Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η ανακλαστικότητα των θαλάσσιων νεφών που προκαλείται από καθαρότερο αέρα, έχει μειωθεί κατά περίπου 2,8% ανά δεκαετία στον Β. Ατλαντικό και στον ΒΑ. Ειρηνικό (earth.com)
Μαζί, αυτές οι περιοχές καλύπτουν περίπου το 1/7 της επιφάνειας του πλανήτη, γεγονός που καθιστά ακόμη και μικρές αλλαγές στη φωτεινότητα σημαντικές σε παγκόσμια κλίμακα.
Με απλά λόγια, λιγότερα ατμοσφαιρικά σωματίδια παράγουν πιο «σκοτεινά» σύννεφα, πράγμα που σημαίνει ότι λιγότερο ηλιακό φως αντανακλάται στο διάστημα.
Η βραχέως κύματος ενέργεια που κάποτε ανακλωνόταν από τα σύννεφα (marine cloud reflectivity) τώρα φτάνει στην επιφάνεια του ωκεανού. Αυτό, με τη σειρά του, οδηγεί σε ταχύτερη άνοδο της θερμοκρασίας των ωκεανών από ποτέ.
Το εύρημα βοηθά να εξηγηθεί γιατί η πρόσφατη θέρμανση των ωκεανών έχει ξεπεράσει πολλές προβλέψεις. Υποδεικνύει μια απλή αιτία που προκύπτει από πολύπλοκη φυσική.
Σύννεφα που εξασθενούν, θάλασσες που θερμαίνονται
Η μελέτη έγινε υπό την καθοδήγηση του Dr Knut von Salzen, ανώτερου ερευνητή στο University of Washington (UW), του οποίου το έργο εξετάζει πώς τα μικροσκοπικά αιωρούμενα σωματίδια και η μικροφυσική των νεφών διαμορφώνουν την ενεργειακή ισορροπία της Γης.
Τα σύννεφα παίζουν σημαντικό ρόλο ψύξης, αντανακλώντας το ηλιακό φως πίσω στο διάστημα -μια ιδιότητα γνωστή ως albedo- το κλάσμα φωτός που αντανακλά μια επιφάνεια. Τα χαμηλά σύννεφα πάνω από ψυχρότερους ωκεανούς επιτελούν μεγάλο μέρος αυτής της λειτουργίας.
Όμως τα δορυφορικά δεδομένα αποκαλύπτουν τώρα μια λεπτή μεταβολή. Η επίδραση της ακτινοβολίας των νεφών (cloud radiative effect) -η καθαρή μεταβολή ενέργειας που προκαλείται από τα σύννεφα- έχει εξασθενήσει καθώς τα θαλάσσια σύννεφα έγιναν λιγότερο «λαμπερά» και κάλυψαν μικρότερες εκτάσεις.
Η ομάδα εστίασε στον Βορειοανατολικό Ειρηνικό και τον Βόρειο Ατλαντικό, όπου οι θερμοκρασίες των ωκεανών έχουν αυξηθεί ραγδαία τις τελευταίες δύο δεκαετίες.
Μετρήσεις από το σύνολο δεδομένων CERES EBAF της NASA δείχνουν σταθερή μείωση της ανακλώμενης ακτινοβολίας μικρού μήκους κύματος σε αυτές τις περιοχές.
Μαζί, αυτές οι λεκάνες καλύπτουν περίπου το 14% της επιφάνειας της Γης. Ακόμη και μια μικρή μείωση στην ανακλαστικότητα των νεφών μπορεί να μεταφραστεί σε μετρήσιμη αύξηση της παγκόσμιας θέρμανσης.
Τα σωματίδια αερολυμάτων σχηματίζουν σταγονίδια νεφών προσελκύοντας υδρατμούς. Πηγή: Knut von Salzen/Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον
Καθαρότερος αέρας, λιγότερα σταγονίδια νεφών
Τα αερολύματα της ατμόσφαιρας, μικροσκοπικά σωματίδια που «σπέρνουν» σταγονίδια νεφών, έχουν μειωθεί καθώς ενισχύθηκαν οι έλεγχοι ρύπανσης. Με λιγότερα σωματίδια, τα σταγονίδια μεγαλώνουν και τα σύννεφα χάνουν μέρος της φωτεινότητάς τους και τείνουν να αποβρέχονται νωρίτερα.
