‘Megváltoztatjuk a felhőket.’ A geomérnökség egy előre nem látott tesztje okozza az óceánok rekordmelegedését.

A környezetszennyezés csökkenése csökkentette a “hajóútvonal” felhőzetét, ami fokozza a globális felmelegedést.

Ezen a 2003-as műholdfelvételen a Spanyolország partjainál láthatóak a hajóútként ismert, egymást keresztező felhők. A magas kéntartalmú hajóüzemanyag használatának fokozatos megszüntetésével ezek a fényvisszaverő felhők ritkultak, ami az óceánok felmelegedéséhez vezetett. ACQUES DESCLOITRES/MODIS LAND RAPID RESPONSE TEAM; MARK GRAY/MODIS

Az Atlanti-óceán lázban ég. A Floridánál lévő vizek forró káddá váltak, kifehérítve a világ harmadik legnagyobb zátonyát. Írország partjainál az extrém hőséget tették felelőssé a tengeri madarak tömeges pusztulásáért. Az Atlanti-óceán északi része évekig lassabban melegedett, mint a világ más részei. De mostanra utolérte a lemaradást, és még tovább. A múlt hónapban a tenger felszíne 25°C-os rekordot ért el – közel 1°C-kal melegebb, mint a korábbi, 2020-ban mért csúcsérték -, és a hőmérséklet még nem is érte el a csúcsot. “Az idei év őrületes volt” – mondja Tianle Yuan, a NASA Goddard Űrrepülési Központjának légkörfizikusa.

Ennek a tendenciának a nyilvánvaló és elsődleges mozgatórugója a társadalom által kibocsátott üvegházhatású gázok, amelyek megkötik a hőt, amelyet az óceánok folyamatosan elnyelnek. A másik befolyásoló tényező a közelmúlt időjárása, különösen az elakadt magasnyomású rendszerek, amelyek elnyomják a felhőképződést, és lehetővé teszik, hogy az óceánok felmelegedjenek a Napban.

A kutatók azonban most egy másik tényezőre is ráébredtek, amely a nem szándékolt következmények kategóriájába sorolható: a hajónyomokként ismert, eltűnő felhőkre. Az ENSZ Nemzetközi Tengerészeti Szervezete (IMO) által 2020-ban bevezetett szabályozás több mint 80%-kal csökkentette a hajók kénszennyezését, és világszerte javította a levegő minőségét. A csökkentésnek köszönhetően a szulfátrészecskék hatása is mérséklődött a hajók nyomában haladó, jellegzetes, alacsonyan fekvő, fényvisszaverő felhők kialakulásában és fényesítésében, amelyek hozzájárulnak a bolygó lehűléséhez. A 2020-as IMO-szabály “egy nagy természetes kísérlet” – mondja Duncan Watson-Parris, a Scripps Institution of Oceanography légkörfizikusa. “Megváltoztatjuk a felhőket.”

A hajónyomok számának drasztikus csökkentésével a bolygó gyorsabban melegedett fel, állapította meg több új tanulmány. Ez a tendencia felerősödik az Atlanti-óceánon, ahol a tengeri forgalom különösen sűrű. A hajózási folyosókon a megnövekedett sugárzás 50%-kal növeli az emberi szén-dioxid-kibocsátás melegítő hatását. Ez olyan, mintha a világ hirtelen elveszítené az évente egy meglehetősen nagy vulkánkitörés hűtő hatását – mondja Michael Diamond, a Floridai Állami Egyetem légkörkutatója.

Az IMO-szabályok által létrehozott természetes kísérlet ritka lehetőséget biztosít az éghajlatkutatók számára, hogy tanulmányozhassanak egy geomérnökségi rendszert működés közben – bár ez a rendszer rossz irányba működik. A globális felmelegedés lassítására irányuló egyik ilyen stratégia, a tengeri felhők felhőkiemelésének nevezett stratégia szerint a hajók sórészecskéket juttatnának vissza a levegőbe, hogy a felhők fényvisszaverőbbé váljanak. Diamond szerint a hajónyomok drámai csökkenése egyértelmű bizonyíték arra, hogy az emberiség a felhők világosításával jelentősen lehűthetné a bolygót. “Ez elég határozottan arra utal, hogy ha szándékosan akarnánk csinálni, akkor megtehetnénk” – mondja.

Franziska Glassmeier, a Delfti Műszaki Egyetem légkörkutatója szerint a szennyezésnek a felhőkre gyakorolt hatása továbbra is az egyik legnagyobb bizonytalansági tényező abban, hogy milyen gyorsan fog felmelegedni a világ, mondja. Ezen összetett kölcsönhatások megértése eddig csak lassan haladt. “A felhők annyira változékonyak” – mondja Glassmeier.

Az alaptudományok egy része meglehetősen jól érthető. A szulfát- vagy sórészecskék a felhők magvát képezik, és a pára cseppekké kondenzálódik. A magok a kisebb, nagyobb számú cseppek létrehozásával a meglévő felhőket is felderítik. Robert Wood, a Washingtoni Egyetem légkörkutatója szerint a változások ezzel nem érnek véget. Megjegyzi, hogy a kisebb cseppek kevésbé valószínű, hogy összeolvadnak másokkal, ami elnyomhatja az esőzést. Ez növelné a felhők méretét és fokozná a felhők fényesítő hatását. A modellezés azonban arra is utal, hogy a nagyobb felhők nagyobb valószínűséggel keverednek a száraz levegővel, ami csökkentené a fényvisszaverő képességüket.

