga na Pacyfiku doszło do erupcji podwodnego wulkanu Hunga Tonga–Hunga Haʻapai. Była to jedna z najpotężniejszych erupcji w czasach współczesnych. Do atmosfery trafiła olbrzymia ilość wody, więc naukowcy ogłosili, że prawdopodobnie przyczyni się to do przejściowego dodatkowego ogrzania powierzchni Ziemi. Obawy okazały się jednak bezzasadne. Opublikowane właśnie na łamach Nature badania pokazują, że nie tylko nie doszło do ogrzania planety, ale erupcja wulkanu spowodowała spadek temperatur na półkuli południowej o 0,1 stopnia Celsjusza.
Erupcje wulkaniczne, wyrzucając do atmosfery popiół, pył i różne gazy, zwykle przyczyniają się do przejściowego schłodzenia powierzchni planety. Tymczasem Hunga Tonga nie dostarczył do stratosfery zbyt dużej ilości aerozoli. Stwierdzono natomiast, że duża ilość wody, jaka trafiła do stratosfery, może przejściowo przyczynić się do niewielkiego zwiększenia temperatury na powierzchni planety, gdyż para wodna jest gazem cieplarnianym.
Okazuje się, że nic takiego się nie stało, a półkula południowa się ochłodziła. Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) i ich koledzy z Pennsylvannia State University i Vanderbilt University stwierdzili właśnie, że przyczyną takiego stanu rzeczy było uformowanie się mniejszych cząstek aerozoli zawierających siarkę, których wpływ chłodzący przeważył nad wpływem ocieplającym pary wodnej. Para wodna weszła w interakcje z dwutlenkiem siarki i innymi gazami w atmosferze – w tym z ozonem – w taki sposób, który nie zwiększył ocieplenia.
Naukowcy wykorzystali satelity do śledzenia pary wodnej, aerozoli siarczanowych i ozonu oraz ich wpływu na temperatury. Szczegółowe analizy pozwoliły określić, w jaki sposób erupcja zmieniła przepływ energii w atmosferze i wpłynęła na temperatury na powierzchni. Badacze dowiedzieli się, że natychmiast po erupcji doszło do strat energii netto w pobliżu tropopauzy. Aerozole, które powstały w wyniku wybuchu Hunga Tonga były o około 50% mniejsze niż te po erupcji Pinatubo, dzięki czemu lepiej blokowały światło słoneczne i schładzały atmosferę pomimo obecności dodatkowej pary wodnej. Zaskakujące informacje o chłodzącym wpływie tej erupcji uzyskano dzięki włączeniu do analizy wpływu ozonu i innych składników atmosfery, podczas gdy autorzy wcześniejszych badań skupiali się głównie na aerozolach siarczanowych i parze wodnej.
Z badań wynika, że erupcje wulkanów znajdujących się płytko pod wodą prowadzą do złożonych zmian w atmosferze. O ile półkula południowa się nieco ochłodziła, istnieją przesłanki by przypuszczać, że półkula północna uległa minimalnemu ogrzaniu przez parę wodną. Generalnie jednak w skali planety erupcja wywarła niewielki efekt chłodzący.
Główny wniosek z badań jest taki, że aerozole siarczanowe rzeczywiście przyczyniły się do niewielkiego ochłodzenia półkuli południowej. Część tego efektu chłodzącego spowodowana była faktem, że rozmiary aerozoli były optymalne jeśli chodzi o ich właściwości chłodzące. Stały się takie dzięki złożonym interakcjom chemicznym i mieszaniu się atmosfery, których do końca jeszcze nie rozumiemy. Nasze badania pokazują też, że próby zastosowania geoinżynierii do schłodzenia Ziemi mogą mieć liczne, nieprzewidziane konsekwencje, dodaje Gupta.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W 2024 roku średnia temperatura oceanów była najwyższa w historii pomiarów. Niezwykle ciepła woda występowała nie tylko na powierzchni, ale również na głębokości do 2000 metrów, donosi międzynarodowy zespół naukowy, na którego czele stał profesor Cheng Lijing z Instytutu Fizyki Atmosfery Chińskiej Akademii Nauk. W badaniach wzięło udział 54 naukowców z 7 krajów, którzy zastanawiali się również, jak cieplejszy ocean wpłynie w przyszłości na życie ludzi.
