15 Μαΐ 2023

ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΚΑΙ ΚΟΜΠΟΣΤΟΠΟΙΗΣΗ. Ένας απλός τρόπος για να αποφευχθεί η ρύπανση από το μεθάνιο: Κομποστοποίηση

Ένας απλός τρόπος για να αποφευχθεί η ρύπανση από το μεθάνιο: Κομποστοποίηση


Μια νέα μελέτη αναφέρει ότι η πρακτική αυτή θα μπορούσε να μειώσει τις εκπομπές από τους χώρους υγειονομικής ταφής κατά 84%.

Σύντομα μια σύνθεση της μελέτης από το nature. Οποιος θέλει μπορεί να διαβάσει τη μελέτη στη σύνδεση στο τέλος του κειμένου.

Το παγκόσμιο σύστημα τροφίμων είναι ένα κλιματικό χάος, από την ευρεία χρήση λιπασμάτων που εκπέμπουν αέρια του θερμοκηπίου μέχρι τα ζώα που εκτοξεύουν μεθάνιο και όλα τα τρόφιμα που πετιούνται στα σκουπίδια. Στις Ηνωμένες Πολιτείες αλλα και στην Ευρώπη πλέον, το εντυπωσιακό ένα τρίτο του συνόλου των τροφίμων -κάτι 130 δισεκατομμύρια γεύματα ετησίως για τις ΗΠΑ- πετιέται στα σκουπίδια. Κάθε χρόνο, αυτά τα απορριπτόμενα τρόφιμα αντιπροσωπεύουν περίπου 170 εκατομμύρια μετρικούς τόνους εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα - το ισοδύναμο 42 σταθμών ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα.

Τα απορρίμματα τροφίμων είναι το κυρίαρχο οργανικό συστατικό των χώρων υγειονομικής ταφής και μια μεγάλη παγκόσμια πηγή αερίων του θερμοκηπίου. Η κομποστοποίηση των αποβλήτων τροφίμων αποτελεί μια πιθανή ευκαιρία για τη μείωση των εκπομπών, αλλά δεν υπάρχουν στοιχεία για τις εκπομπές ολόκληρου του σωρού, σε εμπορική κλίμακα και τους σχετικούς βιογεωχημικούς παράγοντες.

Οι χώροι υγειονομικής ταφής απορριμμάτων είναι ένας μεγάλος ένοχος για το κλίμα. Οι χωματερές σκουπιδιών παράγουν το ένα τρίτο όλων των εκπομπών μεθανίου στις ΗΠΑ αλλα και σχεδόν στον κόσμο με μικ΄ρες διαφοροποιήσεις ανα χώρα, εν μέρει επειδή το πιο συνηθισμένο αντικείμενο σε αυτές είναι τα τρόφιμα. Η οργανική ύλη στις χωματερές διασπάται μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται αναερόβια αποσύνθεση, κατά την οποία τα βακτήρια την καταβροχθίζουν και εκλύουν μεθάνιο. Τα υπολείμματα τροφίμων συχνά καταλήγουν στον πυθμένα των χώρων υγειονομικής ταφής, όπου συμπιέζονται και "δημιουργούν την τέλεια καταιγίδα για τις εκπομπές μεθανίου"

Υπάρχει όμως μια απλή λύση, πέρα από την απλή μείωση των απορριμμάτων. Σύμφωνα με μια νέα μελέτη στο περιοδικό Nature Scientific Reports, η κομποστοποίηση των υπολειμμάτων τροφίμων έχει ως αποτέλεσμα 38 έως 84% λιγότερες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου από ό,τι η απόρριψή τους στις χωματερές. Σε αντίθεση με τα σκουπίδια στις χωματερές, οι σωροί κομποστοποίησης ποτίζονται και γυρίζονται, γεγονός που αερίζει τα αποσυντιθέμενα απόβλητα και εμποδίζει τα βακτήρια να εκλύουν τόσο πολύ μεθάνιο, ένα ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου. Αυτό είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιούμε και στην οικιακή κομποστοποίηση για το μπαχτσέ μας.

