sobota, 25 września 2021

Chmury wpływają na stan arktycznego lodu morskiego

Zimy, a szerzej mówiąc noce polarne w Arktyce, w ciągu ostatnich 5 lat charakteryzowały się spowolnionym procesem zamarzania powierzchni Oceanu Arktycznego. Często też dochodziło do gwałtownego wycofywania się lodu morskiego w czasie nocy polarnych i wzrostu temperatur powyżej zera. Jest to w dużej mierze związane z meandrującym prądem strumieniowym. Jednak ostatnie zimy pokazują, że duża jest w tym rola zachmurzenia. Ostatnie badania pokazują, że chmury mają ewidentny wpływ na tempo zamarzania powierzchni Oceanu Arktycznego i tworzenia się lodu.

Treść naukowej i potwierdzonej już tezy brzmi następująco: chmury mają wpływ na lód morski Arktyki i panujące tam temperatury, a na ich ilość wpływa zakres topnienia pokrywy lodowej. Ocean się nagrzewa, więc jego powierzchnia staje się w końcu cieplejsza od powietrza nad nim. To sprzyja tworzenia się układów niskiego ciśnienia, tym samym chmur. Zmiany są widoczne już nawet na samum początku lata, gdy licznie powstają w czapie polarnej połynie, czy przerwy między powstająca krą lodową. Proces nasila się w miarę dalszego topnienia lodu - znika lód, więc ciepło znajdujące się w wodzie uwalnia się do atmosfery, co sprzyja dalszemu tworzenia się chmur. Działa to na takiej samej zasadzie jak w przypadku pokrywki garnka wypełnionego gorącą wodą.

Latem chmury stanowią czynnik hamujący topnienie lodu, gdyż zatrzymują promienie słoneczne przez co nie rosną, a wręcz spadają temperatury. Znika energia potrzebna do nagrzewania się powierzchni Oceanu Arktycznego oraz dla topnienia powierzchni lodu. Dlatego w ostatnich latach obserwuje się dosyć powolny proces topnienia lodu i brak nowego rekordu wrześniowego minimum. Ten rok jest ewidentnym tego przykładem. W trakcie nocy polarnej rola się odwraca. Koc chmur hamuje zamarzanie, bo chmury zatrzymują ciepło i wilgoć, które dostały się do atmosfery. To spowalnia zamarzanie. Do tego dochodzi też fakt, że ocean zamarzając w październiku, oddaje do atmosfery kolejne ilości ciepła i wilgoci. Jeśli zamarzanie jest szybkie, to oczywiście dużo ciepła do atmosfery się nie dostanie. Ale potem ewentualne powstawanie połyń w czapie polanej z powodu zimowych sztormów proces oddawania ciepła podtrzymuje.

Wizualizacja pokazująca reakcje chmur przed, w trakcie i po otwarciu dużej dziury otoczonej lodem morskim, znanej jako połynia. Widoczny jest efekt izolacyjny lodu morskiego, ponieważ otwarcie połynii ułatwia wymianę ciepła (czerwona strzałka) i wilgoci (żółta strzałka). Ciepło emitowane przez chmury (fioletowa strzałka) nad przeręblem lodowym pomaga utrzymać go otwartym i pozostaje po tym, jak nowy lód morski zamknie przerębel.

Niedawno zbadany został przy użyciu satelitów obszar nad Morzem Baffina, między Grenlandią a Kanadą. Za pomocą czujników znajdujących się na satelitach można było przeanalizować ewolucję chmur w pionie na niższych i wyższych poziomach atmosfery. Podejście to pozwoliło naukowcom dokładniej dostrzec, jak formowanie się chmur zmieniało się w pobliżu powierzchni oceanu nad połynią i otaczającym ją lodem morskim, wyjaśniła Emily Monroe, badaczka atmosfery z Langley Research Center NASA w Hampton w Wirginii, która kierowała badaniami. "Zamiast polegać na wynikach modeli i reanalizach meteorologicznych, aby przetestować naszą hipotezę, jesteśmy w stanie uzyskać niemal natychmiastowe dane ze skanowania satelitarnego z obszaru w pobliżu połyni", powiedziała Monroe. "Ponieważ każdy skan jest zbierany w skali czasowej rzędu około 10 sekund, jest bardziej prawdopodobne, że połynia i pobliski lód doświadczają tych samych wielkoskalowych warunków pogodowych, więc możemy dokładniej rozdzielić, jaki wpływ ma zmiana z powierzchni lodu na powierzchnię wody na leżące nad nią chmury".

