Ενώ η επιφάνεια της Γης και η κατώτερη ατμόσφαιρα γίνονται ολοένα και θερμότερες, πολύ ψηλότερα εξελίσσεται εδώ και δεκαετίες μια εντελώς αντίθετη κατάσταση. Η ανώτερη ατμόσφαιρα ψύχεται σταθερά, δημιουργώντας ένα από τα πιο χαρακτηριστικά και αδιαμφισβήτητα σημάδια της ανθρωπογενούς κλιματικής αλλαγής. Οι επιστήμονες γνώριζαν αυτό το φαινόμενο, όμως η ακριβής φυσική και μαθηματική του εξήγηση παρέμενε ασαφής.
Τώρα, ερευνητές του Πανεπιστημίου Κολούμπια στις ΗΠΑ ανακοίνωσαν ότι εντόπισαν τον ακριβή μηχανισμό που ευθύνεται για αυτό. Η νέα μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση Nature Geoscience, δείχνει ότι η ψύξη συνδέεται στενά με τον τρόπο που το διοξείδιο του άνθρακα αλληλεπιδρά με διαφορετικά μήκη κύματος φωτός στην ανώτερη ατμόσφαιρα.
Από «κουβέρτα» της Γης… κλιματιστικό του διαστήματος
Κοντά στην επιφάνεια της Γης, το διοξείδιο του άνθρακα λειτουργεί σαν κουβέρτα, παγιδεύοντας τη θερμότητα που διαφορετικά θα διέφευγε στο σύμπαν. Όμως, στη στρατόσφαιρα (από τα 11 έως τα 50 χιλιόμετρα υψόμετρο), οι κανόνες του παιχνιδιού αλλάζουν δραματικά. Εκεί ψηλά, το CO2 λειτουργεί περισσότερο ως σύστημα ψύξης.
Τα μόρια του αερίου απορροφούν την υπέρυθρη ενέργεια που ανεβαίνει από τα χαμηλότερα στρώματα και, λόγω της χαμηλής πυκνότητας της στρατόσφαιρας, εκπέμπουν το μεγαλύτερο μέρος της πίσω στο Διάστημα. Καθώς οι άνθρωποι εκπέμπουν περισσότερο CO2, η στρατόσφαιρα γίνεται ακόμη πιο αποτελεσματική στην αποβολή θερμότητας.
Από τα μέσα της δεκαετίας του 1980, η στρατόσφαιρα έχει ψυχθεί κατά περίπου 2°C. Η ψύξη αυτή είναι δέκα φορές ισχυρότερη από ό,τι θα συνέβαινε φυσικά, επιβεβαιώνοντας τις προβλέψεις που είχε κάνει από τη δεκαετία του 1960 ο νομπελίστας κλιματολόγος Σιγιουκούρο Μανάμπε.
Η υπέρυθρη «Ζώνη Χρυσομαλλούσας»
Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον μεταδιδακτορικό ερευνητή Σον Κοέν, τον φυσικό Ρόμπερτ Πίνκους και τον γεωφυσικό Λορέντζο Πολβάνι, εργάστηκε για μήνες τροποποιώντας μαθηματικά μοντέλα μέχρι να ευθυγραμμιστούν απόλυτα με τις δορυφορικές παρατηρήσεις.
Η ανακάλυψή τους εστιάζει στον τρόπο με τον οποίο το CO2 αλληλεπιδρά με την ακτινοβολία μακρού μήκους κύματος (υπέρυθρη). Οι επιστήμονες εντόπισαν ένα συγκεκριμένο, εξαιρετικά αποδοτικό εύρος μηκών κύματος, το οποίο ονόμασαν «ζώνη Χρυσομαλλούσας» (Goldilocks zone) – έναν όρο που στην αστρονομία περιγράφει την ιδανική περιοχή για την ανάπτυξη ζωής. Καθώς το CO2 αυξάνεται στην ατμόσφαιρα, αυτή η ενεργειακή ζώνη διευρύνεται, επιτρέποντας στη στρατόσφαιρα να χάνει θερμότητα με πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα.
Αν και το όζον και οι υδρατμοί παίζουν παρόμοιο ρόλο, η μελέτη απέδειξε ότι η συνολική επίδρασή τους είναι ελάχιστη μπροστά στην κυριαρχία του διοξειδίου του άνθρακα.
Ο φαύλος κύκλος της θέρμανσης
Οι εξισώσεις της ομάδας επιβεβαίωσαν ότι η ψύξη γίνεται εντονότερη όσο ανεβαίνουμε σε υψόμετρο. Μάλιστα, υπολογίστηκε ότι κάθε διπλασιασμός των επιπέδων του CO2 προκαλεί πτώση της θερμοκρασίας κατά περίπου 8°C στη στρατόπαυση (το ανώτατο όριο της στρατόσφαιρας).
Αυτή η κοσμική ψύξη, ωστόσο, κρύβει έναν επικίνδυνο μηχανισμό κλιματικής ανάδρασης. Καθώς η στρατόσφαιρα παγώνει, το σύστημα της Γης συνολικά εκπέμπει λιγότερη υπέρυθρη ενέργεια προς το σύμπαν. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να επιστρέφει και να εγκλωβίζεται ακόμα περισσότερη θερμότητα στα χαμηλότερα στρώματα, εντείνοντας το φαινόμενο του θερμοκηπίου εκεί που ζούμε.
Η μελέτη αυτή δεν έγινε για να αποδείξει την ύπαρξη της κλιματικής αλλαγής, αλλά για να προσφέρει την ακριβή μαθηματική και φυσική κατανόηση ενός φαινομένου 50 ετών. Παράλληλα, ανοίγει έναν νέο δρόμο για τους αστροφυσικούς, βοηθώντας τους να κατανοήσουν καλύτερα τις ατμοσφαιρικές συνθήκες και τις στρατόσφαιρες μακρινών εξωπλανητών.
Διαβάστε ακόμη
«Ανακαινίζω – Νοικιάζω»: Η Κύπρος δείχνει τον δρόμο – Τι λείπει από την ελληνική στεγαστική πολιτική
Οι Βρυξέλλες προειδοποιούν: Πού υπάρχει κίνδυνος για τα κονδύλια του νέου ΕΣΠΑ
Τα «deliverables» του Μαξίμου: Η στρατηγική Μητσοτάκη με έργα, υποδομές και μετρήσιμα αποτελέσματα
Για όλες τις υπόλοιπες ειδήσεις της επικαιρότητας μπορείτε να επισκεφτείτε το Πρώτο Θέμα
Σχολίασε εδώ
Για να σχολιάσεις, χρησιμοποίησε ένα ψευδώνυμο.