Waarom warmen de polen zo snel op? Onzichtbare wolken

Dit verhaal is oorspronkelijk gepubliceerd door Bedrade Het wordt hier getoond als onderdeel van Klimaatbureau samenwerking

Als je ongeveer 50 miljoen jaar geleden had geleefd en naar de Polen was gereisd, zou je dichte bossen en wezens als krokodillen hebben gevonden in plaats van kilometers dikke ijskappen. Dit komt omdat tijdens het Eoceen de concentraties van broeikasgassen veel hoger waren dan nu, wat leidde tot een natuurlijke periode van opwarming van de aarde. Methaanniveaus, dat is 80 keer sterker De warmere elementen van de planeet, zoals koolstofdioxide, waren bijzonder hoog, waardoor de temperatuur steeg en planten en dieren naar de polen konden migreren. Net zoals ze het langzaam weer doen.

Methaan heeft de polen van het Eoceen mogelijk op een andere, subtielere en fascinerende manier verwarmd: door een deken van onzichtbare wolken te creëren die warmte aan de oppervlakte vasthoudt. Dit alleen al had de temperatuurstijging in Polen tijdens de koude wintermaanden met 7 graden Celsius kunnen doen toenemen, aldus A. papier Onlangs gepubliceerd in Natuurlijke aardwetenschappen. “We weten dat wanneer methaan in de atmosfeer zit, het oxideert en vervolgens waterdamp produceert”, zegt klimaatwetenschapper en hoofdauteur Debashree Dutta, die nu aan de Universiteit van Cambridge werkt maar het onderzoek uitvoerde aan de Universiteit van New South Wales. . “Deze waterdamp beweegt zich vervolgens omhoog naar de stratosfeer en helpt bij het vormen van polaire stratosferische wolken”, of kortweg PSC’s.

De temperatuur in het Noordpoolgebied stijgt vandaag naar Vier keer sneller van de rest van de planeet, deels als gevolg van lastige feedbackloops: ijs smelt, waardoor donkerder water of land eronder bloot komt te liggen, dat sneller opwarmt, wat leidt tot meer opwarming en meer smelten. Wetenschappers noemen dit Polaire versterking.

Voorspellende klimaatmodellen onderschatten voortdurend de opwarming van de polen; De feitelijke waarnemingen van wetenschappers zijn vaak veel somberder dan modellen voorspellen. Dit meningsverschil is groter voor klimaten uit het verleden, zoals het Eoceen. PSC’s kunnen een ontbrekend stuk zijn om uit te leggen waarom. Ze komen momenteel echter minder vaak voor in het Noordpoolgebied dan op Antarctica Met de stijgende uitstoot van broeikasgassenWetenschappers vragen zich af of deze wolken in de toekomst wijdverspreider kunnen worden over beide polen.

“Als we geen realistische verwachtingen hebben van de komende temperatuurstijging, zullen we waarschijnlijk een compleet verkeerd beeld krijgen van hoe het systeem zich heeft ontwikkeld”, zegt milieuwetenschapper Isla Myers-Smith van de universiteit. British Columbia en de Universiteit van Edinburgh, die Bestudeer de Noordpool Maar hij was niet betrokken bij het nieuwe onderzoek. “Door de recente opwarming van het Noordpoolgebied zijn de waargenomen temperaturen nu veel hoger dan de modellen voorspelden.”

Wolken zijn een belangrijke bron van onzekerheid in de klimaatwetenschap: in september Openbaring over het planten van wolkenbomen In meer gematigde streken suggereert het ook dat klimaatmodellen – voor de pre-industriële wereld en de toekomst – mogelijk moeten worden aangepast. Maar wolken worden niet altijd meegenomen in simulaties. Modellen kunnen slechts een beperkt aantal details verwerken, vanwege de beperkingen van de rekenkracht.

In het Noordpoolgebied en Antarctica verschijnen MSC’s tijdens koude winteromstandigheden ergens tussen de 15 en 25 kilometer aan de hemel. Ze zijn vaak onzichtbaar, maar wel zichtbaar als de zon in de juiste hoek staat. In deze gevallen staat het bekend als parelmoertrekken Vanwege hun wilde kleur: Wervelingen van paars, blauwgroen en geel. Net zoals hoge wolken dat doen op een andere plaatsZe vormen een isolerende laag over de polen en voorkomen snelle temperatuurdalingen.

