Felhők: A természet klímamoderátorai

A felhők bolygónk éghajlati rendszerének mindenütt jelenlévő, de gyakran figyelmen kívül hagyott elemei. A felhők éghajlatra gyakorolt hatása mára már egyértelművé vált, tehát kulcsszerepük van az éghajlat szabályozásában. A hőmérséklet szabályozó képességük, a lehűlés és a felmelegedés dinamikus kölcsönhatása nagyban befolyásolja bolygónk éghajlatának kényes egyensúlyát.

Napjaink éghajlatkutatásának egyik legkritikusabb kérdése az, hogy miként változnak a globális felhők melegebb környezetben. A légkör fizikai mechanizmusai mérsékelhetik vagy felgyorsíthatják az üvegházhatású gázok miatti felmelegedést. Annak ellenére, hogy az éghajlati előrejelzések egyre pontosabbak, a felhők szerepével kapcsolatos bizonytalanság továbbra is fennáll. Ez azt jelenti, hogy a tudósok még mindig nem tudják pontosan meghatározni, mennyivel fog emelkedni a Föld átlaghőmérséklete a CO₂ légköri koncentrációjának növekedésével. A Marylandi Egyetem és a NASA új tanulmánya ennek a bizonytalanságnak a csökkentésére törekszik a felhőzet hosszú távú tendenciáinak modellezésével.

Kettős szerep: A felhők éghajlatra gyakorolt hatása

A felhők szerves részét képezik a Föld vízkörforgásának, létfontosságú kapcsolatot alkotva a csapadék, az óceánok, a tavak és a földi élet között. Hidrológiai jelentőségükön túl a felhők egy összetett mechanizmuson keresztül kulcsszerepet játszanak a Föld hőmérsékletének szabályozásában.

A felhők létfontosságú szerepet töltenek be éghajlatunkban azáltal, hogy szabályozzák a felszínre jutó napenergia mennyiségét, valamint a Föld űrbe visszasugárzott energiájának mennyiségét. Minél több energiát zár be a bolygó, annál melegebb lesz az éghajlatunk. Ha kevesebb energiát gyűjtenek össze, az éghajlat hűvösebb lesz. Ennek az energiamérlegnek a megértése alapvető fontosságú az éghajlatváltozás által feltett kérdések megválaszolásához.

Hűtő hatás

A felhők képesek blokkolni a napfényt. A sűrű, alacsonyan fekvő felhők gyakran óriási napernyőként viselkednek, és a napsugárzás jelentős részét visszaverik az űrbe. Ez az albedónak nevezett visszaverődési folyamat hozzájárul a felszíni hőmérséklet csökkentéséhez. Bárki, aki már keresett menedéket a nap elől egy felhős égbolt alatt, saját bőrén tapasztalhatta ezt az azonnali hűtő hatást.

Melegítő hatás

A felhők melegítő hatással is rendelkeznek. Megfoghatják a Föld felszínéről kibocsátott hőt, megakadályozva, hogy az a világűrbe távozzon. Ez különösen éjjel érezhető, amikor a napfény hiánya ideális esetben hűvösebb hőmérsékletet eredményezne. A felhők szigetelőtakaróként viselkednek, visszatartva a napközben felgyülemlett hőt. A felhőknek ez a kettős természete a hőmérséklet szabályozásában megmutatja a felhők összetettségét, és kiemeli fontosságukat az éghajlati dinamikában.

A magasság is számít

A felhők nettó hatása a Föld éghajlatára – vagyis hogy túlnyomórészt lehűtik vagy felmelegítik-e a bolygót – nagymértékben függ a magasságuktól. A Föld felszínéhez közeli felhők, jellemzően egy mérföldön belül, erősebb hűtő hatással bírnak. Ezek az alacsonyabban fekvő felhők általában sűrűbbek, és több napsugárzást vernek vissza, ami segít a felszín lehűlésében.

Ezzel szemben a légkörben magasabban található felhők inkább melegítő hatásúak. Ezek a magasan fekvő felhők általában vékonyabbak és ritkásabbak, így átengednek némi napsugárzást, miközben hatékonyan megkötik a hőt. Ez a csapdába esett hő a Föld felszínének felmelegedéséhez vezet, hozzájárulva a hőmérséklet általános emelkedéséhez.

A felhők éghajlatra gyakorolt hatása kapcsán készült tanulmány választ szolgáltathat

Az alacsony magasságú gomolyfelhők tehát létfontosságú szerepet játszanak a napfénynek az űrbe való visszaverésében, ezáltal hűsítő hatást gyakorolnak a bolygóra. Ez a korábban már említett albedó tulajdonság azt jelenti, hogy ha ezek a felhők a felmelegedés hatására növekednek, akkor hozzájárulhatnak a globális felmelegedés ütemének lassításához. Ha viszont az üvegházhatású gázok szintjének növekedésével ezek a felhők eloszlanak, a Föld gyorsabban melegedhet, mint ahogy azt a jelenlegi modellek előre jelzik.

Ezt a visszacsatolási mechanizmust különösen nehéz mérni és pontosan szimulálni az éghajlati modellekben. Ha ezek a felhők a jövőben csökkennek, akkor a globális felmelegedés felgyorsulhat.

E kihívás megoldása érdekében a kutatók összeállítottak egy adatsort, amely a felhők által visszavert napfény mennyiségét, más néven a felhők albedóját követi nyomon, és összehasonlították ezt a nyilvántartást 47 éghajlati modell eredményével. Ezeket a modelleket történelmi üzemmódban futtatták, a műholdas adatokkal azonos időszakot szimulálva, hogy átfogó képet kapjanak a felhők időbeli viselkedéséről.

A felhők éghajlatra gyakorolt hatása kapcsán készült tanulmány lényege

A tanulmányban különösen a Dél-Amerika, Kalifornia és Namíbia partjainál lévő tengeri rétegfelhőzeteket vizsgálták. Ezek a kiterjedt magas albedójú felhőképződmények jelentős mennyiségű napsugárzást vernek vissza, és hozzájárulnak a Föld hűtéséhez. A felhőalbedó részletes nyilvántartásának összeállításával és az éghajlati modellekkel való összehasonlításával a tudósok jobban meg tudják jósolni, hogyan fognak viselkedni a felhők egy melegedő világban. Ez a tudás létfontosságú az éghajlati modellek javításához és a jövőbeli éghajlati viszonyok pontosabb előrejelzéséhez.

A Föld éghajlatának további felmelegedésével a felhők éghajlatra gyakorolt hatása még kritikusabbá válik. Az emelkedő hőmérséklet megváltoztathatja a felhők kialakulását, eloszlását és tulajdonságait, ami hatással lehet a felhők éghajlatot mérséklő képességére. E változások megértése elengedhetetlen a pontos éghajlati modellezéshez és előrejelzéshez.