Ilmaston lämpenemistä voimistaa kasvihuonekaasujen lämmönpidätysvaikutus , joka vaikuttaa auringonsäteilyn osuessa maan pintaan. Tämä auringonsäteily aiheuttaa maapallon lämpötilan nousua, ja sen vaikutus korostuu kirkkaina päivinä.
Espanjan kansallisen tutkimusneuvoston (CSIC) meritieteiden laitoksen tutkijoiden äskettäin tekemä tutkimus selvittää jään sulamisen vaikutuksia pilvien muodostumiseen . Mutta mikä on näiden ilmiöiden välinen suhde?
Etelämantereen sula
Tutkimuksen tutkijoiden mukaan jään sulaessa korkeiden lämpötilojen vuoksi ilmakehän typpeä vapautuu. Tämä ilmakehän typpi on tärkeä pilvien muodostumisen edeltäjä. Lisäksi tutkimuksessa tunnistettiin hiukkasia, jotka ovat peräisin merijäässä ja sitä ympäröivissä vesissä elävästä mikroskooppisesta elämästä.
Kuten hyvin tiedetään, napajäätiköiden sulaminen kiihtyy ilmaston lämpenemisen ja ilmastonmuutoksen vuoksi . Tämä ilmiö ei ainoastaan edistä merenpinnan nousua, vaan se voi myös edistää pilvien muodostumista edistävien aineiden vapautumista. Tätä on analysoitu perusteellisesti Larsen C:n ja Totten-jäätikön sulamisen yhteydessä . Tämä muuttuja on jätetty huomiotta monissa aiemmissa napa-alueen ilmastoa koskevissa tutkimuksissa.
Tämän ilmiön vaikutusten täydellinen ymmärtäminen edellyttää perusteellista analyysia valtameren, jään, ilmakehän ja elävien organismien välisistä vuorovaikutuksista. Tämä monimutkainen ilmastojärjestelmä on riippuvainen herkistä ja usein epävakaista tasapainoista.
Todisteet viittaavat siihen, että vaikka jään sulamisella voi olla haitallisia vaikutuksia ympäristöön, se voi olla myös myönteinen tekijä. Parantuneen pilvien muodostumisen myötä maan pinnalle saapuvan auringonsäteilyn määrä voisi vähentyä, mikä auttaisi hillitsemään maapallon lämpötiloja. Lisäksi lisääntyneet sademäärät voisivat lievittää kuivuutta monilla maailman alueilla ja edistää kasvillisuuden kasvua, mikä on ratkaiseva tekijä ilmastonmuutoksen yhteydessä . Tämä kasvillisuus vaikuttaa myös uusien pilvien muodostumiseen, mikä luo kierron, joka voi edistää tasapainoisempaa ilmastoa.
PI-ICE 2019 -tutkimus
Nature Geoscience -lehdessä julkaistu ja Marine Sciencesin (CSIC) ja Birminghamin yliopiston johtama uusi tutkimus on havainnut, että Etelämantereen jäätikön sulaminen lisää aerosolien muodostumista ilmakehässä, mikä puolestaan edistää pilvien muodostumista kesällä. Tämä ilmiö on ratkaisevan tärkeä, sillä pilvillä on tärkeä rooli planeetan lämpötilan säätelyssä heijastamalla ja suodattamalla auringonsäteilyä. Ilman näitä pilviä maapallon ilmasto olisi dramaattisesti lämpimämpi. Pilvien muodostumisprosessi on monimutkainen ja siihen vaikuttavat useat muuttujat, mukaan lukien ilmakehän aerosolien koostumus.
Huolimatta näiden dynamiikan merkityksestä ilmaston säätelyssä, pilvien muodostumisen tarkka mekanismi on kuitenkin huonosti ymmärretty, mikä rajoittaa tulevien ilmastoennusteiden tarkkuutta.
Tässä tutkimuksessa tutkimusryhmä käytti ICM:n tutkijan Manuel Dall'Oston johtaman yli kolme kuukautta kestäneen PI-ICE 2019 Etelämanner -kampanjan aikana kerättyä dataa. Kampanjassa analysoitiin Etelämantereen niemimaan ympäristön ilmassa leijuvia hiukkasia, mikä on ratkaisevan tärkeää historiallisen jään sulamisen ja Eteläisen jäämeren sulamisen vaikutuksen pilvien muodostumiseen ymmärtämisen kannalta.