Ocean jest kluczowym elementem klimatu. Przechowuje aż 90% nadmiarowego ciepła uwięzionego na Ziemi i pokrywa 70% powierzchni planety. Dlatego też w olbrzymiej mierze decyduje o wzorcach pogodowych i decyduje o klimacie oraz tempie jego zmian. Jeśli chcemy wiedzieć, co dzieje się z klimatem, odpowiedzi musimy szukać w oceanie, mówi współautor badań, profesor John Abraham z University of St. Thomas.
Trzy międzynarodowe zespoły naukowe połączyły siły pod kierunkiem profesora Lijinga i stwierdziły, że rok 2024 był rekordowy pod względem temperatury oceanu. Pomiędzy rokiem 2023 a 2024 zawartość ciepła w górnej warstwie 2000 metrów wód oceanicznych wzrosła o 16 zettadżuli (16x1021 dżuli). To około 140 razy więcej energii niż produkcja elektryczna całej ludzkości w 2023 roku. W ciągu ostatnich pięciu lat, pomimo cykli La Niña i El Niño, zawartość ciepła w oceanie rosła w tempie 15–20 zettadżuli rocznie, dodaje profesor Michael Mann z University of Pennsylvania. Regionami o rekordowo wysokiej zawartości ciepła były Ocean Indyjski, tropikalne regiony Atlantyku, Morze Śródziemne, północne regiony Atlantyku, północne regiony Pacyfiku oraz Ocean Południowy.
Rekordowo ciepła była też powierzchnia oceanu, miejsce styku wody z atmosferą. Temperatura powierzchni jest niezwykle istotna, gdyż to ona decyduje, jak szybko ciepło i wilgoć trafiają z oceanu do atmosfery, co ma gigantyczny wpływ na pogodę.
Ocean wpływa na klimat głównie poprzez zmiany koncentracji pary wodnej w atmosferze, co prowadzi do pojawiania się katastrofalnych ekstremów w cyklu obiegu wody. Para wodna jest też silnym gazem cieplarnianym, a postępujące ocieplenie prowadzi do pustynnienia, zwiększenia ryzyka susz i pożarów. Jednocześnie jednak para wodna napędza wszelkiego rodzaju burze, co podnosi ryzyko powodzi. Dotyczy to również huraganów i tajfunów, wyjaśnia doktor Kevin Trenberth z amerykańskiego Narodowego Centrum Badań Atmosfery. W roku 2024 średni temperatura powierzchni wód oceanu była o 0,05–0,07 stopnia Celsjusza wyższa niż w roku 2023.
W ubiegłym roku aż 104 kraje poinformowały o zarejestrowaniu na swoim terenie rekordowo wysokich temperatur. Zwiększyła się częstotliwość występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych, takich jak susze, powodzie, fale upałów czy pożary. Doświadczyli ich mieszkańcy Afryki, Europy i Azji. Zjawiska takie wiążą się z olbrzymimi stratami. W samych tylko Stanach Zjednoczonych katastrofy naturalne spowodowane zmianami klimatu spowodowały od 1980 roku straty szacowane na 3 biliony dolarów.
Naukowcy są bardzo zainteresowani tym, co dzieje się w oceanie, gdyż ilość uwięzionej w nim energii cieplnej to najlepszy wskaźnik zmian klimatu. Ocean to strażnik planety. To on pochłania znaczną część nadmiarowej energii gromadzącej się w ziemskim systemie klimatycznym w wyniku emisji antropogenicznych, dodaje doktor Karina von Schuckmann z Mercator Ocean International. Musimy pamiętać, że pojemność cieplna oceanu nie jest nieograniczona.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W 2023 roku średnia temperatura była niemal o 1,5 stopnia wyższa od średniej sprzed rewolucji przemysłowej. Jednak naukowcy próbujący wyjaśnić ten wzrost, mają kłopoty z określeniem jego przyczyn. Gdy bowiem biorą pod uwagę emisję gazów cieplarnianych, zjawisko El Niño czy wpływ erupcji wulkanicznych, wciąż niewyjaśnione pozostaje około 0,2 stopnia wzrostu. Uczeni z Instytutu Badań Polarnych i Morskich im. Alfreda Wegenera (AWI) zaproponowali na łamach Science wyjaśnienie tego zjawiska. Według nich te brakujące 0,2 stopnia to skutek zmniejszającego się albedo – zdolności do odbijania światła – Ziemi.