Χρησιμοποιήθηκε λοιπόν μια μη επεμβατική μικρομετεωρολογική προσέγγιση ισοζυγίου μάζας βελτιστοποιημένη για τρισδιάστατους σωρούς κομποστοποίησης εμπορικής κλίμακας για τη συνεχή μέτρηση των εκπομπών μεθανίου (CH4), οξειδίου του αζώτου (N2O) και διοξειδίου του άνθρακα (CO2) κατά τη διάρκεια της κομποστοποίησης αποβλήτων τροφίμων. Οι μετρήσεις ροής αερίων θερμοκηπίου συμπληρώθηκαν με συνεχείς αισθητήρες οξυγόνου (O2) και θερμοκρασίας και εντατική δειγματοληψία για βιογεωχημικές διεργασίες. Οι συντελεστές εκπομπής (EF) κυμάνθηκαν από 6,6 έως 8,8 kg CH4-C/Mg υγρών αποβλήτων τροφίμων και καθορίστηκαν κυρίως από χαμηλές οξειδοαναγωγές και πότισμα. Η κομποστοποίηση οδήγησε σε χαμηλές εκπομπές N2O (0,01 kg N2O-N/Mg υγρών αποβλήτων τροφίμων). Η συνολική τιμή EF (CH4 + N2O) για την κομποστοποίηση αποβλήτων τροφίμων ήταν 926 kgCO2e/Mg ξηρών αποβλήτων τροφίμων. Οι εκπομπές από την κομποστοποίηση ήταν 38-84% χαμηλότερες από τις αντίστοιχες ροές από την υγειονομική ταφή με πιθανή καθαρή ελάχιστη εξοικονόμηση 1,4 MMT CO2e για την Καλιφόρνια μέχρι το έτος 2025. Τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν ότι η κομποστοποίηση των αποβλήτων τροφίμων μπορεί να συμβάλει στον μετριασμό των εκπομπών. Η αυξημένη περιστροφή κατά τη θερμοφιλική φάση και το λιγότερο πότισμα συνολικά θα μπορούσαν ενδεχομένως να μειώσουν περαιτέρω τις εκπομπές.

 

Ροές αερίων του θερμοκηπίου σε σωρό κομποστοποίησης αποβλήτων τροφίμων κατά την περίοδο κομποστοποίησης: CH4 (mg CH4 m−2 s−1) (α), N2O (μg N2O m-2 s-1) (β) και CO2 (mg CO2 m-2 s-1) (γ). Οι διακεκομμένες γραμμές στην κορυφή κάθε γραφήματος αντιπροσωπεύουν την προσθήκη νερού d. Οι εξομαλυσμένες μπλε γραμμές αντιπροσωπεύουν τον μέσο όρο και τα διαστήματα εμπιστοσύνης που υπολογίζονται με τη χρήση της συνάρτησης spline (λ < 0,05).

 

Φυσικοχημικές μεταβλητές που μετρήθηκαν κατά τη διάρκεια της κομποστοποίησης: (α) θερμοκρασία, (β) οξυγόνο, (γ) βαρυμετρική περιεκτικότητα σε νερό, (δ) χύδην πυκνότητα, (ε) πορώδες, (στ) pH, (ζ) συγκέντρωση NH4+, (η) συμπύκνωση, (θ) καθαρή ανοργανοποίηση Ν, (ι) καθαρή νιτροποίηση και (ια) λόγος C:N. Η υπολογιζόμενη μέση καμπύλη και τα σκιασμένα διαστήματα εμπιστοσύνης προσδιορίστηκαν με τη συνάρτηση smoothing spline (λ = 0,05).

