Subscription modal logo Premium

Abonează-te pentru experiența stiripesurse.ro Premium!

  • cea mai rapidă sursă de informații și știri
  • experiența premium fără reclame sau întreruperi
  • în fiecare zi,cele mai noi știri, exclusivități și breaking news
DESCARCĂ APLICAȚIA: iTunes app Android app on Google Play
NOU! Citește stiripesurse.ro
 

Pe măsură ce temperatura la sol crește, atmosfera superioară se răcește, provocând noi îngrijorări legate de climă

F. P.
descopera.ro
dioxid de carbon atmosfera

Există un paradox în centrul schimbărilor climatice. În timp ce pătura de aer din apropierea suprafeței Pământului se încălzește, cea mai mare parte a atmosferei de deasupra devine dramatic de rece. Aceleași gaze care încălzesc cei câțiva kilometri de aer din partea inferioară răcesc întinderile mult mai mari de deasupra, care se întind până la marginea spațiului, notează Wired.com.

Acest paradox a fost prezis de mult timp de către modelatorii climatici, dar abia recent a fost cuantificat în detaliu de către senzorii prin satelit. Noile descoperiri oferă o confirmare definitivă asupra unui aspect important, dar în același timp ridică și alte întrebări.

Vestea bună pentru oamenii de știință din domeniul climei este că datele privind răcirea în aer liber confirmă acuratețea modelelor care identifică încălzirea de la suprafață ca fiind provocată de om. Un nou studiu publicat în luna mai în revista PNAS de către veteranul modelator climatic Ben Santer de la Woods Hole Oceanographic Institution a constatat că a crescut de cinci ori puterea "semnalului" amprentei umane a schimbărilor climatice, prin reducerea "zgomotului" de interferență provenit din variabilitatea naturală de fond. Santer spune că această constatare este "incontestabilă".

Dar noile descoperiri despre amploarea răcirii în aer îi lasă pe fizicienii atmosferici cu noi îngrijorări - cu privire la siguranța sateliților care orbitează, la soarta stratului de ozon și la potențialul acestor schimbări rapide de a vizita brusc și neașteptat de turbulențe asupra vremii noastre de jos.

Până de curând, oamenii de știință numeau zonele îndepărtate ale atmosferei superioare "ignorosfera", deoarece știau foarte puțin despre ele. Acum că știu mai multe, ce aflăm și ce ar trebui să ne liniștească sau să ne alarmeze?

ATMOSFERA PĂMÂNTULUI are mai multe straturi. Regiunea pe care o cunoaștem cel mai bine, deoarece este locul unde se produce vremea, este troposfera. Această pătură densă de aer cu o grosime de 8 până la 10 km conține 80% din masa atmosferei, dar doar o mică parte din volumul acesteia. Deasupra ei se află spații deschise largi de aer din ce în ce mai puțin dens. Stratosfera, care se termină în jurul a 30 de mile, este urmată de mezosferă, care se întinde până la 50 de mile, și apoi de termosferă, care ajunge la peste 400 de mile înălțime.

De jos, aceste zone îndepărtate apar ca un cer albastru placid și imaculat. Dar, de fapt, ele sunt zguduite de vânturi puternice și de valuri uriașe de aer care urcă și coboară și care invadează ocazional troposfera noastră. Iar îngrijorarea este că acest mediu deja dinamic s-ar putea schimba din nou, deoarece este infiltrat de CO2 și de alte substanțe chimice de origine umană care modifică temperatura, densitatea și chimia aerului din aerul de la înălțime.

„Schimbări dramatice pe care oamenii de știință abia acum încep să le înțeleagă”

Schimbările climatice sunt aproape întotdeauna gândite în ceea ce privește regiunile cele mai joase ale atmosferei. Dar fizicienii avertizează acum că trebuie să regândim această presupunere. Creșterile cantității de CO2 se manifestă acum "în întreaga atmosferă perceptibilă", spune Martin Mlynczak, fizician atmosferic la Centrul de Cercetare Langley al NASA din Hampton, Virginia. Ele "determină schimbări dramatice pe care oamenii de știință abia acum încep să le înțeleagă". Aceste schimbări în spațiul albastru sălbatic de deasupra capetelor noastre ar putea să se întoarcă și să schimbe lumea noastră de jos.

