2月 1, 2023

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気候変動の最大の謎の1つがついに解決されました

サスペンション

10 年以上にわたり、地球が気温上昇にどのように反応するかについての最大の科学的不確実性は、海や樹木がどれだけの二酸化炭素を吸収するかということではありませんでした。 代わりに、それは雲から来ます。

空気中に浮遊する繊細で不気味な水滴の塊は、しばらくの間、気候科学者とモデラーを困惑させてきました。 科学者たちは、雲が気温の上昇にどのように反応するかによって、世界が少し暖かくなったり、少し寒くなったりすることを長い間知っていました. 彼らはそれをまったく知りませんでした。

しかしここ数年、急速に温暖化が進む世界で雲の形や位置がどのように変化するかを科学者たちが解明し始めました。 この結果は科学にとっては朗報ですが、人類にとってはそれほど朗報ではありません。

インペリアル・カレッジ・ロンドンの気候学者であるパオロ・セッピ氏は、「地球温暖化に対する雲の影響が増幅されているという証拠を発見しました。

科学者たちは、雲が地球の気候に 2 つの主要な影響を与えることを長い間知っていました。 まず、雲には反射性があります。雲の白い表面が太陽光を地面から反射し、冷却効果を生み出します。 (惑星が突然これらの薄い傘を欠いていた場合、惑星は約 5倍暑い 最も悲惨な地球温暖化の予測からでも。)しかし、雲は温暖化効果も生み出します。特定の種類の雲は地球の放射線を緩衝し、化石燃料の燃焼から二酸化炭素が放出されるのと同じくらい地球を暖かく保ちます。

最も強い効果は、雲の種類によって異なります。 巻雲 — 比較的晴れた日に遠くの大気に見えるかすかな高い雲 — は、より多くの放射線を吸収して閉じ込め、地球を暖めます。 層雲または成層積雲 – 曇りの日に海の上に浮かぶことが多いふっくらとしたふわふわの雲 – は、より多くの太陽光を反射し、地球を冷やします.

世界が温暖化するにつれて、これら2つの要因がどのように均衡するかは正確にはわかりません. これは主に、飛行機で雲を通過したり、地上から見たりすると、雲が巨大に見えることがありますが、水蒸気がほこりの粒子や液滴の周りに凝縮するときに、雲が微視的なスケールで形成されるためです。 その結果、大規模で標準的な気候モデリングは基本的に不可能です。 (雲はマイクロメートル レベルで形成されますが、ほとんどの気候科学者が使用するモデルは、地球を数百単位の質量に分割します キロ幅メートル。)

カリフォルニア州ローレンス・リバモア国立研究所のポスドク研究員であるティモシー・マイヤーズ氏は、「雲の動きを実際の精度でシミュレートするのは非常に困難です。

しかし近年、科学者たちは、地球が温暖化するにつれて雲に何が起こるのか、そして何がすでに起こっているのかについて、ますます明確になってきました.

まず、地球の放射線を閉じ込める巻雲は、大気中のより高い温度の領域に移動すると予想されます。 雲と地球の放射線との複雑な関係のおかげで、巻雲が大気中に閉じ込める放射線の量が増加します。 「上昇すると、地球に対する温室効果または温暖化効果が増加する傾向があります」とマイヤーズは言いました。

この発見は 10 年近く前から知られており、これが起こる可能性があることを示唆しています。 誇張する、拡大する、誇張する 地球温暖化。 しかし、ここ数年、研究者たちは、地球の温度が上昇し続けるにつれて、成層圏の層、つまり積乱雲の数が減少すると予想されることも発見しました。 1 勉強Nature Climate Change 誌で、衛星観測を使用して、雲の形成が海の温度、風速、湿度、およびその他の要因によってどのように影響を受けるかを発見し、それらの要因が地球温暖化に伴ってどのように変化するかを分析しました。

「海が温まるにつれて、海の上の低層の雲が消える傾向があると結論付けました」と、研究の著者の1人であるマイヤーズは言いました. これは、太陽光を反射して地球を冷やす雲が少なくなることを意味します。また、下層雲の変化は地球温暖化を増幅させることにもなります。

そうしないと 、全米科学アカデミーの議事録で、観察技術を使用して同様の結果を見つけました。 大規模な一般気候モデルよりも雲の形成をモデル化できる高解像度モデルに基づく研究は、雲が地球温暖化を増幅する可能性が高いと結論付けています。

研究者はまた、大気中の合成エアロゾルの減少など、温暖化以外の変化によって雲がどのように影響を受けるかを理解し始めています。 エアロゾルなど、大気中に浮遊する粒子の周りに雲が形成されます。 したがって、人間活動による大気汚染がなければ、下層雲はさらに減少した可能性があります。 別の話によると 勉強 先月、全米科学アカデミー議事録で発表された硫酸塩の飛沫は、雲の形成に拍車をかけ、すでに発生している地球温暖化の一部を覆い隠しました。 オスロ大学のポスドク研究員であるケーシー・ウォール氏は、「大気汚染を一掃することで、地球温暖化の正体が明らかになる可能性があります。

まとめると、これらの新しい発見は、科学者が大気中への二酸化炭素排出量が産業化前の時代から2倍になった場合に地球がどれだけ温暖化するかに焦点を合わせるのに役立ちました. (産業革命以前は、二酸化炭素の濃度は約 280 パーツ パー ミリオン、またはパーツ パー ミリオンでした。現在は 412 パーツ パー ミリオンに達しており、まだ上昇しています。) 1.5度と4度 摂氏 – 「まだ居住可能な惑星上」から「世界の終わり近くの温暖化レベル」までの範囲。

この不確実性の多くは、雲の問題から生じました。 雲はすでに地球の気候に大きな影響を与えているため、地球温暖化に伴う雲のわずかな変化でさえ、将来の気温変化に大きな影響を与える可能性があります。

新しい雲研究は、温暖化の推定値がこれより低くなる可能性は非常に低いことを示しています。 代わりに、最近の研究論文は、560 ppm の二酸化炭素レベルが、気温を少なくとも 3 度または 3.5 度上昇させる可能性が高いと推定しています。

これは、世界の温暖化が確実に 3 度に達するという意味ではありません。各国がクリーン エネルギーへの移行を続ければ、大気中の二酸化炭素は 560 ppm をはるかに下回るレベルで安定する可能性があります。 しかし、これは、温暖化がどのように起こるかについての最も楽観的な見積もりでさえ、テーブルから削除されたことを意味します.

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