Uczeni z AWI, we współpracy ze specjalistami od modelowania klimatu z European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), przeanalizowali dane satelitarne z NASA oraz ponownie przyjrzeli się danym ECMWF. Niektóre z nich pochodziły nawet z roku 1940. Na ich podstawie sprawdzili jak przez ostatnie dziesięciolecia zmieniał się globalny budżet energetyczny oraz pokrywa chmur na różnych wysokościach. Zarówno w danych NASA, jak i ECMWF, rok 2023 wyróżniał się jako ten o najniższym albedo planetarnym. Od lat obserwujemy niewielki spadek albedo. Ale dane pokazują, że w 2023 roku albedo było najniższe od co najmniej roku 1940, mówi doktor Thomas Rackow.
Zmniejszanie się albedo Ziemi naukowcy obserwują od lat 70. Częściowo za zjawisko to odpowiadało zmniejszanie się pokrywy lodowej oraz ilości lodu pływającego w Arktyce. Mniej śniegu i lodu oznacza, że mniej promieniowania słonecznego jest odbijane przez Ziemię. Od 2016 roku efekt ten został wzmocniony przez zmniejszanie się zasięgu lodu pływającego w Antarktyce. Jednak nasze analizy pokazywały, że spadek albedo w regionach polarnych odpowiada jedynie za 15% całkowitego spadku albedo, dodaje doktor Helge Goessling. Albedo zmniejszyło się też jednak w innych regionach planety i gdy naukowcy wprowadzili dane do modeli budżetu energetycznego stwierdzili, że gdyby nie spadek albedo od grudnia 2020, to średni temperatury w roku 2023 byłyby o 0,23 stopnie Celsjusza niższe.
Na zmniejszenie albedo wpłynął przede wszystkim zanik nisko położonych chmur z północnych średnich szerokości geograficznych i z tropików. Szczególnie silnie zjawisko to zaznaczyło się na Atlantyku, co wyjaśniałoby, dlaczego był on tak niezwykle gorący. Pokrywa chmur na średnich i dużych wysokościach nie uległa zmianie lub zmieniła się nieznacznie.
Chmury na wszystkich wysokościach odbijają światło słoneczne, przyczyniając się do ochłodzenia planety. Jednak te, które znajdują się w wysokich, chłodnych warstwach atmosfery, tworzą rodzaj otuliny, który zapobiega ucieczce w przestrzeń kosmiczną ciepła wypromieniowywanego przez Ziemię. Zatem utrata chmur położonych niżej oznacza, że tracimy część efektu chłodzącego, wpływ ocieplający chmur pozostaje.
Rodzi się więc pytanie, dlaczego niżej położone chmury zanikły. Częściowo przyczyną może być mniejsza antropogeniczna emisja aerozoli, szczególnie z powodu narzucenia bardziej restrykcyjnych norm na paliwo używane przez statki. Aerozole z jednej strony biorą udział w tworzeniu się chmur, z drugiej zaś – same odbijają promieniowanie słoneczne. Jednak badacze uważają, że czystsze powietrze to nie wszystko i mamy do czynienia z bardziej niepokojącym zjawiskiem.
Ich zdaniem to sama zwiększająca się temperatura powoduje, że na mniejszych wysokościach formuje się mniej chmur. Jeśli zaś znaczna część spadku albedo to – jak pokazują niektóre modele klimatyczne – skutek sprzężenia zwrotnego pomiędzy globalnym ociepleniem a nisko położonymi chmurami, to w przyszłości powinniśmy spodziewać się jeszcze bardziej intensywnego ocieplenia. Średnia temperatura na Ziemi może przekroczyć granicę wzrostu o 1,5 stopnia Celsjusza w porównaniu z epoką przedprzemysłową wcześniej, niż sądziliśmy, dodaje Goessling.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.