Povestea schimbării temperaturilor în atmosferă la toate nivelurile este în mare parte povestea CO2. Știm prea bine că emisiile noastre de peste 40 de miliarde de tone de acest gaz anual încălzesc troposfera. Acest lucru se întâmplă deoarece gazul absoarbe și reemite radiația solară, încălzind alte molecule din aerul dens și crescând temperaturile în general.

Dar gazele nu rămân toate în troposferă. De asemenea, se răspândește în sus prin întreaga atmosferă. Acum știm că rata de creștere a concentrației sale în partea superioară a atmosferei este la fel de mare ca și în partea inferioară. Dar efectul său asupra temperaturii în aer este foarte diferit. În aerul mai rarefiat de la înălțime, cea mai mare parte a căldurii reemise de CO2 nu se lovește de alte molecule. Ea scapă în spațiu. În combinație cu o mai mare captare a căldurii la nivelurile inferioare, rezultatul este o răcire rapidă a atmosferei înconjurătoare.

Datele din satelit au arătat recent că, între 2002 și 2019, mezosfera și termosfera inferioară s-au răcit cu 3,1 grade F (1,7 grade C ). Mlynczak estimează că dublarea nivelurilor de CO2, considerată probabilă până la sfârșitul acestui secol, va provoca o răcire în aceste zone de aproximativ 13,5 grade F (7,5 grade C), ceea ce reprezintă o răcire de două până la trei ori mai rapidă decât încălzirea medie așteptată la nivelul solului.

Primii modelatori ai climei au prezis, încă din anii 1960, că această combinație de încălzire troposferică și răcire puternică la înălțime era efectul probabil al creșterii CO2 în aer. Dar recenta confirmare detaliată a acestei creșteri prin măsurători prin satelit ne sporește considerabil încrederea în influența CO2 asupra temperaturilor atmosferice, a declarat Santer, care se ocupă de modelarea schimbărilor climatice de 30 de ani.

În luna mai, el a folosit noi date privind răcirea în stratosfera medie și superioară pentru a recalcula puterea "semnalului" statistic al amprentei umane în schimbările climatice. El a constatat că acesta a fost mult întărit, în special datorită beneficiului suplimentar oferit de nivelul mai scăzut al "zgomotului" de fond din atmosfera superioară datorat variabilității naturale a temperaturii. Santer a constatat că raportul semnal/zgomot pentru influența umană a crescut de cinci ori, oferind "dovezi incontestabile ale efectelor umane asupra structurii termice a atmosferei Pământului". Noi "schimbăm în mod fundamental" această structură termică, spune el. "Aceste rezultate mă îngrijorează foarte mult".

„Cerul se prăbușește - la propriu”

O mare parte din cercetările care analizează schimbările din aer au fost efectuate de oamenii de știință angajați de NASA. Agenția spațială dispune de sateliți pentru a măsura ceea ce se întâmplă, dar este, de asemenea, interesată în mod special de implicațiile pentru siguranța sateliților înșiși.

Acest interes apare deoarece răcirea aerului superior determină și contracția acestuia. Cerul se prăbușește - la propriu.

Adâncimea stratosferei a scăzut cu aproximativ 1%, sau 1.300 de metri, din 1980, conform unei analize a datelor NASA realizată de Petr Pisoft, fizician atmosferic la Universitatea Charles din Praga. Deasupra stratosferei, Mlynczak a constatat că mezosfera și termosfera inferioară s-au contractat cu aproape 4.400 de picioare (1341 de metri) între 2002 și 2019. O parte din această contracție s-a datorat unui declin pe termen scurt al activității solare, care s-a încheiat între timp, dar 1.120 de picioare s-au datorat răcirii cauzate de CO2 suplimentar, a calculat el.

