Zem absorbuje čoraz viac slnečného žiarenia, čo prispieva k zvyšovaniu jej teploty. Vedci už dlhšie vedia, že za týmto trendom stojí predovšetkým zníženie odrazu slnečného svetla oblakmi. Nedávna štúdia, publikovaná v Geophysical Research Letters, prináša kľúčový chýbajúci dielik do skladačky, ktorý odhaľuje hlavného vinníka tohto javu v 21. storočí. Ukazuje sa, že hlavným dôvodom je kontrakcia (zmenšovanie) svetových búrkových oblakov.

Čo sa deje s oblakmi?

Analýza satelitných pozorovaní za posledných 24 rokov (obdobie 2001-2024) odhalila znepokojujúci trend: zóny búrkových oblakov v tropických a stredných šírkach sa kontrahujú tempom 1,5 % až 3 % za desaťročie. Konkrétne, oblasti s vysokou oblačnosťou (označované ako režimy „Large Total Cloud Cover“, L-TCC) vykazujú štatisticky významné poklesy od 1,84 % ± 0,38 % do 3,20 % ± 0,97 % za desaťročie vo vysokých šírkach a 2,07 % ± 0,45 % za desaťročie v nízkych šírkach. Podobné zmenšovanie vykazujú aj oblasti silného krátkovlnného oblakového radiačného efektu (tzv. S-SWCRE režimy), a to tempom 0,88 % ± 0,4 % až 1,32 % ± 0,3 % za desaťročie.

Toto zmenšovanie, ktoré sa prejavuje ako kontrakcia stredolatitúdnych búrkových oblastí a zužovanie medzitropickej zóny konvergencie (ITCZ), spolu s úbytkom oblačnosti v nízkych šírkach, umožňuje viac slnečného žiarenia dopadnúť na zemský povrch.

Dopad na absorpciu slnečného žiarenia:

Zvýšená absorpcia slnečného žiarenia Zeme je významná, pričom celosvetový trend pre obdobie 2001–2024 je 0,45 W/m² za desaťročie. Z tejto hodnoty až 0,37 W/m² za desaťročie možno pripísať práve kontrakcii spomínaných svetových búrkových a tropických konvekčných/stratocumulusových režimov. Tento jav je opísaný ako „oblakové radiačné otepľovanie“.

Vedci, vrátane autorov štúdie Georga Tselioudisa (korespondujúci autor), Jasmine Remillard, Christiana Jakoba a Williama B. Rossowa, analyzovali dáta z prístrojov Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) a Clouds and the Earth’s Radiant Energy System (CERES) na satelitoch Terra a Aqua. Týmto spôsobom dokázali rozložiť trendy slnečnej radiačnej bilancie na zložky súvisiace so všeobecnou cirkuláciou atmosféry a na zložky ovplyvnené lokálnymi procesmi v oblakoch.

Prečo sa to deje? Spojenie s atmosférickou cirkuláciou:

Kontrakcia búrkových oblakov úzko súvisí s pozorovanými posunmi v celkovej atmosférickej cirkulácii Zeme. Štúdia Tselioudis et al. (2024), na ktorú sa odkazuje v tomto výskume, už predtým zistila:

• Polewardný posun stredolatitúdnych búrkových oblakov, podobný posunu atmosférického prúdového prúdenia (jet streamov).
• Polewardná expanzia subtropickej oblasti s nízkou oblačnosťou, čo sa zhoduje s rozširovaním globálnych trópov.
• Zužovanie medzitropickej zóny konvergencie (ITCZ).

Tieto zmeny v atmosférickej cirkulácii sú dobre zdokumentované v pozorovaniach a modelovacích štúdiách a naznačujú významný vplyv antropogénneho pôsobenia (činnosti človeka). Veľké rozdiely v krátkovlnnom oblakovom radiačnom efekte (SWCRE) medzi definovanými režimami znamenajú, že aj malé zmeny v relatívnom pokrytí týchto režimov môžu viesť k významným zmenám v radiačnej bilancii.

Ďalšie faktory:

Hoci sú posuny v celkovej cirkulácii dominantné, k trendom prispievajú aj lokálne procesy ovplyvňujúce oblaky. V nízkych šírkach pozorovali vedci významné cloudové radiačné otepľovanie (0,21 W/m²/desaťročie), ktoré môže byť spôsobené nepriamymi účinkami aerosólov (napríklad znížením emisií z lodí) alebo poklesom nízkej oblačnosti v dôsledku zmien v procesoch hraničnej vrstvy. Naopak, vo vysokých šírkach došlo k ochladzujúcemu efektu oblakov (0,20 W/m²/desaťročie), ktorý môže byť spôsobený zvýšením albeda a podielu nízkych a stredných oblakov v dôsledku „spätnej väzby fázy oblakov“. Globálny dopad týchto lokálnych procesov je však minimalizovaný ich protichodným charakterom v rôznych zemepisných šírkach.

Kľúčový dielik do skladačky:

Táto štúdia ponúka zásadný chýbajúci dielik do skladačky pochopenia zvyšovania absorpcie slnečného žiarenia v 21. storočí a veľkej tepelnej anomálie z roku 2023. Zdôrazňuje, že je nevyhnutné, aby klimatické modely boli schopné presne simulovať pozorovanú kontrakciu búrkových oblakov a aby sa ďalej skúmali interakcie medzi zmenami atmosférickej dynamiky a oblačnosti.

Zistili sme, že kontrakcia búrkových zón je hlavným faktorom nedávneho zvýšenia absorpcie slnečného žiarenia, čím sa otvára nová kapitola v pochopení klimatických zmien a ich prepojenia s dynamikou našej atmosféry. JaroR