Hvordan aerosoler påvirker vores klima

For mange, ordet "aerosol" kan fremkalde tanker om hårspray eller spraymaling. Mere præcist, selvom, aerosoler er simpelthen partikler, der findes i atmosfæren. De kan være menneskeskabte, som fra biludstødning eller biomasseafbrænding, eller naturligt forekommende, fra kilder som vulkanudbrud eller havsprøjt.

Aerosoler står for en af ​​de større usikkerheder i forståelsen af ​​jordens klima og, gennem en kølende effekt, maskere en betydelig del af den opvarmning, der skyldes stigningen i drivhusgaskoncentrationer.

Et uløst problem med at forstå aerosol-klima-interaktioner er, hvorfor, for en enhedsændring i energiubalancen i toppen af ​​atmosfæren, ændringen i overfladetemperaturen er højere for aerosoler end for drivhusgasser. Dette er kendt som klimafølsomhed. Den konventionelle forståelse er, at den højere klimafølsomhed over for aerosoler skyldes deres højere koncentrationer over landoverflader, som opvarmes og afkøles hurtigere end oceanerne.

I et nyligt offentliggjort papir i American Geophysical Union's journal Geofysiske forskningsbreve , Yale-forskere demonstrerer, at det ikke kun er den geografiske fordeling af aerosoler, der forklarer den højere klimafølsomhed, men også de specifikke lokale interaktioner med landoverfladen.

Ved hjælp af en teoretisk ramme til at adskille overfladetemperaturrespons til ekstern tvang, undersøgelsen giver også mekanistisk indsigt i rumlige mønstre af den lokale temperaturændring på grund af aerosoler.

"Med traditionelle klimamodeller, der er store usikkerheder i, hvordan aerosoler påvirker overfladetemperaturen, " sagde T.C. Chakraborty, en ph.d. studerende ved F&ES, der var medforfatter til papiret sammen med Xuhui Lee, Sara Shallenberger Brown professor i meteorologi. "Denne ramme hjælper med at forklare, hvorfor og hvordan nogle af disse usikkerheder spiller ind."

Aerosoler er kendt for at øge strålingen i de længere bølgelængder (langbølge) og reducere strålingen i de kortere bølgelængder (kortbølge). Styrken af ​​disse effekter afhænger af størrelsen og den kemiske natur af aerosolpartiklerne. Ved at bruge rammen til at analysere et massivt datasæt udviklet af NASA, Chakraborty fandt ud af, at selvom langbølgeeffekten af ​​aerosoler generelt er blevet anset af det videnskabelige samfund for at være mindre vigtig, klimaet er mere følsomt over for det end over for kortbølgeeffekten.

Dette er på grund af fraværet af kortbølgeeffekten om natten, et tidspunkt, hvor atmosfæren er mere stabil - og dermed mere følsom over for stråling. Det er også resultatet af den høje klimafølsomhed i tørre områder, hvor langbølgeeffekten er fremherskende på grund af tilstedeværelsen af ​​aerosoler fra groft mineralstøv. Kombineret, lang- og kortbølgeeffekter reducerer det terrestriske daglige temperaturområde med næsten en grad Fahrenheit. Sammenlægning af de otte store interesseområder, der blev brugt i undersøgelsen, omkring halvdelen af ​​denne reduktion skyldes menneskeskabte aerosoler.

Der er også langsigtede tendenser, Chakraborty sagde, der viser en intensivering af den lokale klimafølsomhed i troperne på grund af skovrydning mellem 1980 og 2018, demonstrere vegetationens betydning for regulering af interaktioner mellem aerosoler og klimaet.