A globális felmelegedés gyors növekedése, elsősorban a bolygó albedójának csökkenése miatt van, állapították meg a kutatók.

Lehetséges magyarázatot találtak a 2023-as szokatlanul hirtelen hőmérséklet-emelkedésre: az alacsony felhőtakaró csökkenése korlátozza a Föld napsugárzás visszaverő képességét.

Felhők az Antarktiszon (Fotó: Alfred Wegener Intézet / Jessica Helmschmidt)

Emelkedő tengerszint, olvadó gleccserek, hőhullámok a tengeren – 2023 számos riasztó új rekordot döntött. A globális átlaghőmérséklet is közel 1,5 fokkal emelkedett az iparosodás előtti szint fölé, ami szintén rekord. E hirtelen emelkedés okainak azonosítása kihívást jelentett a kutatók számára. Hiszen az olyan antropogén hatások, mint az üvegházhatású gázok légkörben való felhalmozódása, az El Niño időjárási jelenség és az olyan természeti események, mint a vulkánkitörések hatásának figyelembevétele a felmelegedés jelentős részét magyarázhatja. Ezzel azonban még mindig marad egy nagyjából 0,2 Celsius-fokos rés, amelyre eddig nem sikerült kielégítő magyarázatot találni. A Science című folyóiratban (.PDF) az Alfred Wegener Intézet által vezetett kutatócsoport a globális átlaghőmérséklet emelkedésére egy lehetséges magyarázatot javasol: bolygónk kevésbé tükröződik, mert bizonyos felhőtípusok visszaszorultak.

„Az El Niño hatása és az antropogén üvegházhatású gázok miatt várható hosszú távú felmelegedés mellett már több más tényező is szóba került, amelyek hozzájárulhattak a 2023 óta meglepően magas globális átlaghőmérséklethez” – mondja Dr. Helge Goessling, a tanulmány fő szerzője az Alfred Wegener Intézet Helmholtz Sark- és Tengerkutató Központjából (AWI): például a megnövekedett naptevékenység, egy vulkánkitörésből származó nagy mennyiségű vízgőz vagy kevesebb aeroszol részecske a légkörben. Ha azonban mindezeket a tényezőket együttesen vesszük figyelembe, akkor is 0,2 Celsius-fokos felmelegedésről van szó, amelynek nincs nyilvánvaló oka.

„A 2023-ra vonatkozó 0,2 Celsius-fokos „magyarázathiány” jelenleg az egyik legintenzívebben vitatott kérdés az éghajlatkutatásban” – mondja Helge Goessling. A rés megszüntetésére törekedve az AWI és az Európai Középtávú Időjárás-előrejelző Központ (ECMWF) klímamodellezői közelebbről megvizsgálták a NASA műholdas adatait, valamint az ECMWF saját reanalízisadatait, amelyekben a megfigyelési adatok egy sorát kombinálják egy komplex időjárási modellel. Egyes esetekben az adatok egészen 1940-ig nyúlnak vissza, ami lehetővé teszi annak részletes elemzését, hogy hogyan alakult a globális energiaháztartás és a felhőborítottság a különböző magasságokban.

„Ami feltűnt nekünk, hogy mind a NASA, mind az ECMWF adataiból 2023 tűnt ki, mint a legalacsonyabb bolygóalbedóval rendelkező év” – mondja Dr. Thomas Rackow, az ECMWF társszerzője. A bolygó albedója a beérkező napsugárzásnak azt a százalékos arányát írja le, amely a légkörrel és a Föld felszínével való összes kölcsönhatás után visszaverődik az űrbe. „Az elmúlt években már megfigyeltünk egy enyhe csökkenést. Az adatok azt jelzik, hogy 2023-ban a bolygó albedója legalább 1940 óta a legalacsonyabb lehet” – olvasható a közleményben. Ez rontaná a globális felmelegedést, és megmagyarázná a „hiányzó” 0,2 Celsius-fokot. De mi okozta a bolygó albedójának rekordközeli csökkenését?

Az alacsonyabban fekvő felhők csökkenése csökkenti a Föld albedóját.