Τα γεγονότα υψηλής ροής αερίων του θερμοκηπίου συσχετίστηκαν με συγκεκριμένες συνθήκες θερμοκρασίας και οξειδοαναγωγής (Σχήμα). Οι μέσες ημερήσιες ροές CO2 και N2O ήταν υψηλότερες όταν η θερμοκρασία του κομπόστ ήταν μεταξύ 40 °C και 50 °C (p < 0,0001) πολύ νωρίς στο πείραμα, ενώ οι υψηλότερες ροές CH4 εμφανίστηκαν στους 60 έως 80 °C (p < 0,05) αργότερα στο πείραμα. Οι μέσες ημερήσιες ροές CH4 εμφανίστηκαν όταν οι συγκεντρώσεις O2 ήταν μεταξύ 0,5% και 2% (p < 0,05), ενώ οι μέσες ροές CO2 και N2O δεν συσχετίστηκαν άμεσα με το O2 (Σχήμα). Υπήρχαν επίσης σχέσεις μεταξύ των μέσων ημερήσιων ροών αερίων του θερμοκηπίου και συγκεκριμένων φυσικοχημικών παραμέτρων (Πίνακας 2). Για παράδειγμα, οι ροές CO2 συσχετίστηκαν αρνητικά με το pH, την πυκνότητα όγκου και το NO3-N, ενώ οι μέσες ροές N2O συσχετίστηκαν θετικά με το NO-3-N και αντιστρόφως ανάλογα με την NH+4 (Πίνακας). Οι ημερήσιες ροές CH4, παρουσίασαν ελαφρά θετική συσχέτιση μόνο με το pH και τη χύδην πυκνότητα και αρνητική συσχέτιση με τις ροές N2O (Πίνακας).


Μέσες ημερήσιες ροές αερίων του θερμοκηπίου σε διαφορετικές συγκεντρώσεις O2 και θερμοκρασίες. Η κεντρική γραμμή είναι ο μέσος όρος και η πάνω και κάτω πλευρά του διαγράμματος πλαισίου είναι οι τιμές 75 και 25 ποσοστημόρια. Οι στατιστικά σημαντικές διαφορές σημειώνονται με γράμματα (p < 0,05).

 

https://www.nature.com/articles/s41598-023-34174-z

Η ΑΝΟΔΟΣ ΤΟΥ EL ΝIΝΟ ΤΟ 2023 ΚΑΙ Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΣΤΙΣ ΚΑΙΡΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΣΕ ΜΙΑ ΣΥΝΤΟΜΗ ΚΑΤΑΝΟΗΤΗ ΕΠΕΞΗΓΗΣΗ

 Η ΑΝΟΔΟΣ ΤΟΥ EL ΝIΝΟ ΤΟ 2023 ΚΑΙ Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΣΤΙΣ ΚΑΙΡΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΣΕ ΜΙΑ ΣΥΝΤΟΜΗ ΚΑΤΑΝΟΗΤΗ ΕΠΕΞΗΓΗΣΗ

 Μια σύνθεση του άρθρου του Andrej Flis

Τον Φεβρουάριο και στις αρχές Μαρτίου σημειώθηκε αιφνίδια θέρμανση της στρατόσφαιρας (SSW). Αυτά τα γεγονότα σημαίνουν συνήθως μια διακοπή της στρατοσφαιρικής κυκλοφορίας, με την προκύπτουσα ενέργεια να κινείται σταδιακά προς τα κάτω, επηρεάζοντας τον καιρό στα χαμηλότερα επίπεδα.

Κοιτάζοντας την πρώτη ημέρα του συμβάντος SSW παρακάτω, μπορείτε να δείτε ένα μεγάλο κύμα θέρμανσης στη στρατόσφαιρα. Εξαπλώθηκε πάνω από τις πολικές περιοχές. Σε συνδυασμό με μια ισχυρή αναδυόμενη πολική "αντι-δίνη" που καλύπτει τον Βόρειο Ειρηνικό και τη δυτική Αρκτική (H), έσπρωξε και εκτόπισε την πολική δίνη (L) έξω από τον Βόρειο Πόλο (δεξιά εικόνα στην παρακάτω προσομοίωση).


Ας κοιτάξουμε την πολική δύνη πως καταρρέει στη  στρατόσφαιρα.

Ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες πίσω από τα εποχιακά καιρικά φαινόμενα είναι συνήθως το ENSO, συντομογραφία του El Niño Νότια ταλάντωση (Southern Oscillation). Η ψυχρή φάση του ENSO ονομάζεται La Niña και η θερμή φάση ονομάζεται El Niño. Κάθε φάση επηρεάζει συγκεκριμένα τα μοτίβα πίεσης και τον καιρό που προκύπτει.