A hajónyomok már az IMO-szabályozás előtt is célpontot jelentettek a kutatók számára, hogy teszteljék ezeket az elképzeléseket. Tekintettel feltűnő megjelenésükre, ezek a vonalas felhők természetes jelek voltak a mesterséges intelligencia alapú képfelismeréshez, mondja Yuan. Ilyen technikák és a NASA gyengélkedő Terra és Aqua műholdjainak 2 évtizedes kalibrált képanyagának felhasználásával Yuan és szerzőtársai 10-szer több hajónyomot fedeztek fel (.PDF), mint amennyit korábban kézi technikákkal azonosítottak. A Science Advances című szaklapban tavaly közzétett tanulmányukban azt is megállapították, hogy ezek a nyomok több mint 50%-kal csökkentek a fő hajózási folyosókon az IMO-szabályozás után.

Újabb munkájukban egy lépéssel továbbviszik ezt az elemzést, kiszámítják a nyomok fényesítő hatásával járó lehűlés mértékét, és azt, hogy a szennyezés hogyan hosszabbította meg a felhők élettartamát. Az IMO-szabályok négyzetméterenként 0,1 wattal melegítették a bolygót – ez kétszerese annak a felmelegedésnek, amelyet a repülőgépek által a felhőkben okozott változások okoztak – állapítják meg a most készülő tanulmányukban. A hatás felnagyítva jelentkezik az olyan régiókban, ahol nagy a hajóforgalom, például az Atlanti-óceán északi részén, ahol az eltűnő felhők “sokkolóan hatnak a rendszerre” – mondja Yuan. A sugárzás növekedése, amelyet az idén az óceán fölött a fényvisszaverő szaharai por hiánya súlyosbított, “az Atlanti-óceánon idén nyáron megfigyelt felmelegedés nagy részét magyarázhatja” – mondja.

Watson-Parris és kollégái ahelyett, hogy a látható nyomvonalakra összpontosítottak volna, a hajók helymeghatározási adataival kezdték, és ezeket a koordinátákat kombinálták az időjárási adatokkal, hogy előrevetítsék, merre járt a hajók szennyezése. Összehasonlították az ezeken a helyeken lévő felhőket a közeli, hajók által okozott szennyezéstől mentes felhőkkel. A Nature tavalyi számában arról számoltak be (.PDF), hogy ezek a “láthatatlan” hajónyomok nem csak a szokásos módon növelték az alacsonyan fekvő tengeri felhőket, hanem jelentősen megnövelték a légkörben magasabban elhelyezkedő gomolyfelhők mennyiségét is, amelyekről korábban azt gondolták, hogy immunisak a hajószennyezés hatására. Arra a következtetésre jutottak, hogy a légszennyezés hatására a felhők a korábban feltételezettnél nagyjából kétszer erősebben hűthetik az éghajlatot.

Amikor azonban a kutatócsoport ezután megvizsgálta az IMO-szabályok hatását ezekre a láthatatlan pályákra, sokkot kaptak: a szennyezés csökkenése nem tette kevésbé pufókká a gomolyfelhőket – számolnak be az Atmospheric Chemistry and Physics (ACP) című folyóiratban megjelent új előzetesen közzétett (.PDF) tanulmányukban. Ez arra utal, hogy ezeknek a felhőknek van egy telítési pontjuk, amely után a hozzáadott szennyezés alig növeli a mélységüket, mondja Watson-Parris. “Az aeroszolok 80%-át eltávolítottuk, de ez még mindig nem visz minket közel az iparosodás előtti állapothoz”.

A hajószennyezés felhőkre gyakorolt hatásának harmadik módja, hogy nem összességében vizsgáljuk a felhőket, hanem inkább olyan óceáni szakaszokra közelítünk rá, ahol a szél a hajózási útvonalakkal párhuzamosan áramlik, és így a szennyezés szorosan összezárva marad. Ilyen szakasz létezik az Atlanti-óceán délkeleti részén, Angola partjainál. A Terra műholddal megfigyelve ezt a régiót, Diamond azt találta, hogy a kisebb szennyezés mellett a felhőcseppek mérete az elmúlt két évtizedben messze a legnagyobbra nőtt. Ebből kiindulva Diamond a múlt héten az ACP-ben megjelent tanulmányában úgy becsüli, hogy az IMO-szabályok globálisan olyan mértékű felmelegedést okoztak, mint amilyet a Yuan látott.

Még ebben az évben Diamond, Yuan és mások elkezdik összehasonlítani a szennyezés és a felhők kölcsönhatásának tanulmányozására szolgáló technikáikat a Nemzeti Óceán- és Légkörkutatási Hivatal kis geomérnöki kutatási programjának égisze alatt. Wood szerint még néhány év múlva “tényleg lesz mit mondanunk ezekről a felhőbeállításokról”.

Forrás: Science | PAUL VOOSEN