«Ίσως υποεκτιμούμε τις τάσεις θέρμανσης επειδή αυτή η σύνδεση είναι ισχυρότερη από ό,τι γνωρίζαμε», είπε ο Dr von Salzen.
Δύο κλασικές διεργασίες δίνουν αριθμούς σε αυτή την εικόνα. Το φαινόμενο Twomey, όπου περισσότερα σωματίδια κάνουν τα σύννεφα πιο φωτεινά, εξασθενεί καθώς ο αέρας καθαρίζει. Το φαινόμενο Albrecht, όπου λιγότερα σωματίδια μπορούν να μειώσουν τη διάρκεια ζωής των νεφών, επίσης ενισχύεται σε καθαρότερη ατμόσφαιρα.
Πολλά μοντέλα συστήματος Γης δεν έχουν αποτυπώσει πλήρως τις παρατηρούμενες αλλαγές. Οι νέες προσομοιώσεις βελτίωσαν την ακρίβεια, βελτιώνοντας τον τρόπο που τα σωματίδια ενεργοποιούνται σε σταγονίδια και πώς το μέγεθος των σταγονιδίων επηρεάζει τη βροχόπτωση και την κάλυψη νεφών.
Αυτές οι βελτιώσεις επέτρεψαν στο μοντέλο να αναπαράγει τόσο το μέγεθος όσο και τη γεωγραφική έκταση της μείωσης της ανακλαστικότητας. Επίσης συνέδεσαν το μεγαλύτερο μέρος της αλλαγής με μειώσεις αερολυμάτων και όχι μόνο με μεταβολές της θερμοκρασίας των ωκεανών.
Παράδοξο καθαρού αέρα
Οι παγκόσμιες μειώσεις αερολυμάτων δεν έγιναν τυχαία. Ανεξάρτητες αναλύσεις δείχνουν απότομες μειώσεις εκπομπών διοξειδίου του θείου από σταθμούς παραγωγής ενέργειας στην Κίνα κατά τη δεκαετία του 2010, με παρόμοιες μειώσεις ρύπανσης και σε άλλες χώρες.
Όμως, ακόμη και καθώς ο αέρας καθάριζε, τα αέρια που παγιδεύουν θερμότητα συνέχισαν να αυξάνονται. Μακροχρόνιες μετρήσεις από το Παρατηρητήριο Mauna Loa της NOAA δείχνουν σταθερή αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα από το 2003 έως το 2022 – προσθέτοντας στη συνολική θέρμανση του πλανήτη.
Αυτή η πρόοδος συνοδεύεται από ένα αντάλλαγμα. Η μείωση της ρύπανσης από σωματίδια φέρνει μεγάλα οφέλη για την υγεία, αλλά μειώνει επίσης τον αριθμό των πυρήνων συμπύκνωσης νεφών (CCN) -των μικροσκοπικών «σπόρων» πάνω στους οποίους συμπυκνώνεται οι υδρατμοί για να σχηματίσουν σταγονίδια. Με λιγότερα σωματίδια, τα σύννεφα γίνονται λιγότερο ανακλαστικά και διαλύονται πιο εύκολα.
«Δεν θέλουμε να γυρίσουμε πίσω και να καταργήσουμε τον Clean Air Act», είπε η Sarah Doherty, ανώτερη ερευνήτρια στο UW. «Αλλά πρέπει να κατανοήσουμε πώς ο καθαρότερος αέρας αλλάζει την ενεργειακή ισορροπία του πλανήτη».
Σε απουσία αερολυμάτων, κάθε σταγονίδιο σύννεφου περιέχει περισσότερο νερό, ενώ με την παρουσία αερολυμάτων το νερό κατανέμεται σε περισσότερα σταγονίδια, επηρεάζοντας το πόσο ανακλαστικό είναι το σύννεφο και πόσο διαρκεί. Πηγή: Robert Wood/Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον
Ριψοκίνδυνη κλιματική “συντόμευση”
Οι δορυφορικές παρατηρήσεις δείχνουν μια καθαρή τάση -λιγότερα «λαμπερά» σταγονίδια, μεγαλύτερα μεγέθη σταγονιδίων και ταχύτερη βροχόπτωση.