Βρισκόμαστε σε μια ψυχρή φάση ENSO (La Niña) εδώ και τρία χρόνια. Αλλά τώρα, οι ωκεανοί μετατοπίζονται γρήγορα σε μια θερμή φάση που ονομάζεται El Niño.

Μιλώντας για La Niña, παρακάτω είναι η ανάλυση θερμοκρασίας των ωκεανών από τα τέλη Νοεμβρίου 2022 πριν ξεκινήσει ο χειμώνας. Μπορείτε να δείτε τις ψυχρές ανωμαλίες των ωκεανών που εκτείνονται σε όλο τον τροπικό Ειρηνικό. Αυτό ήταν το ώριμο ενεργό La Niña.

El Nina στην πλήρη εξέλιξη του, Νοέμβριος 2022.. Ψυχρές θερμοκρασίες της θάλασσας του Ειρηνικού Ωκεανού(μπλε χρώμα).

 


Έναρξη του El Nino 15.4 2023, Δυτική Νότια Αμερική Περού ξεκινάει η άνοδος της θερμοκρασία της θάλασσας του Ειρηνικού  Ωκεανού(σκούρο κόκκινο χρώμα)

Παρακάτω έχουμε τη μακροπρόθεσμη πρόβλεψη του (Ευρωπαϊκού κλιματικού μοντέλου που είναι και παγκοσμίως το πιο ακριβό και έμπιστο) ECMWF για τους ωκεανούς, που δείχνει τις ανωμαλίες της θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια του Καλοκαιριού. Μια ισχυρή ζώνη θερμών ανωμαλιών εκτείνεται στον τροπικό Ειρηνικό. Εάν επαληθευτεί η πρόβλεψη, αυτό θα είναι ένα ισχυρό φαινόμενο El Niño με σημαντική παγκόσμια επιρροή στον καιρό.

Πρόγνωση του EL Nino για Ιούνιο Ιούλιο Αύγουστο 2023, Δείτε την επέκταση και το μέγεθος του θερμού κύματος προς Δυτικά

 

ΠΡΟΓΝΩΣΗ ΘΕΡΙΝΗΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ECMWF. Θερμοκρασία βροχοπτώσεις

Συχνά χρησιμοποιούμε το ευρωπαϊκό μοντέλο ECMWF, καθώς θεωρείται γενικά το πιο αξιόπιστο. Αλλά κανένα σύστημα πρόβλεψης μεγάλης εμβέλειας / εποχής δεν μπορεί ποτέ να ονομαστεί "αξιόπιστο".  Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι εξετάζουμε μόνο τις τάσεις και τον τρόπο με τον οποίο εξελίσσονται τα καιρικά πρότυπα σε μεγάλη κλίμακα και για μεγαλύτερες περιόδους.

Η περίοδος πρόβλεψης στην οποία θα επικεντρωθούμε σε όλα τα μοντέλα είναι Ιούνιος-Ιούλιος-Αύγουστος (JJA 2023). Αυτή η περίοδος καλύπτει το μετεωρολογικό καλοκαίρι και παρουσιάζει την αιχμή της θερμής περιόδου.

Το μοτίβο πίεσης που προβλέπεται από το ECMWF παρακάτω δείχνει μια περιοχή υψηλής πίεσης πάνω από τον ανατολικό Καναδά και τη Γροιλανδία και χαμηλή πίεση κάτω από αυτό, που εκτείνεται στον Ατλαντικό και τις Ηνωμένες Πολιτείες. Αυτό θα ενισχύσει τον υποτροπικό αεροχείμαρρο.

Μια ισχυρότερη περιοχή υψηλής πίεσης βρίσκεται πάνω από τη βορειοδυτική Ευρώπη, συγκεκριμένα το Ηνωμένο Βασίλειο, την Ιρλανδία και τη δυτική Σκανδιναβία. Ένα τέτοιο ισχυρό σύστημα μπορεί να έχει ευρεία επίδραση στα καλοκαιρινά καιρικά φαινόμενα στην Ευρώπη.