A Föld felszínének albedója az 1970-es évek óta csökken – részben a sarkvidéki hó és tengeri jég csökkenése miatt, ami azt is jelenti, hogy kevesebb fehér terület veri vissza a napfényt. Ezt 2016 óta súlyosbítja az Antarktiszon a tengeri jég csökkenése. „Az adatkészletek elemzése azonban azt mutatja, hogy a felszíni albedó csökkenése a sarkvidékeken csak nagyjából 15 százalékát teszi ki a bolygó albedójának legutóbbi csökkenésének” – magyarázza Helge Goessling. Az albedo pedig máshol is jelentősen csökkent. Annak érdekében, hogy kiszámítsák ennek a csökkent albedónak a lehetséges hatásait, a kutatók egy olyan bevált energiaháztartási modellt alkalmaztak, amely képes utánozni az összetett éghajlati modellek hőmérséklet-válaszát. Amit találtak: a 2020 decembere óta csökkent albedo nélkül a 2023-as átlaghőmérséklet körülbelül 0,23 Celsius-fokkal alacsonyabb lett volna.

Úgy tűnik, hogy egy tendencia jelentősen befolyásolta a csökkent bolygóalbedót: az alacsonyan fekvő felhők csökkenése az északi középső szélességi körökben és a trópusokon. Ebből a szempontból különösen az Atlanti-óceán emelkedik ki, vagyis pontosan az a régió, ahol 2023-ban a legszokatlanabb hőmérsékleti rekordokat figyelték meg. „Feltűnő, hogy az Atlanti-óceán keleti részén, amely a globális átlaghőmérséklet legutóbbi megugrásának egyik fő mozgatórugója, nemcsak 2023-ban, hanem – mint szinte az egész Atlanti-óceánon – az elmúlt tíz évben is az alacsony magasságú felhők jelentős csökkenése volt jellemző.” Az adatok azt mutatják, hogy a felhőzet alacsony magasságban csökkent, míg a közepes és nagy magasságban csak kismértékben, vagy egyáltalán nem csökkent.

Az a tény, hogy a csökkent albedóért elsősorban az alacsony felhők, és nem a magasabban fekvő felhők felelősek, fontos következményekkel jár. A felhők minden magasságban visszaverik a napfényt, ami hűtő hatást fejt ki. A magas, hideg légköri rétegekben lévő felhők azonban melegítő hatást is kifejtenek, mivel a felszínről kibocsátott meleget a légkörben tartják. „Lényegében ugyanarról a hatásról van szó, mint az üvegházhatású gázok esetében” – mondja Helge Goessling. Az alacsonyabb felhőknek azonban nincs ugyanilyen hatásuk.

De miért van kevesebb alacsony felhő? Az antropogén eredetű aeroszolok alacsonyabb koncentrációja a légkörben, különösen a tengeri üzemanyagokra vonatkozó szigorúbb szabályozás miatt, valószínűleg hozzájárul. Kondenzációs magként az aeroszolok alapvető szerepet játszanak a felhőképződésben, miközben maguk is visszaverik a napfényt. Emellett a természetes ingadozások és az óceáni visszacsatolások is hozzájárulhattak. Helge Goessling azonban valószínűtlennek tartja, hogy ezek a tényezők önmagukban elegendőek lennének, és egy harmadik mechanizmust javasol: maga a globális felmelegedés csökkenti az alacsony felhők számát. „Ha az albedó csökkenésének nagy része valóban a globális felmelegedés és az alacsony felhőzet közötti visszacsatolásnak köszönhető, ahogyan azt egyes klímamodellek jelzik, akkor a jövőben meglehetősen intenzív felmelegedésre kell számítanunk” – hangsúlyozza. „Előfordulhat, hogy a globális hosszú távú éghajlat felmelegedése az eddig vártnál hamarabb meghaladja a 1,5 Celsius-fokot. Ennek megfelelően csökkenteni kellene a Párizsi Megállapodásban meghatározott határértékekhez kapcsolódó fennmaradó szén-dioxid-kibocsátási költségvetést, és még sürgetőbbé válna a jövőbeni időjárási szélsőségek hatásaihoz való alkalmazkodást célzó intézkedések végrehajtásának szükségessége.”

Eredeti kiadvány
H. F. Goessling, T. Rackow, T. Jung, Recent global temperature surge intensified by record-low planetary albedo, Science (2024). doi: 10.1126/science.adq7280.

Forrás: Alfred-Wegener-Institut