Această contracție înseamnă că atmosfera superioară devine mai puțin densă, ceea ce, la rândul său, reduce rezistența la înaintare a sateliților și a altor obiecte aflate pe orbită joasă - cu aproximativ o treime până în 2070, calculează Ingrid Cnossen, cercetător la British Antarctic Survey.

La prima vedere, aceasta este o veste bună pentru operatorii de sateliți. Sarcinile lor utile ar trebui să rămână operaționale mai mult timp înainte de a cădea înapoi pe Pământ. Dar problema este reprezentată de celelalte obiecte care împart aceste altitudini. Cantitatea din ce în ce mai mare de gunoi spațial - bucăți de echipamente de diferite tipuri lăsate pe orbită - rămân, de asemenea, mai mult timp pe orbită, crescând riscul de coliziune cu sateliții operaționali în prezent.

Peste 5.000 de sateliți activi și defuncți, inclusiv Stația Spațială Internațională, se află pe orbită la aceste altitudini, însoțiți de peste 30.000 de resturi cunoscute cu un diametru mai mare de 5 cm. Riscurile de coliziune, spune Cnossen, vor crește din ce în ce mai mult pe măsură ce răcirea și contracția se accelerează.

Acest lucru poate fi rău pentru afacerile agențiilor spațiale, dar cum vor afecta schimbările de la înălțime lumea noastră de jos?

O mare îngrijorare este starea deja fragilă a stratului de ozon din stratosfera inferioară, care ne protejează de radiațiile solare dăunătoare care provoacă cancerul de piele. În cea mai mare parte a secolului al XX-lea, stratul de ozon s-a subțiat sub asaltul emisiilor industriale de substanțe chimice care mănâncă ozon, cum ar fi clorofluorocarburile (CFC). În fiecare primăvară, deasupra Antarcticii se formau adevărate găuri de ozon.

Protocolul de la Montreal din 1987 a avut ca scop vindecarea găurilor anuale prin eliminarea acestor emisii. Dar acum este clar că un alt factor subminează acest efort: răcirea stratosferei.

Distrugerea ozonului funcționează în exces în norii stratosferici polari, care se formează numai la temperaturi foarte scăzute, în special deasupra regiunilor polare în timpul iernii. Dar stratosfera mai rece a însemnat mai multe ocazii în care se pot forma astfel de nori. În timp ce stratul de ozon de deasupra Antarcticii se reformează încet, pe măsură ce CFC dispar, în Arctica se dovedește a fi diferit, spune Peter von der Gathen de la Institutul Alfred Wegener pentru cercetări polare și marine din Potsdam, Germania. În Arctica, răcirea agravează pierderea de ozon. Von der Gathen spune că motivul acestei diferențe nu este clar.

În primăvara anului 2020, în Arctica a avut loc prima gaură de ozon în toată regula, mai mult de jumătate din stratul de ozon fiind pierdut pe alocuri, lucru pe care von der Gathen îl pune pe seama creșterii concentrațiilor de CO2. Ar putea fi prima din multe altele. Într-un articol recent publicat în Nature Communications, el a avertizat că răcirea continuă înseamnă că așteptările actuale potrivit cărora stratul de ozon ar trebui să fie complet vindecat până la jumătatea secolului sunt aproape sigur prea optimiste. Potrivit acestuia, "condițiile favorabile pentru pierderi sezoniere mari de ozon din coloana arctică ar putea persista sau chiar să se înrăutățească până la sfârșitul acestui secol... mult mai mult decât se apreciază în mod obișnuit".

Acest lucru este cu atât mai îngrijorător cu cât, în timp ce regiunile de sub găurile anterioare din Antarctica au fost în mare parte lipsite de oameni, regiunile de sub viitoarele găuri de ozon din Arctica sunt potențial unele dintre cele mai dens populate de pe planetă, inclusiv Europa Centrală și de Vest. Dacă am crezut că subțierea stratului de ozon a fost o preocupare a secolului XX, s-ar putea să trebuiască să ne mai gândim o dată.

