Perubahan iklim menghancurkan awan pendingin

Pembusukan awan laut yang rendah tiba-tiba dapat memicu suhu global

Perubahan iklim yang tidak terkendali dapat menyebabkan lapisan stratocumulus yang mendingin hancur di lautan. © Roger Kirby / freeimages
membacakan

Umpan balik fatal: Jika emisi gas rumah kaca terus meningkat tajam, ini dapat menyebabkan hilangnya pendingin penting dalam sistem Bumi - awan laut tropis. Sejauh ini, lapisan stratocumulus laut ini memantulkan hingga 60 persen sinar matahari gelombang pendek kembali ke angkasa. Namun, dengan kadar CO2 sekitar 1.200 ppm, tutupan awan ini larut - hasilnya akan menjadi lompatan suhu global delapan derajat, seperti yang dilaporkan para peneliti dalam jurnal "Nature Climate Change".

Awan adalah pemain penting dalam sistem iklim. Bergantung pada sifatnya, mereka dapat memantulkan sinar matahari yang datang dan karenanya memiliki efek pendinginan pada iklim - ini khususnya kasus dengan tutupan awan rendah. Awan tinggi, di sisi lain, biasanya menyerap panas yang dipancarkan bumi, sehingga memanaskan atmosfer lebih jauh. Namun, penelitian menunjukkan bahwa sifat dan distribusi awan berubah oleh pemanasan global - sayangnya, biasanya tidak menjadi lebih baik.

Selimut pendingin di atas lautan

Tapi itu bisa bertambah buruk. Sebab, seperti Tapio Schneider dari California Institute of Technology (Caltech) dan timnya telah menemukan, justru awan stratocumulus laut yang peka terhadap kenaikan kadar CO2. Tutupan awan ini menutupi sejauh ini sekitar 20 persen permukaan laut subtropis. Karena mereka memantulkan 30 hingga 60 persen dari radiasi matahari gelombang pendek kembali ke ruang angkasa, awan-awan ini adalah pendingin penting dari sistem iklim bumi.

Namun, bagaimana awan stratocumulus laut menanggapi perubahan iklim dan kenaikan kadar CO2 belum jelas. Alasannya: Awan-awan ini muncul karena turbulensi skala kecil, yang berasal dari kontras awan dingin dan lapisan udara yang lebih hangat di bawahnya. Namun, turbulensi ini terlalu lokal untuk dideteksi oleh model iklim global.

Schneider dan timnya menggunakan model pergerakan udara beresolusi lebih tinggi dan lebih terbatas secara spasial untuk menyelidiki perilaku awan-awan ini secara lebih rinci. Mereka mensimulasikan bagaimana suhu laut, tutupan awan dan keseimbangan radiasi berubah dengan meningkatnya nilai CO2. pameran

Pembubaran tiba-tiba dari 1200 ppm

Hasilnya: Dari nilai CO2 sekitar 1.200 bagian per juta (ppm) atmosferik CO2, awan laut berubah secara dramatis. "Jika nilai melebihi ambang ini, lapisan stratocumulus menjadi tidak stabil dan pecah menjadi awan kumulus yang tersebar, " kata Schneider dan timnya. Ini sesuai dengan nilai-nilai CO2 yang dapat dicapai pada abad berikutnya dengan perubahan iklim yang tidak terkendali.

Tutupan awan stratocumulus laut di depan Pantai Barat AS. NASA / GSFC, MODIS

Hasil dari hilangnya awan ini: Karena efek pendinginan dari tutupan awan dihilangkan, lautan menjadi lebih panas secara signifikan. "Suhu permukaan laut subtropis naik sepuluh derajat, laut tropis delapan derajat lebih hangat, " lapor para peneliti. Secara keseluruhan, ini dapat menyebabkan pemanasan global tambahan delapan derajat. Umpan balik positif ini akan secara drastis meningkatkan perubahan iklim.

Tidak mudah regenerasi

"Studi kami menunjukkan titik buta pada model iklim sebelumnya, " kata Schneider. "Saya berharap dan percaya bahwa perubahan teknologi akan mengurangi emisi kami sedemikian rupa sehingga kami tidak akan mencapai tingkat CO2 yang tinggi. Tetapi hasil kami menunjukkan bahwa ada ambang batas perubahan iklim yang berbahaya yang sebelumnya tidak kami sadari. "

Masalah dengan ini: Jika tutupan awan ini sekali hancur, mereka sulit untuk regenerasi, seperti simulasi terungkap. Hanya ketika tingkat CO2 atmosfer turun di bawah 300 ppm barulah awan stratocumulus mulai terbentuk kembali. Awan ini berperilaku dalam cara yang mirip dengan titik kritis lainnya dalam sistem iklim: ketika nilai ambang tertentu terlampaui, mereka miring ke keadaan baru yang tidak atau hanya dengan kesulitan reversibel.

Penjelasan untuk periode panas di masa lalu?

Namun, penemuan ambang awan ini juga bisa menjelaskan teka-teki palo-klimatologi. Karena dalam beberapa periode hangat dalam sejarah bumi, suhu global naik lebih tinggi daripada nilai CO2 yang disarankan. Misalnya, Arktik bebas es di Eoz n sekitar 50 juta tahun yang lalu. Namun, sementara model iklim global memprediksi ini untuk tingkat CO2 serendah 4.000 ppm, tingkat CO2 di Eoz n cenderung lebih dekat dengan 2.000 ppm.

"Pecahnya selimut stratocumulus dapat menjelaskan bagaimana iklim rumah kaca dapat muncul tanpa tingkat CO2 yang terlalu tinggi, " kata Schneider dan timnya. Albedo yang diubah di wilayah laut yang besar bisa juga menambah iklim saat itu. (Nature Geoscience, 2019; doi: 10.1038 / s41561-019-0310-1)

Sumber: California Institute of Technology

- Nadja Podbregar