Lód morski działa jak pokrywka na garnku z wrzącą wodą, wyjaśnia Linette Boisvert, badaczka zajmująca się lodem morskim w instytucie Goddard Space Flight Center NASA, która brała udział w badaniu. Kiedy pokrywka jest zdjęta, ciepło i para wodna ulatniają się do powietrza. "Dostajemy więcej ciepła i wilgoci z oceanu do atmosfery, ponieważ lód morski działa jak czapka lub bariera między stosunkowo ciepłą powierzchnią oceanu a zimną i suchą atmosferą powyżej", powiedziała Boisvert. "To ocieplenie i nawilżenie atmosfery spowalnia pionowy wzrost lodu morskiego, co oznacza, że nie będzie on tak gruby, więc jest bardziej podatny na topnienie w miesiącach letnich".

Cienka pokrywa lodowa staje się podatna na działanie wiatru w trakcie nocy polarnej. Licznie więc powstają połynie, czy szerzej mówiąc wszelkiej maści wyrwy w lodzie. Mamy teraz następną noc polarną, po tym jak osiągnięte zostało wrześniowe minimum. Choć oczywiście jest za wrześnie, to i tak widać pierwsze problemy z zamarzaniem powierzchni Oceanu Arktycznego. Nowe badania pokazują też, że nisko zawieszone chmury nad obszarem bez lodu, jakimi są połynie emitują więcej energii cieplnej niż chmury nad pakiem lodowym. Chmury powstające na skutek ubytków w lodzie mają w sobie cztery razy więcej wody niż chmury nad litym pakiem lodowym. Zwiększone zachmurzenie i ciepło pod chmurami utrzymywało się przez około tydzień po każdym ponownym zamarznięciu połyni w okresie objętym badaniami. Zamarznięcie powierzchni, zniknięcie połyń nie oznacza zaniku wilgoci i ciepła. "Nawet jeśli źródła wilgoci zasadniczo zniknęły, ten efekt dodatkowych chmur i zwiększonego efektu radiacyjnego chmur do powierzchni pozostaje przez pewien czas po tym, jak połynia zamarza", powiedziała Boisvert. 

Na podstawie: Phys.org, NASA satellites show how clouds respond to Arctic sea ice change


17 komentarzy:

  1. Znalazłem ciekawy artykuł dzisiaj jak zorza polarna ogrzewa Jowisz. Poniżej jest strona internetowa. Zorze na Jowiszu mogą generować fale ciepła. Urania

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Oby ci Janie ta zorza z Jowisza nie osmoliła brody i wąsów.

      Usuń
  2. Haha, brawo za merytoryczny argument. Bo przecież nie ma co odnisić sie do meritum. Wystatczy ośmieszyć. Jakże często stosowana jest ta metoda.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Jan i meritum? Bredzisz.

      Usuń
    2. Podałem panu w stronę internetową zorza polarna na Jowiszu napisali naukowcy przeczytaj pan rozumnie. O zapomniałem dodać brakuje CO2 artykule

      Usuń
    3. Panie Hubercie po słońcu widzę w ciągu kilku dni zasięg lodu morskiego powinien rosnąć. Tylko sprawdzam swoją teorię

      Usuń
    4. kolejna rzeczowa argumentacja tym razem od Puncore - brawo

      Usuń
  3. To ja mam pytanie, czy można na podstawie wrześniowego minimum i informacji o wpływie zachmurzenia na lód w Arktyce pokusić się o prognozę zimy? Czy będzie mroźna, śnieżna, czy może łagodna?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Póki co takiej korelacji nie znaleziono. Zwłaszcza, że zima to najbardziej nieprzewidywalna pora roku, cechuje się ona największym rozstrzalem po między temperatura maksymalna a minimalna. To jak to potrafi być ona nieprzewidywalna pokazałby chociaż luty tego roku, który zaczął się bardzo mroźno bo od temperatury -15/-20 a w ostatnim tygodniu było też 15/20 stopni ale na plusie. Po za tym łagodne czy paskudne to pojęcia mocno subiektywne, np dużo osób twierdzi że zima 2021 była mroźna podczas gdy jako całokształt wypadła ciepło i można ją uznać za lagodna.