 

Η ανωμαλία της επιφανειακής πίεσης δείχνει επίσης ένα ενδιαφέρον μοτίβο πάνω από τον τροπικό Ειρηνικό. Μια ευρεία ζώνη χαμηλής πίεσης προβλέπεται να καλύψει τις τροπικές περιοχές του ανατολικού Ειρηνικού και την Καραϊβική. Αυτό δείχνει ένα αναδυόμενο μοτίβο Ελ Νίνιο. Επιπλέον, μια περιοχή χαμηλής πίεσης παρατηρείται πάνω από τις Ηνωμένες Πολιτείες και μια ζώνη υψηλής πίεσης πάνω από τη Γροιλανδία και τη βόρεια Ευρώπη.

Κοιτάζοντας πιο προσεκτικά το μοτίβο θερμοκρασίας πάνω από την Ευρώπη, βλέπουμε θερμότερο από το κανονικό καιρό στο μεγαλύτερο μέρος της ηπείρου, ειδικά στα νοτιοδυτικά. Αλλά η εξαίρεση βρίσκεται προς τα βορειοανατολικά, που επί του παρόντος προβλέπεται να είναι υπό την επίδραση μιας βόρειας ροής. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η δεξιόστροφη περιστροφή του συστήματος υψηλής πίεσης πάνω από τη βορειοδυτική Ευρώπη δημιουργεί αυτή τη βόρεια ροή.

 

ΜΟΝΤΕΛΟ CFS (NASA) Βροχοπτώσεις

Η Ευρώπη  διαφέρει από το ECMWF, με ένα σύστημα υψηλής πίεσης πάνω από τον δυτικό Καναδά και τη Γροιλανδία. Μια ζώνη χαμηλής πίεσης υποδεικνύεται σε μια τέτοια ρύθμιση πάνω από τις ανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες και τον νοτιοανατολικό Καναδά. Η Ευρώπη βρίσκεται κάτω από ένα σύστημα υψηλής πίεσης, παρόμοιο με την πρόβλεψη του ECMWF.

Πηγαίνοντας στις βροχοπτώσεις, μπορούμε να δούμε κυρίως ξηρότερες συνθήκες να προβλέπονται πάνω από τη βόρεια Ευρώπη κάτω από τη ζώνη υψηλής πίεσης. Ωστόσο, προβλέπονται υγρότερες συνθήκες στα νότια-κεντρικά τμήματα της ηπείρου, υποδεικνύοντας επίσης μια πιο ενεργή εποχή καταιγίδων.

 

Κοιτάζοντας τις βροχοπτώσεις πάνω από την Ευρώπη, βλέπουμε ως επί το πλείστον πιο υγρές καλοκαιρινές συνθήκες σε όλη τη νότιο-κεντρική ήπειρο. Αυτό είναι επίσης ένα σημάδι μιας δυνητικά ισχυρότερης εποχής καταιγίδων, εάν αυτή η πρόβλεψη επαληθεύσει. Ξηρότερες συνθήκες προβλέπονται σε τμήματα της κεντρικής Ευρώπης και της δυτικής Σκανδιναβίας.

Ισχυρότερες βροχοπτώσεις επίσης βλέπουμε στα Βαλκάνια και μάλιστα στη Δυτική Βορειοδυτική και Βόρεια και Βορειοανατολική Ελλάδα

10 Μαΐ 2023

Stratocumulus. Καταστροφική αύξηση της θερμοκρασίας λόγω διάσπασης των στρωματοσωρειτών(νεφελωμάτων) alias stratocumulus.

Καταστροφική αύξηση της θερμοκρασίας λόγω διάσπασης των στρωματοσωρειτών(νεφελωμάτων) alias stratocumulus.

