Geanimeerde klikafbeelding: vergelijking van overlappende schattingen van 1 jaar met intervallen van 6 maanden van de netto jaarlijkse energieflux in de bovenste atmosfeer van CERES (ononderbroken oranje lijn) en een in-situ monitoringschatting van de energieopname door het klimaatsysteem van de aarde (ononderbroken turquoise lijn ). Krediet: NASA/Tim Marvel
Onderzoekers ontdekten dat de energieonbalans van de aarde bijna verdubbelde in de periode van 14 jaar van 2005 tot 2019.
Het klimaat op aarde wordt bepaald door een delicaat evenwicht tussen de hoeveelheid stralingsenergie van de zon die wordt geabsorbeerd in de atmosfeer en aan het oppervlak en de hoeveelheid thermische infraroodstraling die door de aarde wordt uitgezonden in de ruimte. Een positieve energieonbalans betekent dat het aardse systeem energie wint, waardoor de planeet opwarmt. De verdubbeling van de energieonbalans is het onderwerp van een recente studie, waarvan de resultaten op 15 juni 2021 in published werden gepubliceerd Geofysische onderzoeksbrieven.
Wetenschappers van NASA en NOAA vergeleken gegevens van twee onafhankelijke metingen. NASA’s Cloud and Earth Radiant Energy System (CERES) reeks satellietsensoren meten de hoeveelheid energie die het aardesysteem binnenkomt en verlaat. Bovendien maken gegevens van een wereldwijde reeks oceaanboeien, de Argo genaamd, een nauwkeurige schatting mogelijk van de mate van opwarming van de oceanen in de wereld. Aangezien ongeveer 90 procent van de overtollige energie van energieonevenwichtigheden in de oceaan terechtkomt, moeten de algemene trends van inkomende en uitgaande straling in grote lijnen overeenkomen met veranderingen in de warmte-inhoud van de oceaan.
“De twee zeer onafhankelijke manieren om naar veranderingen in energieonevenwichtigheden op aarde te kijken, komen echt overeen, en ze laten beide deze zeer grote trend zien, die ons veel vertrouwen geeft dat wat we zien een echt fenomeen is”, zei Norman Loeb, hoofdauteur van de studie en hoofdonderzoeker voor CERES bij Langley Research Center, NASA’s Hampton, Va., “En niet alleen een nuttig hulpmiddel.” “De trends die we vonden waren enigszins zorgwekkend.”
Toename van de uitstoot van broeikasgassen zoals kooldioxide en methaan als gevolg van menselijke activiteit, houdt warmte vast in de atmosfeer en vangt uitgaande straling op die in de ruimte zou kunnen ontsnappen. Opwarming leidt tot andere veranderingen, zoals smeltend ijs en sneeuw, meer waterdamp en wolkenveranderingen die de temperatuur verder kunnen verhogen. De energieonbalans van de aarde is het netto-effect van al deze factoren. Om de primaire factoren te identificeren die tot de onbalans leiden, gebruikten de onderzoekers een methode die kijkt naar veranderingen in wolken, waterdamp, de gecombineerde bijdragen van sporengassen en lichtopbrengst van de zon, oppervlakte-albedo (de hoeveelheid licht die wordt gereflecteerd door het aardoppervlak), en kleine atmosferische deeltjes genaamd Aerosols, veranderingen in oppervlakte- en atmosferische temperatuurverdelingen.
De studie constateert dat de verdubbeling van de onbalans gedeeltelijk het gevolg is van toegenomen broeikasgassen als gevolg van menselijke activiteit, ook bekend als menselijke invloed, samen met een toename van waterdamp die meer uitgaande langgolvige straling opsluit, wat verder bijdraagt aan de energieonbalans van de aarde De afname geassocieerd met wolken en zee-ijs verhoogt de absorptie van zonne-energie.
De onderzoekers ontdekten ook dat de inversie van de Pacific Decadal Oscillation (PDO) van de koude fase naar de warme fase waarschijnlijk een belangrijke rol speelde bij het intensiveren van de energieonbalans. PDO is een patroon van klimaatvariabiliteit in de Stille Oceaan. Zijn vingerafdruk omvat een grote wig water in de oostelijke Stille Oceaan die door koude en warme fasen gaat. Deze natuurlijk voorkomende interne variabiliteit in het aardsysteem kan verstrekkende gevolgen hebben voor het weer en het klimaat. De extreem hete PDO-fase die rond 2014 begon en tot 2020 voortduurde, veroorzaakte een wijdverbreide afname van de bewolking boven de oceaan en een vergelijkbare toename van de absorptie van zonnestraling.
“Het is waarschijnlijk een combinatie van menselijke invloed en endogene diversiteit,” zei Loeb. “Tijdens deze periode veroorzaken ze allebei dat de temperatuur stijgt, wat leidt tot een vrij grote verandering in de energie-onbalans van de aarde. De omvang van de toename is ongekend.”
Loeb waarschuwt dat de studie slechts een momentopname is van de klimaatverandering op de lange termijn en dat het niet mogelijk is om met enige zekerheid te voorspellen hoe de komende decennia eruit zullen zien om het energiebudget van de aarde in evenwicht te brengen. De studie concludeerde echter dat, tenzij de snelheid van warmteabsorptie afneemt, grotere klimaatveranderingen worden verwacht dan wat er feitelijk gebeurt.
“De lange en sterk geïntegreerde gegevens van Argo en CERES hebben ons allebei in staat gesteld om energieonevenwichtigheden op aarde met toenemende nauwkeurigheid te identificeren en om hun variaties en trends in de loop van de tijd met toenemend inzicht te bestuderen.” Gregory Johnson, co-auteur van de studie en een fysisch oceanograaf bij het Pacific Marine Environment Laboratory van de National Oceanic and Atmospheric Administration in Seattle, Washington, zei. “Het observeren van de omvang en veranderingen van deze energieonbalans is van vitaal belang om het veranderende klimaat op aarde te begrijpen.”
Referentie: “Satelliet- en oceaangegevens onthullen significante toename van de opwarmingssnelheid van de aarde” door Norman J. Loeb, Gregory C. Johnson, Tyler J. Thorsen, John M. Lyman, Fred J. Rose en Sigi Kato, 15 juni 2021, Geofysische onderzoeksbrieven.
doi: 10.1029/2021GL093047
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
