Onzichtbare gaswolken verwarmen de Polen sneller dan we hadden voorspeld – Moeder Jones

Dit verhaal is oorspronkelijk gepubliceerd door Bedrade en wordt hier weergegeven als onderdeel van de Klimaatbureau samenwerking.

Als je had geleefd Als je zo’n 50 miljoen jaar geleden een reis naar de polen had gemaakt, zou je weelderige bossen en wezens als krokodillen hebben gevonden in plaats van kilometers dikke ijskappen. Dat 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. De niveaus van methaan, dat 80 keer zo krachtig is als planeetverwarmer als kooldioxide, waren bijzonder hoog, waardoor de temperatuur omhoog ging en planten en dieren naar de polen konden migreren – net zoals ze dat langzaam weer doen.

Methaan heeft de polen van het Eoceen mogelijk op een andere subtielere, fascinerende manier verwarmd: door een deken van onzichtbare wolken te creëren die warmte tegen het oppervlak hielden. Dat alleen al had de opwarming van de polen tijdens de koudste wintermaanden met 7 graden Celsius kunnen verhogen, volgens een artikel dat onlangs is gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen. “We weten dat wanneer methaan in de atmosfeer zit, het wordt geoxideerd en vervolgens waterdamp produceert”, zegt klimaatwetenschapper en hoofdauteur Deepashree Dutta, die nu aan de Universiteit van Cambridge werkt maar het onderzoek deed aan de Universiteit van New South Wales. . “Deze waterdamp reist vervolgens omhoog naar de stratosfeer en helpt bij het vormen van polaire stratosferische wolken”, of kortweg PSC’s.

Het Noordpoolgebied warmt momenteel vier keer sneller op dan de rest van de planeet, deels als gevolg van heftige 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 consequent de opwarming van de polen; De feitelijke waarnemingen van wetenschappers zijn vaak grimmiger dan wat modellen verwachten. En dit meningsverschil is zelfs nog groter voor vroegere klimaten zoals het Eoceen. PSC’s kunnen een ontbrekend stuk zijn dat verklaart waarom. Ze komen momenteel minder vaak voor in het Noordpoolgebied dan op Antarctica, maar nu de uitstoot van broeikasgassen toeneemt, vragen wetenschappers zich af of deze wolken in de toekomst vaker boven beide polen zullen voorkomen.

“Als we geen projecties hebben – die realistisch zijn – van de komende opwarming, dan zullen we ons begrip van hoe het systeem gaat veranderen waarschijnlijk helemaal verkeerd krijgen”, zegt ecoloog Isla Myers-Smith van de universiteit. van British Columbia en de Universiteit van Edinburgh, die het Noordpoolgebied bestudeert maar niet betrokken was bij het nieuwe onderzoek. “Door de recente opwarming van het noordpoolgebied zijn de waargenomen temperaturen nu veel hoger dan de modellen hebben voorspeld.”

Wolken zijn een belangrijke bron van onzekerheid in de klimaatwetenschap: in september suggereerde een onthulling over hoe bomen wolken zaaien in meer gematigde streken ook dat klimaatmodellen – van de pre-industriële wereld en van de toekomst – wellicht moeten worden aangepast. Maar wolken worden niet altijd meegenomen in simulaties. Modellen kunnen slechts een beperkt aantal details verwerken, gezien de beperkingen van de rekenkracht.

In het Noordpoolgebied en Antarctica verschijnen PSC’s ergens tussen de 15 en 25 kilometer (9,3 en 15,5 mijl) aan de hemel tijdens koude winteromstandigheden. Ze zijn meestal onzichtbaar, maar ze kunnen wel worden waargenomen als de zon precies in de juiste hoek staat. In deze gevallen staan ​​ze bekend als parelmoerwolken, vanwege hun wilde kleur: wervelingen van paars, groenblauw en geel. Net als hoge bewolking elders vormen ze een isolerende laag over de polen, waardoor snelle temperatuurdalingen worden voorkomen.

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 betekende lagere landhoogten. Dat leidde tot de proliferatie van drukgolven in de atmosfeer, waardoor meer energie naar de tropen werd afgebogen. Er bereikte minder energie de Arctische stratosfeer, waardoor deze afkoelde en een deken van PSC’s vormde. De zaken op het land werden… zwoel.

Gelukkig heeft de continentale verschuiving in de afgelopen 50 miljoen jaar de topografie en de atmosferische circulatie zodanig veranderd dat deze deken dunner wordt. Hoewel PSC’s nog steeds warmte vormen en vasthouden, zijn ze niet zo overvloedig als voorheen. Maar de zaken kunnen weer opwarmen: als de mensheid methaan in de atmosfeer blijft spuiten, kan dat de stratosferische waterdamp opleveren die nodig is om meer van deze onzichtbare wolken te vormen. “Ik moet heel duidelijk zijn: de omvang van de PSC’s zal niet zo hoog zijn als in het Eoceen”, zegt Dutta. “En dat is waarschijnlijk het goede nieuws voor ons.”

Een beter begrip van wolken zal van het allergrootste belang zijn nu de polen zich snel blijven transformeren. “De intensiteit van de feedback waarbij wolken betrokken zijn, blijft die met de grootste onzekerheden”, zegt atmosferisch chemicus Sophie Szopa, die het Eoceenklimaat heeft bestudeerd aan het Franse Laboratorium voor de Wetenschappen van Klimaat en Milieu, maar niet betrokken was 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 komende eeuw te begrijpen.”

Door te leren hoe de stratosfeer van het Eoceen het klimaat beïnvloedde, zullen wetenschappers een beter inzicht krijgen in wat ze vervolgens kunnen verwachten. “In principe bieden deze klimaten uit het verleden ons een proeftuin om onze modellen te testen”, zegt Dutta. Poolwetenschappers kunnen dan de potentiële opwarming van natuurlijke schommelingen in het klimaat op aarde onderscheiden van de bijdrage van de gasuitstoot van onze beschaving.

Verbeterde modellen kunnen ook helpen voorspellen hoe de ecosystemen in het Noordpoolgebied zullen blijven transformeren. De regio wordt bijvoorbeeld groener, omdat door hogere temperaturen plantensoorten zich naar het noorden kunnen verspreiden. Dat 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. Dat zou het ontdooien van de permafrost in het Noordpoolgebied kunnen versnellen, waarbij zowel kooldioxide als methaan vrijkomen – nog een feedbackcyclus die het klimaat opwarmt.

Net als de rest van de wereld was het Noordpoolgebied deze zomer extreem heet. Op haar onderzoekslocatie herinnert Myers-Smith zich temperaturen die 77 graden Fahrenheit bereikten. “Dat had ik op de locatie nog nooit meegemaakt”, zegt ze. Het is nog meer 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 dat je redelijk goed begrijpt hoe dingen gaan”, zegt ze, “kan je nog steeds verrast worden.”