Τα στρώματα νεφών Stratocumulus[i] «Στρωματοσωρείτες» είναι οριζόντια εκτεταμένα στρώματα ρηχών νεφών ,σε ύψος 0-2,5 km, που καλύπτουν περίπου το 20% των ωκεανών χαμηλού γεωγραφικού πλάτους (Eastman et al., 2011) δηλαδή τροπικών περιοχών και διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στο παγκόσμιο ενεργειακό ισοζύγιο. Αυτές οι ευρείες ζώνες νεφοκάλυψης αντανακλούν το 30%-60% της εισερχόμενης μικρού μήκους κύματος ηλιακής ακτινοβολίας (Wood, 2012), σε αντίθεση με την υψηλή απορροφητικότητα των εκτεθειμένων ανοικτών ωκεάνιων υδάτων. Η ακριβής αναπαράσταση της δυναμικής των νεφών έχει παραμείνει μια αδυναμία των κλιματικών μοντέλων μεγάλης κλίμακας, με αποτέλεσμα αβεβαιότητες που προκύπτουν από τις παραμετροποιήσεις των διεργασιών των νεφών (Lin et al., 2014; Nam et al., 2012). Οι προκλήσεις αυτές εξακολουθούν να υφίστανται παρά τη σημαντική σημασία των νεφών στο ισοζύγιο ακτινοβολίας της Γης. Η σχετικά γρήγορη απόκριση των νεφών στις επιδράσεις του CO2 και στην άνοδο της θερμοκρασίας θα μπορούσε δυνητικά να οδηγήσει σε μεγάλες αλλαγές στην ακτινοβολία (Caballero & Huber, 2013).

Σχηματικό διάγραμμα που απεικονίζει τους μηχανισμούς κατάρρευσης του καταστρώματος νεφών stratocumulus και τις επακόλουθες συνέπειες στο καθαρό ισοζύγιο ενέργειας ακτινοβολίας

 

Μια πρόσφατη δημοσίευση πρότεινε ότι σε σενάρια υψηλών εκπομπών CO2 (1.200 ppm CO2-ισοδύναμα σε όρους ακτινοβολίας), μπορεί να εμφανιστεί μια κλιματική ανάδραση κατά την οποία τα στρώματα νεφών stratocumulus θα διαλυθούν, προκαλώντας ταχεία και σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας κατά 8°C σε παγκόσμιο επίπεδο (Schneider et al., 2019). Τα στρώματα νεφών Stratocumulus διατηρούνται από μηχανισμούς που καθοδηγούνται από τη θερμοκρασία και την υγρασία και οι οποίοι με τη σειρά τους επηρεάζονται από την ατμοσφαιρική ακτινοβολία και την επιφανειακή θερμοκρασία-θέρμανση. Έχει προταθεί ότι η διάσπαση των στρωμάτων νεφών Stratocumulus συμβαίνει όταν η προκαλούμενη από τα αέρια του θερμοκηπίου εξασθένηση της ψύξης της ακτινοβολίας στην κορυφή των νεφικών στρωμάτων αποσυνδέει τα στρώματα νεφών από την επιφανειακή παροχή υγρασίας τους, η οποία σε συνδυασμό με τις αυξημένες ροές θερμού, ξηρού αέρα κατά μήκος της θερμοκρασιακής αναστροφής στην κορυφή του οριακού στρώματος προκαλεί εξάτμιση και διάσπαση των καταστρωμάτων νεφών.

Αυτή η ανατροφοδότηση του κλίματος παραμένει μια αναδυόμενη θεωρία, η οποία παρουσιάζεται σε μόλις δύο ερευνητικές δημοσιεύσεις μέχρι σήμερα. Αυτή τη στιγμή της δημοσίευσης, ουσιαστικά καμία έρευνα δεν έχει διερευνήσει την υπόθεση αυτή υπό διαφορετικές συνθήκες μοντέλου. Οι βασικές αρχές των εμπλεκόμενων μηχανισμών, σύμφωνα με τις οποίες η εξασθενημένη ψύξη της ακτινοβολίας αποσυνδέει τα σύννεφα από τις εισροές υγρασίας, είναι καλά τεκμηριωμένες (Bretherton & Wyant, 1997), παρέχοντας κάποια θεωρητική βάση για την υπόθεση αυτή. Παρ' όλα αυτά, η σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας που θα συνοδεύει την εξάτμιση του καταστρώματος των νεφών stratocumulus δικαιολογεί την περαιτέρω ερευνητική προσοχή σε αυτό το δυνητικά απότομο στοιχείο καμπής.

