Naukowcy z Laboratorium Berkeley’a odkryli nową przyczynę globalnego ocieplenia.
Naukowcy zidentyfikowali mechanizm, który może okazać się mieć duży wkład w ocieplenie w rejonie Arktyki i topnienie lodu morskiego.
Badania prowadzone przez naukowców z US Department of Lawrence Berkeley National Laboratory Energy (Berkeley Lab). Badali długości fal widma elektromagnetycznego, zwanej dalekiej podczerwienią. Jest niewidoczne dla naszych oczu, ale stanowi około połowę energii emitowanej przez powierzchnię Ziemi. Proces ten równoważy przychodzącą energią słoneczną.
Pomimo jej znaczenia w budżecie energii planety, to trudne do zmierzenia efektywności powierzchni emitujących energię w dalekiej podczerwieni. Ponadto, jego wpływ na klimat naszej planety nie jest dobrze reprezentowany w modelach klimatycznych. Modele zakładają, że wszystkie powierzchnie są w 100 procentach skuteczne emitując energię w dalekiej podczerwieni.
Jednak nie w tym rzecz. Naukowcy odkryli, że otwarte oceany są znacznie mniej efektywne niż lodowe, jeśli chodzi o emitowanie widma w regionie dalekiej podczerwieni. Oznacza to, że Ocean Arktyczny wychwytuje większość energii promieniowania w dalekiej podczerwieni, wcześniej nieznanego zjawiska, które jest prawdopodobnie przyczyną do ocieplenia klimatu polarnego.
Ich badania pojawiły się w tym tygodniu w internetowym wydaniu Proceedings of National Academy of Sciences.
"Daleka emisyjność podczerwieni powierzchni jest to niezbadany temat, ale zasługuje na więcej uwagi. Nasze badania wykazały, że powierzchnie nie są to biedni emitery w porównaniu do zamrożonych powierzchniach. I ta różnica ma znacznie większy wpływ na klimat polarny niż dzisiejsze modele wskazują, "mówi Daniel Feldman, a naukowiec Wydziału Nauk o Ziemi w Berkeley Lab i główny autor artykułu.
"Na podstawie naszych badań, zaleca się więcej wysiłków w celu pomiaru w dalekiej podczerwieni powierzchni emisyjności. Pomiary te pomogą lepiej symulować modele klimatyczne i skutki tego zjawiska na klimat Ziemi ", Feldman mówi. Prowadził badania z Bill Collins, który jest szefem Departamentu Klimatycznego Wydziału Nauk o Ziemi. Naukowcy z University of Colorado w Boulder i University of Michigan przyczynili się również do badań.
Region dalekiej podczerwieni widma elektromagnetycznego obejmuje długości fal, które są między 15 a 100 mikronów (mikron to jedna milionowa metra). To podzbiór promieniowania podczerwonego, który rozciąga długości fali od 5 do 100 mikrometrów. W porównaniu, światło widzialne, które jest inną formą promieniowania elektromagnetycznego, ma znacznie krótszą długość fali pomiędzy 390 a 700 nanometrów (nanometr to jedna miliardowa część metra).
Wiele z dzisiejszych spektrometrów nie wykrywa fal dalekiej podczerwieni, co tłumaczy niedostatek pomiarów terenowych. Z tego powodu naukowcy ekstrapolacji skutków emisji powierzchniowej dalekiej podczerwieni w oparciu o to, co jest znane w długościach mierzonych przez współczesne spektrometry.
Feldman podejrzewa , że takie podejście jest zbyt proste, więc wyrafinowane numery przeglądając opublikowane badania właściwości powierzchni dalekiej podczerwieni. Kiedyś te informacje do opracowania obliczeń, które były prowadzone w atmosferze klimatu globalnego modelu o nazwie Model Systemu Wspólnota Ziemia, który jest ściśle związany z Department of Energy’s Accelerated Climate Model for Energy (ACME).
Symulacje wykazały, że emisje powierzchniowe dalekiej podczerwieni mają największy wpływ na klimat suchych regionów o dużej szerokości i dużej wysokości.
W Arktyce, symulacje wykazały, że otwarte oceany posiadają więcej energii w dalekiej podczerwieni niż lodu morskiego, w wyniku cieplejszych oceanów, topnienie lodu morskiego i 2-stopniowy wzrost Celsjusza w klimacie polarnym, już po okresie 25 lat.
To może pomóc wyjaśnić, dlaczego ocieplenie polarne jest najbardziej widoczne w ciągu trzech miesięcy zimy, kiedy nie ma słońca. Uzupełnia on również proces, w którym ciemniejsze oceany pochłaniają energię słoneczną niż lodowe.
"Ziemia nadal emituje energię w dalekiej podczerwieni w czasie zimy polarnej", jak twierdzi Feldman. "A ponieważ powierzchnie oceanu stwarzają pułapkę tej energii, system jest cieplejszy w ciągu roku, w przeciwieństwie, gdy słońce jest na zewnątrz."
Symulacje wykazały podobny wpływ ocieplenia na płaskowyżu tybetańskim, gdzie było pięć procent mniej akumulacji śniegu po okresie 25 lat. Oznacza to więcej niż zmrożone powierzchnie pułapki energii dalekiej podczerwieni, co dodatkowo przyczynia się do ocieplenia w regionie.
"Okazało się, że w obszarach bardzo suchych, zakres w którym powierzchnia emituje energię w dalekiej podczerwieni jest bardzo ważny. Kontroluje budżetu energii cieplnej dla całego regionu, więc musimy mierzyć i modelować ją lepiej ", mówi Feldman
Badania wspierane przez NASA i Departamentu Energii Biura Nauki.
źródło: Berkeley Lab