Vremea ar putea fi influențată

CHIMIA NU este singura problemă. Fizicienii atmosferici sunt, de asemenea, din ce în ce mai îngrijorați de faptul că răcirea ar putea schimba mișcările aerului în moduri care să influențeze vremea și clima la nivelul solului. Unul dintre cele mai turbulente dintre aceste fenomene este cunoscut sub numele de încălzire stratosferică bruscă. Vânturile de vest din stratosferă se inversează periodic, ceea ce duce la mari oscilații de temperatură, în timpul cărora unele părți ale stratosferei se pot încălzi cu până la 50 grade C (90 grade F) în câteva zile.

Acest lucru este însoțit, de obicei, de o scufundare rapidă a aerului care se împinge în curentul jet din Atlantic, în partea superioară a troposferei. Curentul jet, care conduce sistemele meteorologice pe scară largă în emisfera nordică, începe să șerpuiască. Această perturbare poate provoca o varietate de fenomene meteorologice extreme, de la ploi intense persistente la secete de vară și "maxime de blocare" care pot provoca săptămâni de vreme rece și intensă de iarnă din estul Americii de Nord până în Europa și în unele părți ale Asiei.

Acest lucru este deja cunoscut. În ultimii 20 de ani, meteorologii au inclus astfel de influențe stratosferice în modelele lor. Acest lucru a îmbunătățit semnificativ acuratețea previziunilor lor pe termen lung, potrivit Met Office, o agenție guvernamentală de prognoză din Marea Britanie.

Întrebarea care se pune acum este cum va influența CO2 suplimentar și răcirea generală a stratosferei frecvența și intensitatea acestor evenimente de încălzire bruscă. Mark Baldwin, un climatolog de la Universitatea din Exeter, Anglia, care a studiat fenomenul, spune că majoritatea modelelor sunt de acord că încălzirea stratosferică bruscă este într-adevăr sensibilă la creșterea cantității de CO2. Dar, în timp ce unele modele prevăd mult mai multe evenimente de încălzire bruscă, altele sugerează că acestea sunt mai puține. Dacă am ști mai multe, spune Baldwin, acest lucru "ar duce la o mai mare încredere atât în previziunile meteorologice pe termen lung, cât și în proiecțiile privind schimbările climatice".

Devine din ce în ce mai clar că, după cum spune Gary Thomas, fizician atmosferic la Universitatea din Colorado Boulder, "dacă nu ne corectăm modelele cu privire la ceea ce se întâmplă acolo sus, am putea greși și jos". Dar pentru a îmbunătăți modelele privind modul în care funcționează atmosfera superioară - și pentru a verifica acuratețea acestora - este nevoie de date bune și actualizate privind condițiile reale de la înălțime. Iar furnizarea acestor date este pe cale să se reducă, avertizează Mlynczak.

Majoritatea sateliților care au furnizat informații din atmosfera superioară în ultimele trei decenii - care au furnizat previziunile lui și ale altora privind răcirea și contracția - se apropie de sfârșitul vieții lor. Dintre cei șase sateliți NASA aflați în acest caz, unul a cedat în decembrie, altul a fost scos din uz în martie, iar alți trei urmează să se oprească în curând. "Deocamdată nu există nicio nouă misiune planificată sau în curs de dezvoltare", spune el.

Mlynczak speră să relanseze interesul pentru monitorizare cu o sesiune specială pe care o organizează la American Geophysical Union în această toamnă pentru a discuta despre atmosfera superioară ca fiind "următoarea frontieră în ceea ce privește schimbările climatice". Fără o monitorizare continuă, teama este că ne-am putea întoarce în curând la zilele ignorosferei.

ACTIVEAZĂ NOTIFICĂRILE

Fii la curent cu cele mai noi stiri.

Urmărește stiripesurse.ro pe Facebook

×
NEWSLETTER

Nu uitaţi să daţi "Like". În felul acesta nu veţi rata cele mai importante ştiri.