Gwałtowne globalne ochłodzenie na Ziemi postępuje w stratosferze

Temat globalnego ocieplenia i związanych z tym zmian klimatycznych jest podejmowany w szerokim zakresie, ale pamiętajmy, że ocieplenie dotyczy wzrostu temperatur na lądzie oraz w oceanach, a także w troposferze, czyli warstwie atmosfery w której żyjemy.

Co ciekawe, wzrost temperatury nie obejmuje całego profilu atmosfery. Od lat obserwuje się gwałtowne globalne ochłodzenie na Ziemi postępujące w stratosferze.

Stratosfera - warstwa atmosfery, która na średnich szerokościach geograficznych znajduje się na wysokości, od około 10, do 50 km

Badania satelitarne wskazują na systematyczny spadek temperatury w wyższych warstwach atmosfery. Dane pochodzące z czujników pracujących w zakresie długo oraz mikrofalowym dostarczają informacji o temperaturze powietrza, od powierzchni Ziemi aż do górnej stratosfery.

-Wyniki badań opublikowane przez Randel i innych w 2017 roku ukazują, że ochładzanie stratosfery jest znacząco szybsze niż ogrzewanie troposfery. Ujemny trend przekracza nawet wartość 0,5 st. C. na dekadę.

Przyczyną tego stanu rzeczy są zmiany w koncentracji ozonu, pary wodnej, dwutlenku węgla, koncentracji pyłu wulkanicznego oraz zmiany aktywności słonecznej. Redukcja ozonu, obserwowana głównie do końca lat 90-tych, spowodowała ochładzanie ze względu na fakt, że mniej promieniowania UV było absorbowane w stratosferze. Obecnie ilość ozonu nieznacznie się zwiększa, a temperatura mimo tego obniża się. Jest to głównie związane z rosnąca koncentracją dwutlenku węgla. Gazy cieplarniany takie jak dwutlenek węgla i para wodna kompensują ogrzewanie powietrza przez cząsteczki ozonu. Odbywa się to na drodze wypromieniowania energii w zakresie długofalowym. Wzrost koncentracji CO2 w atmosferze powoduje silniejsze wychładzanie stratosfery oraz słabsze grzanie w troposferze- wyjaśnia współpracujący z naszą redakcją dr hab. Krzysztof Markowicz.

-Wyniki symulacji numerycznej równowagi radiacyjnej w stratosferze oraz radiacyjno-konwekcyjnej w troposferze dla dwóch poziomów CO2: 360 oraz 720 ppm pokazują, że temperatura w górnej stratosferze, będzie o ok 5 st. C. niższa przy podwojonej koncentracji CO2.

Przy powierzchni ziemi zmiany temperatury powietrza są około 3 razy mniejsze. Dane satelitarne z górnej stratosfery ukazują jeszcze jeden ciekawy efekt, a mianowicie oscylacje w okresie około 10 lat, które odpowiadają zmieniającej się aktywności słonecznej. W stratosferze energia pochodzi głównie z absorpcji fotonów w zakresie UV. Badania pokazują, że w głębokim UV, zmiany ilości energii docierającej od Słońca pomiędzy okresem minimalnej i maksymalnej aktywności sięgają 100%. Tym samym wpływ Słońca na temperaturę tych warstw atmosfery jest znacznie silniejszy niż dolnych warstw troposfery. Całkowity strumień promieniowania słonecznego zmienia się jedynie w zakresie 1-2 W/m2, co przekłada się na znacznie mniejsze zmiany temperatury powietrza dolnych warstw atmosfery, gdzie promieniowanie to jest absorbowane przez powierzchnie Ziemi- kontynuuje Krzysztof Markowicz.

-Jest też jeszcze jedna dość istotna różnica klimatyczna pomiędzy stratosferą a troposferą. W stratosferze występuje głównie równowaga radiacyjna , która ustala się w stosunkowo krótkim czasie (kilku miesięcy). W dolnej troposferze odpowiedź systemu klimatycznego, ze względu na oceany i procesy mieszania w nim i w atmosferze, jest dłuższa. Z tego powodu stosunkowo niewielkie wymuszenie radiacyjne związane ze zmianą aktywności słonecznej w cyklu 11 letnim jest silnie tłumione ze względu na dłuższą skalę czasową odpowiedzi systemu klimatycznego. Jest to analogia do klasycznego wymuszania ruchu wahadła przez zewnętrzna silę, której częstotliwość jest znacząca inna niż częstotliwość drgań własnych- dodaje Markowicz.

DobraPogoda24, dr hab. Krzysztof Markowicz