Klimatolodzy od kilku lat obserwują niepokojące zjawisko – na całym świecie zmniejsza się pokrywa chmur zawieszonych nisko nad Ziemią. Chodzi między innymi o chmury typu stratus, stratocumulus i cumulus. Z pomiarów satelitarnych wynika, że od ponad dwóch dekad ubywa tych, które znajdują się do około dwóch kilometrów nad powierzchnią Ziemi, szczególnie nad oceanami na półkuli północnej.
Eksperci zaznaczają, że zjawisko to ma duże znaczenie dla klimatu planety – niskie chmury działają bowiem jak ogromny parasol przeciwsłoneczny. Odbijają one część promieniowania słonecznego i w ten sposób chłodzą powierzchnię Ziemi. Gdy ich jest mniej, więcej krótkofalowego promieniowania dociera przez atmosferę do powierzchni planety, a do systemu klimatycznego trafia więcej energii i ciepła.
Według badaczy Ziemia od ponad 20 lat coraz gorzej odbija promieniowanie słoneczne. Główną przyczyną tego trendu ma być właśnie ubytek chmur. Spadek albedo – czyli zdolności planety do odbijania promieniowania – jest jednak – choć w mniejszym stopniu – związany także z topnieniem lodu.
Dlaczego chmur jest mniej?
Zespół kierowany przez Paulo Ceppiego z Imperial College London przedstawił w czasopiśmie „Atmospheric Chemistry and Physics” wyjaśnienie tego zjawiska. Badacze potwierdzili trend spadku zachmurzenia w latach 2003–2024 i wykazali, że przyczynił się on do dodatkowego pochłaniania przez Ziemię 0,22 wata energii słonecznej na metr kwadratowy w każdej dekadzie.
Klimatofizyk Helge Gößling z Alfred-Wegener-Institut w Bremerhaven ocenia badanie jako „bardzo solidne” i „ważne”. „Wyniki dostarczają dodatkowych dowodów na to, że wzmacniające sprzężenie zwrotne przez spadek liczby niskich chmur mogło przyczynić się do spadku albedo Ziemi, a tym samym do ocieplenia” – mówi.
Czytaj więcej
Ziemia pochłania coraz więcej światła słonecznego i zatrzymuje więcej ciepła, niż oddaje w przestrzeń kosmiczną, co powoduje, że nasza planeta ocie...
Aby ustalić, co prowadzi do zaniku chmur, naukowcy zastosowali statystyczną metodę analizy czynników kontrolujących zachmurzenie. Badacze sprawdzali, jak chmury reagują na temperaturę, wilgotność powietrza i obecność drobnych cząstek w atmosferze. Wykorzystali również dane satelitarne i modele komputerowe.
Ustalenia ekspertów wskazują, iż główną rolę w zjawisku odgrywa samonapędzający się proces sprzężenia zwrotnego. Co to oznacza? Gdy oceany ogrzewają się wskutek zmian klimatu i innych procesów, niskich chmur zaczyna ubywać. Paulo Ceppi wyjaśnia, że choć całkowita zawartość pary wodnej w atmosferze rośnie, dla powstawania chmur kluczowa jest nie wilgotność bezwzględna, lecz względna, czyli stopień nasycenia powietrza parą wodną. A ta w niższych warstwach atmosfery nieznacznie spada.
Dotyczy to między innymi obszarów u wybrzeży Namibii i Wysp Kanaryjskich, a także rejonów przed wybrzeżami Peru, Chile i Kalifornii, gdzie zwykle tworzą się rozległe pokrywy chmur nad oceanami. Gdy powietrze staje się suchsze, chmury zaczynają się przerzedzać. Ceppi zwraca uwagę, że dotyczy to nawet słynnej letniej mgły nad San Francisco. „Już małe zmiany mają ogromny wpływ na bilans promieniowania” – mówi badacz.
Badacze: Spadek zachmurzenia jest w dużej mierze skutkiem działalności człowieka
Według badania około 40 proc. spadku liczby chmur można wyjaśnić opisanym sprzężeniem zwrotnym. Za ponad jedną piątą trendu odpowiada zaś proces określany jako szybka adaptacja. Ceppi wskazuje, że gdy w atmosferze przybywa cząsteczek CO₂, nie tylko długofalowo ogrzewają one oceany, ale już w ciągu dni i tygodni ogrzewają oraz osuszają zewnętrzną część troposfery. „W atmosferze Ziemi nagromadziło się już tyle gazów cieplarnianych, że samo to uwalnia wystarczająco dużo ciepła, by zmniejszać pokrywę chmur” – zaznacza.
Rolę odegrał tu – choć mniejszą – także spadek liczby aerozoli siarczanowych. Jak wyjaśniają badacze, gdy powietrze staje się czystsze, jest w nim mniej jąder kondensacji, wokół których mogą tworzyć się kropelki wody i chmury. Według badania efekt ten odpowiadał jednak tylko za około 14 proc. kurczenia się pokrywy chmur. Naturalne wahania systemu klimatycznego miały w analizowanym okresie – zdaniem badaczy – znaczenie niemal pomijalne.
Czytaj więcej
Mikroplastik został już wykryty w wielu zaskakujących miejscach na Ziemi. Okazuje się, że przeniknął także do atmosfery. Najnowsze badanie wykazało...
Ceppiego zaskoczyło to, że modele klimatyczne dość dobrze pokazują, iż niskich chmur ubywa. To ważne – jednocześnie te same modele niedoszacowują bowiem, jak szybko rośnie ilość energii zatrzymywanej przez Ziemię. Zdaniem ekspertów może to oznaczać, że planeta ociepla się szybciej, niż wcześniej przewidywano.
Naukowcy wskazują, że skoro modele klimatyczne dobrze pokazują spadek liczby niskich chmur, przyczyna niedoszacowania tempa ocieplenia może leżeć gdzie indziej. Zwracają uwagę, że między tym, co obecnie obserwują naukowcy, a tym, co przewidują modele, wciąż jest różnica. Jak podkreślają, w bilansie energetycznym Ziemi dzieje się coś, czego nadal w pełni nie da się zrozumieć, dlatego Ceppi chce sprawdzić inne możliwe przyczyny – przede wszystkim rolę chmur znajdujących się wyżej w atmosferze oraz oceanów, które magazynują najwięcej ciepła na Ziemi.
