Een van de grootste mysteries van klimaatverandering wordt eindelijk opgelost

Maar de afgelopen jaren zijn wetenschappers begonnen te bepalen hoe wolken hun vorm en positie zullen veranderen in de snel opwarmende wereld. Het resultaat is goed nieuws voor de wetenschap, maar minder goed nieuws voor de mensheid.

“We hebben bewijs gevonden van het versterkte effect van wolken op de opwarming van de aarde”, zegt Paolo Seppi, een klimatoloog aan het Imperial College London.

Wetenschappers weten al lang dat wolken twee grote invloeden hebben op het mondiale klimaat. Ten eerste zijn wolken reflecterend: hun witte oppervlakken weerkaatsen zonlicht weg van de grond, waardoor een verkoelend effect ontstaat. (Als de planeet plotseling verstoken zou zijn van deze dunne paraplu’s, zou de planeet ca Vijf keer zo heet Zelfs van de meest rampzalige voorspellingen van de opwarming van de aarde.) Maar wolken creëren ook een opwarmend effect – bepaalde soorten wolken bufferen de straling van de aarde, waardoor de planeet warm blijft, net zoals koolstofdioxide wordt uitgestoten door de verbranding van fossiele brandstoffen.

Het sterkste effect hangt af van het type wolk. Cirruswolken – de vage, hoge wolken die op relatief heldere dagen zichtbaar zijn in de verre atmosfeer – absorberen en vangen meer straling op, waardoor de aarde wordt opgewarmd. Stratus- of stratocumuluswolken – de dikke, pluizige wolken die vaak op bewolkte dagen boven de oceaan zweven – weerkaatsen meer zonlicht, waardoor de aarde afkoelt.

Hoe deze twee factoren precies in evenwicht zullen zijn als de wereld opwarmt, is onzeker. Dit komt vooral omdat, hoewel wolken er gigantisch kunnen uitzien – als je er doorheen vliegt in een vliegtuig of ze vanaf de grond bekijkt – ze zich op microscopische schaal vormen, wanneer waterdamp condenseert rond een stofdeeltje of druppel. Hierdoor is grote, standaard klimaatmodellering in principe onmogelijk. (Wolken vormen zich op micrometerniveau, terwijl de modellen die de meeste klimaatwetenschappers gebruiken de aardbol met honderden in massa’s verdelen kilometer breed.)

“We vinden het heel moeilijk om met enige nauwkeurigheid te simuleren hoe wolken zich in de echte wereld gedragen”, zegt Timothy Myers, een atmosferische wetenschapper aan de Universiteit van Colorado, Boulder.

Maar de laatste jaren hebben wetenschappers steeds meer duidelijkheid gekregen over wat er zal gebeuren – en wat er al gebeurt – met wolken als de planeet opwarmt.

Ten eerste wordt verwacht dat cirruswolken die de straling van de aarde vasthouden, hoger de atmosfeer in zullen trekken, naar gebieden met lagere temperaturen. Dankzij de complexe relatie tussen wolken en de straling van de aarde, zal dit de hoeveelheid straling vergroten die cirruswolken in de atmosfeer vasthouden. “Als je omhoog gaat, neemt het broeikaseffect of het opwarmingseffect op de aarde toe,” zei Myers.

Deze bevinding is al bijna een decennium bekend en suggereert dat dit kan gebeuren overdrijven, vergroten, overdrijven Opwarming van de aarde. Maar de afgelopen jaren hebben onderzoekers ook ontdekt dat het aantal stratosferische lagen, of cumulonimbuswolken, naar verwachting zal afnemen naarmate de temperatuur van de planeet blijft stijgen. Een studieIn het tijdschrift Nature Climate Change heb ik satellietwaarnemingen gebruikt om te ontdekken hoe wolkenvorming wordt beïnvloed door oceaantemperaturen, windsnelheid, vochtigheid en andere factoren – en vervolgens geanalyseerd hoe die factoren zouden veranderen als de wereld opwarmt.

“We concludeerden dat als de oceaan opwarmt, lage wolken boven de oceanen de neiging hebben om te verdwijnen”, zegt Myers, een van de auteurs van het onderzoek. Dit betekent dat er minder wolken zijn die zonlicht weerkaatsen en de aarde afkoelen – en de verandering in lage wolken zou ook de opwarming van de aarde versterken.

anders papier, in Proceedings of the National Academy of Sciences, vond een soortgelijk resultaat, ook met behulp van observatietechnieken. Onderzoek op basis van modellen met hoge resolutie – die beter in staat zijn om wolkenvorming te modelleren dan grootschalige algemene klimaatmodellen – concludeert dat wolken eerder de opwarming van de aarde versterken.

Onderzoekers beginnen ook te begrijpen hoe wolken worden beïnvloed door sommige veranderingen die verder gaan dan opwarming, zoals de vermindering van synthetische aerosolen in de atmosfeer. Wolken vormen zich rond deeltjes die in de atmosfeer zweven, zoals aerosolen; Daarom is het mogelijk dat lage bewolking verder zou zijn afgenomen als er geen luchtverontreiniging was veroorzaakt door menselijke activiteit. Volgens een ander studie Vorige maand vrijgegeven in de Proceedings van de National Academy of Sciences, stimuleerde de sulfaatnevel de vorming van wolken, waardoor een deel van de opwarming van de aarde die al heeft plaatsgevonden, wordt gemaskeerd. “Het is mogelijk dat we, terwijl we luchtvervuiling opruimen, de opwarming van de aarde ontmaskeren”, zegt Casey Wall, een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Oslo.

Alles bij elkaar hielpen deze nieuwe bevindingen wetenschappers zich te concentreren op hoeveel de planeet zou opwarmen als de uitstoot van kooldioxide in de atmosfeer zou verdubbelen ten opzichte van pre-industriële tijden. (Vóór de industriële revolutie was de concentratie van koolstofdioxide ongeveer 280 delen per miljoen, of delen per miljoen; het heeft nu 412 delen per miljoen bereikt en stijgt nog steeds.) 1,5 en 4 graden Celsius – een bereik dat zich uitstrekt “op een nog steeds bewoonbare planeet” tot “opwarmingsniveaus nabij het einde van de wereld”.

Veel van deze onzekerheid kwam voort uit de kwestie van wolken. Omdat wolken al zo’n grote invloed hebben op het klimaat op aarde, kunnen zelfs kleine veranderingen in wolken als de wereld opwarmt grote gevolgen hebben voor toekomstige temperatuurveranderingen.

Nieuw wolkenonderzoek geeft aan dat lagere schattingen van de opwarming hoogst onwaarschijnlijk zijn. In plaats daarvan schatten recente onderzoeksdocumenten dat een kooldioxidegehalte van 560 delen per miljoen de temperatuur waarschijnlijk met minstens 3 of 3,5 graden zou doen stijgen.

Dit betekent niet dat de wereld zeker 3 graden opwarming zal bereiken – als landen blijven overschakelen op schone energie, zou de koolstofdioxide in de atmosfeer zich kunnen stabiliseren op een niveau dat ver onder de 560 delen per miljoen ligt. Maar dit betekent dat zelfs de meest optimistische schattingen van hoe de opwarming zal plaatsvinden van tafel zijn gehaald.

Abonneer u om het laatste nieuws over klimaatverandering, energie en het milieu te ontvangen, elke donderdag bezorgd