Tutkijat havaitsivat, että aerosolien muodostumisjaksot ovat huomattavasti yleisempiä, kun ilmamassat ovat peräisin merijään reunalta. Tämä johtuu siitä, että nämä ilmamassat sisältävät suuria pitoisuuksia rikkihappoa ja amiineja , biologisia yhdisteitä, jotka vuorovaikuttavat ja muuttuvat kaasuista hiukkasiksi. Tämä havainto on merkittävä, sillä vaikka rikkihapon rooli aerosolien muodostumisessa oli jo tiedossa, tämä tutkimus vahvistaa amiinien olennaisen roolin . Amiineja syntyy merijäässä elävien mikro-organismien orgaanisen aineen hajoamisesta.
Orgaanisen typen merkitys
"Tiesimme orgaanisen typen merkityksen aerosolien ja pilvien muodostumiselle maanpäällisissä ympäristöissä, mutta vuoden 2019 PI-ICE-retkikunnan aikana pystyimme osoittamaan sen merkityksen Etelämantereella", Dall'Osto sanoo. Tämä löytö ei ainoastaan korosta merijään mikro-organismien vaikutusta pilvien muodostumiseen, vaan vaatii myös olemassa olevien ilmastomallien tarkistamista, jotka aliarvioivat meren elämän vaikutusta ilmaston säätelyyn.
Tutkimus on paljastanut, että Etelämantereen jään lisääntyvä sulaminen kesäisin, jota ilmaston lämpeneminen ajaa, voi lisätä aerosoleja ja pilviä muodostavien aineiden vapautumista. Tämä ilmiö havaittiin myös toisessa arktisella alueella tehdyssä tutkimuksessa, mikä korostaa tarvetta kokonaisvaltaiselle näkemykselle valtameren, jään, ilmakehän ja elämän välisistä vuorovaikutuksista, erityisesti laajemmassa globaalin ilmastonmuutoksen yhteydessä.
Tutkimusryhmä aikoo toteuttaa vuonna 2023 uuden tieteellisen tutkimusmatkan tutkiakseen edelleen tätä monimutkaista ilmastokoneistoa ja ymmärtääkseen paremmin ilmastojärjestelmän eri osien välisiä suhteita.
Vaikutukset tulevaisuuteen
Etelämantereella on parhaillaan käynnissä raju ilmastonmuutos , jota on vaikea ennustaa. Osa tästä haasteesta johtuu siitä, ettei ekosysteemimuutoksilla ole riittävästi tietoa siitä, miten ne vaikuttavat aerosolien ja pilvien muodostumiseen. Nykyisillä ilmastomalleilla on taipumus aliarvioida Eteläisen jäämeren pilvipeitteen määrää ja siten yliarvioida kylmiin vesiin saapuvan auringonsäteilyn määrää – mikä on ratkaiseva tekijä jään sulamisen vaikutuksen ymmärtämisessä.
Siksi tällaisen tutkimuksen julkaiseminen on olennaista tulevien ilmastoennusteiden parantamiseksi. Ilmastonmuutoksen edetessä on ratkaisevan tärkeää ymmärtää syvällisemmin luonnollisia prosesseja, jotka vaikuttavat maapallon ilmastoon, mukaan lukien niiden vuorovaikutus Etelämantereen jäätikön sulamisen kanssa.
Aiheesta tehdyt useat tutkimukset ovat korostaneet kansainvälisen yhteistyön tarvetta ilmastonmuutostutkimuksessa sekä tieteellisiin kampanjoihin investoimisen tärkeyttä, jotka mahdollistavat näiden monimutkaisten ilmiöiden paremman ymmärtämisen, kuten arktisen alueen lisääntyneen pilvipeitteen yhteydessä tutkittujen ilmiöiden.
Esimerkiksi PI-ICE-kampanjaa rahoittivat Espanjan kansallinen tutkimusvirasto (AEI) ja Euroopan aluekehitysrahasto (EAKR), ja siihen on osallistunut monipuolinen joukko tutkimuslaitoksia ja yliopistoja, mikä heijastaa maailmanlaajuista sitoutumista ilmastonmuutoksen ymmärtämiseen ja käsittelemiseen.
Eteläisen valtameren sulaminen ei vain lisää jään häviämistä, vaan voi myös vaikuttaa merkittävästi pilvien muodostumiseen, ilmiöön, jolla voi olla sekä myönteisiä että kielteisiä vaikutuksia globaaliin ilmastoon. On välttämätöntä jatkaa näiden dynamiikkojen tutkimista planeettamme tulevaisuuden ennustamiseksi paremmin.
