Ορισμένες προσομοιώσεις προβλέπουν υπερβολικά πολλά χαμηλά σύννεφα πάνω από τον Νότιο Ωκεανό, ωστόσο εξακολουθούν να υποτιμούν τη θερμότητα που φτάνει στην επιφάνεια. Παρατηρήσεις από ερευνητική αποστολή στην Ανταρκτική υποδεικνύουν ότι η απλή διόρθωση του αριθμού των νεφών δεν θα επιλύσει το πρόβλημα.
Γιατί τα μοντέλα με περισσότερα σύννεφα εξακολουθούν να υποτιμούν τη θερμότητα
Τα σύννεφα επηρεάζουν το κλίμα ελέγχοντας την ποσότητα του ηλιακού φωτός που φτάνει στη Γη, καθώς και απορροφώντας και εκπέμποντας θερμότητα. Στον Νότιο Ωκεανό —μια περιοχή καθοριστικής σημασίας για τη ρύθμιση του κλίματος της Γης— τυχόν σφάλματα σε οποιαδήποτε από αυτές τις διαδικασίες μπορούν να αλλοιώσουν τις προγνώσεις καιρού και τις προβλέψεις για τη μελλοντική θέρμανση του πλανήτη.
Ερευνητές από το Εθνικό Ινστιτούτο Πολικών Ερευνών της Ιαπωνίας και το Πανεπιστήμιο της Ναγκόγια εξέτασαν αυτή την απόκλιση χρησιμοποιώντας μετρήσεις από το ερευνητικό παγοθραυστικό R/V Shirase, κατά τη διάρκεια της 64ης Ιαπωνικής Ερευνητικής Αποστολής στην Ανταρκτική (JARE64). Τον Δεκέμβριο του 2022 και τον Μάρτιο του 2023, τα όργανα του πλοίου κατέγραφαν συνεχώς τα χαρακτηριστικά των νεφών, τη θερμοκρασία και την υγρασία της ατμόσφαιρας, την ακτινοβολία στην επιφάνεια, καθώς και τις συγκεντρώσεις αερολυμάτων —μικροσκοπικών αιωρούμενων σωματιδίων που μπορούν να επηρεάσουν τον σχηματισμό νεφών.
Η ομάδα συνέκρινε αυτές τις παρατηρήσεις με τα ERA5 και MERRA-2 —δύο ευρέως χρησιμοποιούμενα σύνολα δεδομένων ατμοσφαιρικής επαναναλυσης (reanalysis) που συνδυάζουν παρατηρήσεις με αριθμητικά μοντέλα για την ανασύνθεση των ατμοσφαιρικών συνθηκών— καθώς και με το κλιματικό μοντέλο CAM-ATRAS. Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό *Geophysical Research Letters*.
Και τα τρία μοντέλα αναπαρήγαγαν σε γενικές γραμμές τα πρότυπα νεφώσεων πάνω από τον Νότιο Ωκεανό. Ωστόσο, τα ERA5 και MERRA-2 εμφάνιζαν συστηματικά χαμηλά σύννεφα συχνότερα απ' ό,τι έδειχναν οι παρατηρήσεις. Το CAM-ATRAS προσέγγισε περισσότερο τις πραγματικές μετρήσεις τόσο ως προς τη συχνότητα εμφάνισης όσο και ως προς τη φάση των νεφών (δηλαδή αν τα σύννεφα αποτελούνται από υγρά σταγονίδια ή από πάγο).
Σύγκριση κλιματικών μοντέλων για τα σύννεφα του Νότιου Ωκεανού
Παρά τις διαφορές αυτές, και τα τρία μοντέλα υποτίμησαν την καθοδική μακροκύματη ακτινοβολία (longwave radiation), δηλαδή τη θερμότητα που εκπέμπεται από την ατμόσφαιρα και τα σύννεφα προς την επιφάνεια. Ο καθηγητής Jun Inoue εξηγεί: «Έχει αναφερθεί ότι τα αριθμητικά μοντέλα παρουσιάζουν κακή ικανότητα στην αναπαραγωγή των νεφών. Συγκεκριμένα, πάνω από τον Νότιο Ωκεανό και την Ανταρκτική, όπου η αναπαράσταση των νεφών παραμένει ιδιαίτερα δύσκολη, οι μεροληψίες που σχετίζονται με τα νέφη έχουν αποδειχθεί ότι αυξάνουν τα σφάλματα στον ισοζύγιο ενέργειας της επιφάνειας μέσω μεροληψιών στον ισοζύγιο ακτινοβολίας».
Οι συγκεντρώσεις αερολυμάτων προσέφεραν έναν άλλο τρόπο για να διερευνηθεί η αναντιστοιχία. Τα ERA5 και MERRA-2 περιείχαν υψηλότερες συγκεντρώσεις από ό,τι παρατηρήθηκε στο πλοίο, ωθώντας τους ερευνητές να δοκιμάσουν τις αυξημένες εκπομπές αερολυμάτων στο Νότιο Ημισφαίριο στο CAM-ATRAS. Περισσότερα αερολύματα παρήγαγαν περισσότερα χαμηλά νέφη, αλλά είχαν μόνο περιορισμένη επίδραση στην επιφανειακή ακτινοβολία.
Οι παρατηρήσεις στην Ανταρκτική θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη διόρθωση των μεροληψιών από το κρύο
Η βελτίωση του τρόπου με τον οποίο τα μοντέλα αναπαριστούν τα σταγονίδια των νεφών και τον πάγο, τις αλληλεπιδράσεις των αερολυμάτων με τα νέφη και τις ατμοσφαιρικές συνθήκες θα μπορούσαν να μειώσουν την αβεβαιότητα στις προβλέψεις για την υπερθέρμανση του πλανήτη, την αλλαγή του θαλάσσιου πάγου και την κλιματική μεταβλητότητα. Οι ερευνητές ζητούν εκτεταμένες παρατηρήσεις σε ολόκληρο τον Νότιο Ωκεανό και την Ανταρκτική, συμπεριλαμβανομένων μετρήσεων θερμοκρασίας, για να βοηθήσουν στην αντιμετώπιση της μεροληψίας από το κρύο.
Ο Επίκουρος Καθηγητής Kazutoshi Sato σημειώνει: «Επειδή οι παρατηρήσεις πάνω από την Ανταρκτική παραμένουν σπάνιες, τα αριθμητικά μοντέλα εξακολουθούν να περιέχουν σημαντικές αβεβαιότητες στην αναπαράσταση της ατμόσφαιρας της Ανταρκτικής. Επομένως, η ενσωμάτωση υπαρχουσών αλλά προς το παρόν υποχρησιμοποιούμενων παρατηρήσεων σε αριθμητικά μοντέλα μπορεί να προσφέρει μια αποτελεσματική λύση. Για παράδειγμα, η αφομοίωση παρατηρήσεων από το ραντάρ PANSY στον σταθμό Syowa της Ιαπωνίας, οι οποίες δεν χρησιμοποιούνται ακόμη συστηματικά σε αριθμητικά συστήματα πρόγνωσης καιρού, θα μπορούσε να βοηθήσει στη μείωση των μεροληψιών των μοντέλων και στη βελτίωση της ακρίβειας των προβλέψεων».
www.worldenergynews.gr