Τα στρώματα νεφών πάνω από τον υποτροπικό ωκεανό διατηρούνται χάρη σε μια αυτοτροφοδοτούμενη ανατροφοδότηση, στην οποία η εκπομπή ακτινοβολίας μεγάλου μήκους κύματος από τις κορυφές των νεφών παίζει σημαντικό ρόλο (Σχήμα). Τα σύννεφα έχουν μεγάλη ικανότητα απορρόφησης της ακτινοβολίας μεγάλου μήκους κύματος σε σχέση με τον ελεύθερο αέρα. Κατά συνέπεια, η επανεκπομπή της ακτινοβολίας μεγάλου μήκους κύματος από τις κορυφές των νεφών ψύχει τις τράπεζες νεφών stratocumulus από πάνω, τροφοδοτώντας τη συναγωγική κυκλοφορία που τροφοδοτεί αυτούς τους σχηματισμούς νεφών με υγρασία από τον αέρα κοντά στην επιφάνεια του ωκεανού. Χρησιμοποιώντας μια προσομοίωση μεγάλων στροβίλων υψηλής ανάλυσης σε μια αντιπροσωπευτική καλοκαιρινή περιοχή των υποτροπικών ωκεανών, οι Schneider κ.ά. (2019) προσδιόρισαν ότι μια αρκετά υψηλή συγκέντρωση ατμοσφαιρικών αερίων του θερμοκηπίου θα μπορούσε να προκαλέσει ταχεία αποσύνθεση των στρωματοφόρων νεφοπλακών διαταράσσοντας αυτή την αυτοσυντηρούμενη ανατροφοδότηση, ενδεχομένως σε σύντομες χρονικές κλίμακες. Ωστόσο, οι συγγραφείς δεν μοντελοποίησαν άμεσα αυτόν τον μηχανισμό σε δράση σε παγκόσμια κλίμακα.

 Υπό τις σημερινές συνθήκες CO2 (420 ppm), τα στρώματα νεφών stratocumulus συντηρούνται από την ψύξη λόγω ακτινοβολίας μεγάλων κυμάτων στις ανώτατες εκτάσεις τους, η οποία κινεί την κυκλοφορία των συναγωγών που τροφοδοτεί το στρώμα νεφών με υγρασία από την επιφάνεια του ωκεανού. Οι αυξανόμενες συγκεντρώσεις αερίων του θερμοκηπίου (1.200 ppm) αυξάνουν την εισροή ακτινοβολίας μεγάλου μήκους κύματος στα σύννεφα stratocumulus από πάνω, μειώνοντας την ισχύ της ψύξης μεγάλου μήκους κύματος. Πέρα από ένα ορισμένο όριο των επιπέδων των αερίων του θερμοκηπίου (1.300 ppm), η ψύξη των μακρών κυμάτων εξασθενεί σε τέτοιο σημείο όπου τα στρώματα των νεφών αποκόπτονται από την επιφανειακή υγρασία, οδηγώντας στη διάλυσή τους και στην απότομη, οξεία θέρμανση της επιφάνειας από την αυξημένη απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας. Το σχήμα δημοσιεύθηκε αρχικά στο Schneider et al. (2019).

 

Πηγή δεδομένων:  https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021RG000757



[i] Οι Στρωματοσωρείτες έχουν χρώμα γκρίζο και υπόλευκο με ασαφή σκοτεινά τμήματα. Συνήθως αποτελούν μάζες κυλινδρικών νεφών με όψη κυλινδρικού φουσκωτού στρώματος. Εμφανίζονται σε γραμμές κατά ομάδες ή σε κύματα. Πολλές φορές μοιάζουν με τους σωρείτες λόγω των ανοδικών τους κινήσεων. Αυτά τα νέφη δεν παράγουν βροχή, αλλά καμιά φορά μετατρέπονται σε μελανοστρώματα που είναι πλέον σύννεφα βροχής. Επίσης όταν είναι πυκνά παρουσιάζουν ιριδισμούς όπως οι υψισωρείτες. Αποτελούνται κυρίως από υδροσταγονίδια και σπανιότερα από χιονοκόκκους και πολύ πολύ σπάνια από κρυστάλλους χιονιού.

Ετικέτες