In het Eoceen werd de vorming van deze wolken versterkt door de posities van de continenten en bergen van de aarde. De Himalaya was bijvoorbeeld nog niet volledig gevormd en het gebrek aan kilometers dik ijs op Groenland zorgde voor lagere landhoogten. Dit zorgde ervoor dat drukgolven zich door de atmosfeer verspreidden, waardoor meer energie naar de tropen werd geleid. Er bereikte minder energie de Arctische stratosfeer, waardoor deze afkoelde en een deken van CSC’s vormde. De zaken ter plaatse zijn…gematigd geworden.

Gelukkig heeft de continentale verschuiving in de afgelopen 50 miljoen jaar de topografie en de atmosferische circulatie zodanig veranderd dat deze deken dunner is geworden. Terwijl primaire stamcellen zich nog steeds vormen en warmte vasthouden, zijn ze niet meer zo overvloedig als vroeger. Maar de zaken kunnen weer oplaaien. Als de mensheid methaan in de atmosfeer blijft vrijgeven, zou dit de stratosferische waterdamp kunnen opleveren die nodig is om meer van deze onzichtbare wolken te vormen. “Ik wil heel duidelijk zijn: de omvang van deze zonneclusters zal niet zo groot zijn als die in het Eoceen”, zegt Dutta. “Dit is waarschijnlijk het goede nieuws voor ons.”

Een beter begrip van luchtweerstand zal van cruciaal belang zijn naarmate de Polen hun snelle transformatie voortzetten. zegt Sophie Szoba, een atmosferische scheikundige die… Les Eoceen-klimaatwetenschapper bij het Franse Laboratorium voor Klimaat- en Milieuwetenschappen, maar was niet betrokken bij het nieuwe artikel. “Het is daarom noodzakelijk om de resultaten van verschillende klimaatmodellen, inclusief polaire stratosferische wolken, te vergelijken om het belang van deze feedback over polaire versterking voor de volgende eeuw te begrijpen.”

Door te leren hoe de stratosfeer van het Eoceen het klimaat beïnvloedde, zullen wetenschappers beter inzicht krijgen in wat ze vervolgens kunnen verwachten. “In principe bieden deze klimaten uit het verleden ons een testbed om onze modellen te valideren”, zegt Dutta. Poolwetenschappers kunnen dan de potentiële opwarming als gevolg van natuurlijke schommelingen in het klimaat op aarde vergelijken met de bijdrage van de uitstoot van broeikasgassen door onze beschaving.

Verbeterde modellen kunnen ook helpen voorspellen hoe Arctische ecosystemen zullen blijven transformeren. Het gebied wordt bijvoorbeeld groener naarmate de temperatuur stijgt Hierdoor kunnen plantensoorten zich naar het noorden verspreiden. Dit verandert op zijn beurt de manier waarop het landschap de energie van de zon absorbeert of reflecteert: als er meer struiken groeien, vangen ze een laag sneeuw op, waardoor wordt voorkomen dat koude winterlucht de grond binnendringt. Dit kan tot versnelling leiden Het smelten van de permafrost in het noordpoolgebieden de uitstoot van zowel kooldioxide als Methaan – Nog een feedbacklus gerelateerd aan de opwarming van de aarde.

Vind ik leuk De rest van de wereld deze zomerDe Noordpool was extreem heet. Op haar onderzoekslocatie herinnert Myers-Smith zich temperaturen die 77 graden Fahrenheit bereikten.

“Dat had ik nog nooit meegemaakt op de set”, zegt ze. Dit is een verder bewijs dat de regio enorme veranderingen ondergaat en dat wetenschappers modellen nodig hebben die deze nauwkeurig kunnen volgen.

“Zelfs als je in deze systemen werkt en denkt goed te begrijpen hoe dingen werken, kun je nog steeds verrast worden”, zegt ze.