      Usuń
  4. Pytanie retoryczne - wiadomo. Dlatego uważam że GO to nowa religia, ponieważ nasze przewidywania co do przyszłości oparte są na wierze, że będzie jak w przeszłości. Nie mamy pojęcia o większości procesów i jaki one mają wpływ na klimat. A GO to narracja mająca na celu wprowadzenie transformacji energetycznej. I teraz tylko pytanie kto to ustalał, a następnie dowiemy się kto na tym zarobi a kto straci. Reszta to narracja. Zmienię zdanie, jeśli ktoś obliczy jak będzie się klimat zmieniał i to się sprawdzi. Bo na chwilę obecnie potrafimy tylko ekstrapolować na podstawie obserwacji z przeszłości. Do tego nie potrzebna żadna wiedza.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Projekcji dokonuje się na podstawie zasad termodynamiki i transferu radiacyjnego, a nie ekstrapolacji przeszłych trendów.

      Usuń
    2. czyli na podstawie na podstawie zasad termodynamiki i transferu radiacyjnego jesteśmy w stanie określić wszystkie zmienne mające wpływ na klimat?

      Usuń
    3. Wszystkich nie. Jednak żeby oszacować przyszłe zmiany klimatu nie jest to potrzebne. Dlatego predykcje odnośnie klimatu są zawsze obarczone tolerancyjnym zakresem błędu. Dam najprostszy przykład, mówi się, że obecna dekada 2021-30 będzie cieplejsza od dekady 2011-20 w zakresie od 0,1K do 0,5K ile będzie naprawdę ? Tego dokładnie nie wiadomo, ale raczej nie będzie cieplejsza o 1K tak samo jak nie będzie cieplejsza o 0,05K. Po prostu ocieplenie powinno zmieścić się gdzieś w tym zakresie. Oczywiście najbliżej prawdy jest w tym wypadku wartość środkowa, bo średnio ociepla się gdzieś 0,2K na dekadę, aczkolwiek trzeba pamiętać, że ocieplenie klimatu nie jest funkcją liniową, tylko pewnym trendem na który nakłada się tzw. szum Gaussowski, który utrudnia spostrzeżenia zachodzących zmian. Na czynniki antropogeniczne nakładają się czynniki naturalne, które mogą krótkookresowo (10-15 lat) zamaskować antropogeniczne globalne ocieplenie przez co na wykresie zobaczymy stagnację, mieliśmy coś podobnego w okresie 1998-2012 mimo wszystko trend został jak najbardziej zachowany. Gdyby wybuchł wulkan pokroju Tambory to też na jakąś dekadę by to zahamowało zmiany klimatu, jednak po tej dekadzie kiedy atmosfera całkowicie oczyści się z tego pyłu wulkanicznego to wzrost temperatury odbije z nawiązką.

      Usuń
  5. na stronie www.davidrumsey.com jest dużo starych map. W tym mapa Arktyki z 1582 roku czy całego globu z 1790. I co z nich wynika? A to że ówczesni miekszańcy znali dokładnie linie brzegową wszystkich lądów wokół Arktyki. Zatem lądy te były wolne od lodu w lato tak jak teraz i to była norma. A nie jak się mówi, że normą zlodzenia Arktyki to jest stan z lat 70. Kiedy nie widać z uwagi na lód przez cały rok linii brzegowej Kanady czy Morza Karskiego :)

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Lód nie przeszkadza w zaznajomieniu się z linia brzegową. On nie ma 50 m grubości aby zaburzyć te pomiary. A co do ma to mam mapy z lat 30-tych XX wieku wraz z zasięgiem lodu stałego. Robi wrażenie 🙂

      Usuń
    2. w XVI wieku nikt nie spacerował wzdłuż wybrzeża Morza Karskiego czy Ameryki Północnej aby poznać jej zamarzniętą linie brzegową Oceanku :) Podpowiem oni to zrobili galeonami pływając bo ciepłych wolnych od lodu morzach Oceanu Arktycznego

      Usuń
  6. Stare mapy z Arktyki 1934, 1936, 1937. Arktyce pływali w sierpniu nie podane który dzień tego lodu zaznaczone na mapie jest bardzo mało, 12 roku było więcej tego lodu latach 34 36 37 20 wieku . Napisz pan www stare mapy z Arktyki i Antarktydy , dodam Antarktydzie też było mało lodu

    OdpowiedzUsuń