Minulý rok bol poznačený pádom teplotných rekordov po celom svete. Napriek vysokým emisiám skleníkových plynov a silnému javu El Niño, neočakávaná úroveň nárastu teploty prekvapila klimatických výskumníkov. Podrobná globálna štúdia, ktorá sledovala energetickú bilanciu Zeme, pomohla vedcom nájsť ďalší kľúčový prvok tohto prekvapenia: Zem odrážala späť do vesmíru menej slnečného žiarenia ako obvykle.

Albedo je definované ako zlomok slnečného žiarenia, ktoré planéta odráža. Svetlé povrchy odrážajú viac, zatiaľ čo tmavé povrchy odrážajú menej. Ak globálne albedo klesne, systém prijíma viac slnečnej energie. Táto dodatočná energia pomohla zvýšiť teploty nad rámec toho, čo sa očakávalo len na základe vplyvu skleníkových plynov a javu El Niño.

Výskumníci porovnali merania odrazeného slnečného žiarenia a vyžarovaného tepla, pričom zistili, že odrazivosť v roku 2023 prudko klesla. Hlavným vinníkom tohto veľkého výkyvu bola nízka oblačnosť. Nízke oblaky sú zvyčajne najdôležitejšie pre albedo, pretože zvyčajne odrážajú veľké množstvo slnečného svetla späť do vesmíru a nezachytávajú veľa tepla. Zistilo sa, že nízka oblačnosť sa znížila v kľúčových oblastiach, najmä v častiach severných stredných zemepisných šírok a trópoch. S menším počtom týchto jasných oblakov dosahovalo viac slnečného svetla povrch oceánov a pevniny, čo viedlo k rastu povrchových teplôt. Najvýraznejšie to bolo v Severnom Atlantiku, kde sa zmenšila nízka oblačnosť zároveň s nezvyčajne vysokými teplotami morskej hladiny.

Spätná väzba a kľúčoví podozriví

Vedci odhadujú, že bez poklesu albeda od konca roka 2020 do roku 2023 by globálna teplota v roku 2023 bola o niekoľko desatín stupňa Celzia nižšia. Tento výpočet zodpovedá „nevysvetlenej medzere“, ktorú si vedci všimli pri porovnávaní pozorovaní s bežnými klimatickými faktormi.

Medzi kandidátov, ktorí mohli spôsobiť pokles albeda, patria:

1. Prirodzená premenlivosť: Vnútorné klimatické výkyvy, ktoré môžu na rok alebo dva znížiť tvorbu nízkooblačných oblakov v niektorých oblastiach.
2. Čistejší vzduch (zníženie aerosólov): Drobné častice nazývané aerosóly, ktoré vznikajú napríklad spaľovaním paliva a dopravou, pomáhajú tvoriť kvapôčky v oblakoch a odrážajú slnečné svetlo. V dôsledku zníženia znečistenia sírou pozdĺž hlavných námorných trás a na pevnine obsahuje vzduch menej týchto častíc. Menej častíc môže viesť k menšiemu počtu alebo menej reflexným nízkym oblakom nad oceánmi.
3. Spätná väzba súvisiaca s otepľovaním: Keď sa oceány a vzduch otepľujú, niektoré oblasti môžu uprednostňovať menej nízkej oblačnosti. Teplá voda môže prispieť k menšiemu počtu jasných nízkych oblakov, ktoré potom prepustia viac slnečného žiarenia, čo povrch ešte viac oteplí.

Vynárajúca sa Hemisférická Asymetria

Dlhodobé satelitné pozorovania v rámci projektu Clouds and the Earth’s Radiant Energy System (CERES) pokrývajúce obdobie 24 rokov (2001 až 2024) odhalili aj širší trend: vynárajúcu sa hemisférickú asymetriu v zemskom žiarení. Zatiaľ čo v minulosti sa predpokladalo, že južná a severná pologuľa (NH a SH) odrážajú v priemere rovnaké množstvo slnečného žiarenia, čo viedlo k symetrii albeda, tento predpoklad je spochybnený.

Pozorovania ukazujú, že zatiaľ čo obe pologule tmavnú (absorbujú viac slnečného žiarenia, ASR), Severná pologuľa tmavne rýchlejším tempom. Rozdiel v trende absorpcie slnečného žiarenia medzi NH a SH predstavuje 0.34 ± 0.23 Wm⁻² za desaťročie.

Tento nesúmerný trend je spojený so zmenami v interakciách aerosól-žiarenie, albede povrchu a zmenami vodnej pary. Napríklad zníženie znečistenia (aerosólov) nad Severnou Amerikou, Európou a Čínou od roku 2000 je očakávaným prispievateľom k rýchlejšiemu stmaveniu NH. K tmavnutiu NH prispieva aj zníženie koncentrácie morského ľadu a snehovej pokrývky. Zmeny v oblačnosti tiež prispievajú k väčšiemu hemisférickému kontrastu ASR, hoci ich celková veľkosť je malá v dôsledku opačných trendov v trópoch a extratrópoch.

Dôsledky pre Budúcnosť

Tieto zistenia majú kľúčové dôsledky pre nasledujúce roky. Ak sa spätná väzba medzi otepľovaním a nízkou oblačnosťou zosilní, krátkodobé otepľovanie môže prebiehať rýchlejšie, než mnohé modely očakávali. Trvalý pokles albeda by skrátil časový harmonogram prekročenia dôležitých prahových hodnôt, ako je 1,5 °C nad predindustriálnu úroveň.

Preto je kľúčové naďalej presne merať vlastnosti nízkej oblačnosti a neustále monitorovať toky energie Zeme, aby sme mohli vidieť zmeny takmer v reálnom čase. Od toho, či sa odrazivosť zvýši, zostane na nižšej úrovni alebo ešte viac klesne, závisí rýchlosť, akou sa klíma v nasledujúcich rokoch oteplí. JRi

Celá štúdia bola publikovaná v časopisoch Science a PNAS.