Dodano: 28 luty 2019r.

Wysokie stężenie CO2 może doprowadzić do rozpadu chmur i wzrostu temperatury

Wysokie stężenie dwutlenku węgla w atmosferze może spowodować rozproszenie chmur – stratocumulusów, które odbijają około 30 proc. światła słonecznego. Jeśli znikną chmury, temperatura na Ziemi może gwałtownie i radykalnie wzrosnąć do wysokości nie przewidzianej w obecnych modelach klimatycznych – wynika z nowych badań.

 

Nisko unoszące się stratocumulusy są jednymi z najbardziej efektywnych systemów chłodzenia na naszej planecie. Ich białe wierzchołki odbijają dużo promieniowania słonecznego z powrotem w kosmos.. Ale nowe symulacje klimatyczne pokazują, że rosnące stężenia dwutlenku węgla w atmosferze może spowodować rozproszenie się warstw chmur i spotęgować efekt ocieplania się klimatu.

Ten niepokojący wniosek wyłania się z badań opublikowanych na łamach pisma „Nature Geoscience”. Autorzy publikacji pokazali wcześniej nieznaną interakcję między chmurami a gazami cieplarnianymi. Z badań wynika, że trzy razy większe od obecnego stężenie dwutlenku węgla w atmosferze może rozproszyć chmury.

Zgodnie z przewidywaniami, taki poziom CO2 w atmosferze może nastąpić za około sto lat. Świat z mniejszą ilością chmur, jak wskazują prognozy, może ogrzać się o kolejne 8 stopni Celsjusza. Klimat Ziemi byłby podobny do warunków sprzed 50 milionów lat, kiedy krokodyle pływały w pozbawionej lodu Arktyce, a na Alasce rosły palmy.

 

Zmiany klimatu mogą dostarczyć niespodzianek nie uwzględnionych we wcześniejszych scenariuszach. Wygląda na to, że właśnie jedną z nich odkrył zespół naukowców kierowany przez profesora Tapio Schneidera z California Institute of Technology. - To ostrzeżenie. Jeśli nie zredukujemy emisji, możliwe są w przyszłości bardzo duże i trudne do odwrócenia zmiany klimatu – powiedział Schneider.

Stratocumulusy są powszechnie występującymi na Ziemi chmurami. Pokrywają około 20 proc. oceanicznych obszarów w strefach subtropikalnych. Chłodzą planetę ocieniając duże części jej powierzchni przed światłem słonecznym. Uczeni szacują, że mogę one odbijać od 4 do 7 proc. światła słonecznego docierającego do Ziemi. Ale stratocumulusy stanowią problem dla specjalistów zajmujących się modelami klimatycznymi, bo trudno je uwzględnić w programach komputerowych, dlatego prognozy dotyczące ich reakcji na ocieplenie klimatu pozostają niepewne.

Badania zespołu Schneidera zostały oparte na modelowaniu komputerowym, a chmury od dawna są jedną z wielkich niepewności takich modeli. Są skomplikowane, małe i szybko się zmieniają. Modele komputerowe, które łatwo wychwytują złożoność większości systemów klimatycznych, nie są wystarczająco silne, aby przewidzieć ogólnoświatowe zmiany zachowań chmur. Aby uzyskać jak najbardziej realistyczny obraz zachowania chmur w przyszłych scenariuszach klimatycznych, Schneider wraz ze współpracownikami uprościli pewne globalne procesy i starali się modelować zachowanie chmur tak dokładnie, jak to tylko możliwe.

Kiedy w symulacjach naukowcy podnieśli obecny poziom dwutlenku węgla z 400 ppm (części na milion) do ponad 1 200 ppm, atmosfera ogrzała się i gęste warstwy chmur zaczęły się rozpadać. To bardzo duże stężenie CO2, ale jeszcze przed rewolucją przemysłową wynosiło ono 280 ppm. Poza tym co roku wprowadzamy do atmosfery coraz więcej dwutlenku węgla. Jeśli obecne trendy się utrzymają, poziom 1200 ppm możemy osiągnąć w ciągu 100-150 lat.

Niektóre z interakcji na dużą skalę, w tym sposób, w jaki oceany wymieniają ciepło i energię z atmosferą, zostały w zaprezentowanym modelu uproszczone. To sprawia, że ​​trudno jest określić dokładny poziom dwutlenku węgla, przy którym chmury stratocumulus stają się niestabilne – przyznał Matthew Huber z Purdue University.

Ale Schneider i inni naukowcy próbują rozwiązać ograniczenia symulacji ziemskiej atmosfery w programach komputerowych. W jednym z podejść naukowcy wykorzystują algorytmy sztucznej inteligencji do sprawdzania globalnych modeli klimatycznych. Obecnie programy szkolą się w obserwacjach i symulacjach, które szczegółowo opisują procesy na małą skalę, ale w niedalekiej przyszłości może to prowadzić do szybszych i bardziej niezawodnych sposobów prognozowania klimatu.

- Bez względu na to, co przewidują te modele, ludzie muszą być gotowi na znaczące zmiany w naszym klimacie – zaznaczyła Paquita Zuidema z University of Miami na Florydzie. – Takie zmiany były powszechne w przeszłości, a badania Tapio sugerują, że mogą zdarzyć się także w przyszłości – dodała.

 

Źródło: Nature, fot. Famartin/ Wikimedia Commons/ CC BY-SA 4.0