Μαζί, αυτές οι μεταβολές κάνουν τα θαλάσσια σύννεφα λιγότερο ανακλαστικά και εκθέτουν πιο σκοτεινές επιφάνειες ωκεανών σε περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία.
Η φυσική σχηματίζει έναν θετικό βρόχο ανατροφοδότησης: καθώς οι ωκεανοί θερμαίνονται, τα χαμηλά σύννεφα λεπταίνουν, επιτρέποντας σε ακόμη περισσότερη ακτινοβολία μικρού μήκους κύματος να φτάνει στην επιφάνεια και να ενισχύει την αρχική θέρμανση.
Σε απάντηση, ορισμένοι ερευνητές εξετάζουν τη marine cloud brightening (MCB) -μια προτεινόμενη μέθοδο για την αποκατάσταση της ανακλαστικότητας μέσω ψεκασμού λεπτών σωματιδίων θαλασσινού αλατιού στον αέρα ώστε να δημιουργηθούν πιο φωτεινά σύννεφα.
Η ιδέα στοχεύει να μιμηθεί τη φύση χρησιμοποιώντας αλάτι αντί για βιομηχανική ρύπανση, αλλά η επιστήμη ακόμη εξελίσσεται.
Ανασκοπήσεις της NOAA επισημαίνουν βασικές άγνωστες παραμέτρους, συμπεριλαμβανομένου του πόσο προβλέψιμες και ασφαλείς θα ήταν τέτοιες παρεμβάσεις σε μεγάλη κλίμακα.
Ενδείξεις νεφών για μελλοντική θέρμανση
Οι βραχυπρόθεσμες προβλέψεις μπορεί σύντομα να χρειαστεί να λαμβάνουν υπόψη πιο «σκοτεινά» σύννεφα σε καθαρότερο αέρα. Καθώς οι εκπομπές αερολυμάτων συνεχίζουν να μειώνονται, η μελέτη δείχνει μια συνεχή τάση προς λιγότερο ανακλαστικά θαλάσσια σύννεφα στον Βόρειο Ατλαντικό και τον Βορειοανατολικό Ειρηνικό.
Αυτή η διαπίστωση δεν αλλάζει την ανάγκη για μείωση των αερίων του θερμοκηπίου. Αλλά βελτιώνει τις κλιματικές προβλέψεις δείχνοντας πώς ο καθαρότερος αέρας μπορεί να αποκαλύψει κρυμμένη θέρμανση που προηγουμένως αντισταθμιζόταν από σωματίδια ρύπανσης.
Οι επιστήμονες παρακολουθούν πλέον αρκετούς βασικούς δείκτες. Ένας είναι η ακτινοβολιακή εξαναγκαστική επίδραση (radiative forcing), η ενεργειακή ανισορροπία που οδηγεί σε θέρμανση ή ψύξη.
Σε αυτές τις ωκεάνιες λεκάνες, οι μειωμένοι αερολύματα έχουν αυξήσει την ηλιακή ακτινοβολία που απορροφάται στην επιφάνεια, προσθέτοντας περιφερειακή θερμική πίεση.
Ένας άλλος είναι η ακτινοβολιακή επίδραση των νεφών, που παρακολουθεί πόση ενέργεια αντανακλούν ή παγιδεύουν τα σύννεφα. Μακροχρόνια δορυφορικά αρχεία βοηθούν στη διάκριση βραχυπρόθεσμων διακυμάνσεων από μόνιμες αλλαγές που συνδέονται με καθαρότερο αέρα και μεταβαλλόμενες πολιτικές.
Οι γραμμές σε αυτή τη δορυφορική εικόνα προέρχονται από πλοία, τα οποία εκπέμπουν θειικά αερολύματα που μπορεί να είναι τοξικά για τους ανθρώπους και το περιβάλλον. Τα αερολύματα επίσης κάνουν τα σύννεφα πιο ανακλαστικά. Οι προσπάθειες περιορισμού της ρύπανσης έχουν μειώσει την ποσότητα ηλιακού φωτός που αντανακλά η Γη και έχουν επιταχύνει την υπερθέρμανση, σύμφωνα με νέα μελέτη του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον. Πηγή: NASA
(Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Nature Communications)
www.worldenergynews.gr
