Mit: Chmury zapewniają ujemne sprzężenie zwrotne

Chmury zapewniają ujemne sprzężenie zwrotne.
„Modele klimatu używane przez Międzyrządowy Panel ds. Zmian Klimatu (IPCC) pokazują, że z obecnością chmur związane jest silne dodatnie sprzężenie zwrotne, znacząco wzmacniające ocieplający wpływ wzrostu koncentracji CO₂ w atmosferze. Jednak chmury wystrychnęły modelarzy na dudka. Szczegółowa analiza zachowania chmur, przeprowadzona na podstawie obserwacji satelitarnych przez dr Roya Spencera z Uniwersytetu Alabamy w Huntsville, pokazuje, że tak naprawdę chmury są źródłem silnego sprzężenia ujemnego. Modelarze mylą skutek z przyczyną, w rezultacie otrzymując niewłaściwy znak sprzężenia.” (Ken Gregory)

Coraz więcej dowodów wskazuje, że sprzężenie zwrotne, związane z chmurami, jest z dużym prawdopodobieństwem dodatnie.

Wpływ chmur na klimat w ogrzewającym się świecie jest skomplikowany. Przede wszystkim zmiany w zachmurzeniu mogą zarówno chłodzić, jak i ogrzewać powierzchnię ziemi. Chmury niskie, składające się z licznych, stosunkowo gęsto rozmieszczonych kropelek wody, w ciągu dnia silnie odbijają promieniowanie słoneczne. Mimo tego, że nocą nasilają efekt cieplarniany (woda to silna substancja cieplarniana), to, sumarycznie, ich obecność chłodzi powierzchnię Ziemi.

Rysunek 1. Chmury kłębiaste o niskich podstawach. Źródło

Z kolei chmury wysokie, składające się z rzadko rozmieszonych kryształków lodu, słabiej odbijają padające światło słoneczne, a jednocześnie skutecznie blokują ucieczkę promieniowania podczerwonego Ziemi w kosmos, co powoduje, że ich obecność na ogół ogrzewa powierzchnię Ziemi.

Rysunek 2. Składające się z kryształków lodu chmury pierzaste zawieszone wysoko w atmosferze. Źródło

Rysunek 3: Rola chmur w kształtowaniu klimatu (w uproszczeniu):
chmury wysokie (lewa część rysunku) przepuszczają większość padającego na nie promieniowania słonecznego (żółte strzałki), ale zatrzymują wypromieniowywane przez Ziemię promieniowanie podczerwone (czerwone strzałki), powodując wzrost średnich temperatur;
chmury niskie (prawa część rysunku) silnie rozpraszają wstecz promieniowanie słoneczne, powodując spadek średnich temperatur powierzchni Ziemi, pomimo tego, że też zatrzymują promieniowanie podczerwone.

Proces, w którym przybywać będzie chmur niskich a ubywać wysokich, będzie chłodził klimat. Proces odwrotny może zaś podnosić temperaturę przy powierzchni Ziemi. Oszacowanie całkowitego wpływu zmian zachmurzenia na klimat wymaga więc dokładnego określenia zmian pokrycia nieba chmurami poszczególnych typów, i więcej, dokładnego wglądu w strukturę i budowę tych chmur.

Złożoność zjawisk związanych z chmurami (tu podaliśmy tylko niezwykle uproszony obraz jednego z takich fenomenów) powoduje, że powstają różne hipotezy na temat zmian zachmurzenia w ocieplającym się klimacie. Na przykład naukowcy Richard Lindzen i Roy Spencer uważają, że w miarę ocieplania się klimatu spadnie pokrycie nieba chmurami wysokimi i wzrośnie chmurami niskimi, co w dużym stopniu zniweluje działanie rosnącej ilości gazów cieplarnianych, emitowanych do atmosfery przez człowieka (tzw. „hipoteza tęczówki”).

Jednak już od ponad 10 lat wiadomo, że hipoteza ta nie znajduje oparcia w faktach. Najnowsze wyniki badań potwierdzają, że nie można liczyć na taki rozwój wydarzeń. Dwie grupy naukowców (Lauer i inni, 2010, Clement i inni, 2009) niezależnie przeanalizowały zmiany zachmurzenia w rejonie równikowym i podzwrotnikowym, wykorzystując obserwacje meteorologiczne z pokładów statków, pomiary satelitarne oraz modele klimatu. Wnioski płynące z obu prac były podobne: sprzężenie zwrotne związane z chmurami jest w tych obszarach dodatnie, co oznacza dodatkowy wzrost temperatur.

Inne badania pokrywy chmur nad całą planetą (Dessler 2010 [pełna wersja]), prowadzone za pomocą satelitów, pokazały, że chociaż nie można wykluczyć słabego sprzężenia ujemnego, to, sumarycznie, sprzężenie związane z chmurami jest najprawdopodobniej dodatnie. Stwierdzenie, że zmiany zachmurzenia są w stanie przeciwdziałać powodowanemu przez człowieka ociepleniu klimatu, jest nieuzasadnione.

Chociaż niepełna znajomość procesów związanych z chmurami wciąż stanowi poważne źródło niepewności w symulacjach klimatu, coraz więcej dowodów wskazuje na to, że przyszłe zmiany zachmurzenia przyczynia się raczej do nasilenia, niż do osłabienia wzrostu średniej temperatury planety. Należy także pamiętać, że chmury to nie jedyny element machiny klimatycznej Ziemi. Szereg obserwacji pokazuje, że zachodzi w niej wiele procesów podnoszących czułość klimatu Ziemi i wzmacniających wpływ naszych emisji gazów cieplarnianych.

Aleksandra Kardaś na podstawie Skeptical Science, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski