Schoner Lucht Versnelt Mogelijk Opwarming Door Verminderde Weerkaatsing van Wolken
Aerosoldeeltjes vormen wolkdruppels door waterdamp aan te trekken. De aarde weerkaatst minder zonlicht en absorbeert meer warmte dan enkele decennia geleden. De opwarming van de aarde vordert sneller dan klimaatmodellen hadden voorspeld, met waargenomen temperaturen die de voorspellingen in 2023 en 2024 overschrijden. Deze trends hebben wetenschappers in de war gebracht over waarom de atmosfeer meer licht toelaat.
Een nieuwe studie, gepubliceerd in Nature Communications, toont aan dat het verminderen van luchtvervuiling onbedoeld de helderheid van mariene wolken heeft verminderd, die sleutelregulators van de wereldtemperatuur zijn. Tussen 2003 en 2022 zijn wolken boven de Noordoostelijke Stille Oceaan en de Atlantische Oceaan, beide gebieden van snelle oppervlakteverwarming, bijna 3% minder reflectief geworden per decennium. Onderzoekers wijzen ongeveer 70% van deze verandering toe aan aerosolen—fijne deeltjes die door de atmosfeer zweven en zowel de bewolking als de samenstelling van de wolken beïnvloeden.
Onderzoek dat aantoont dat sommige aerosolen schadelijk zijn, heeft geleid tot inspanningen om de deeltjesvervuiling te beperken, specifiek gericht op producten van de verbranding van fossiele brandstoffen. De niveaus van aerosolen zullen waarschijnlijk blijven dalen naarmate schone energie olie en gas vervangt. Om de nauwkeurigheid van wereldwijde temperatuurvoorspellingen te verbeteren, moeten wetenschappers de werkelijke relatie tussen aerosolen, wolken en warmte van de zon in klimaatmodellen vastleggen.
“Dit artikel is een substantiële bijdrage aan het bewijs dat verminderingen van luchtverontreinigende deeltjes bijdragen aan versnelde opwarming,” zei Sarah Doherty, een principal research scientist aan het UW Cooperative Institute for Climate, Ocean and Ecosystem Studies.
Onderzoekers wisten dat lage wolken boven de oceaan zouden verdwijnen naarmate de temperaturen stegen, waardoor er meer oppervlak blootgesteld werd aan verwarmend zonlicht en het effect versterkt werd. Ze wisten ook dat deeltjes in de atmosfeer de aarde isoleren door licht af te buigen en de hele wolk reflectiever te maken.
Het koelende effect van deeltjesvervuiling maskeerde decennialang de opwarming door broeikasgassen. Versnelde opwarming was een potentieel gevolg van het verbeteren van de luchtkwaliteit. “Het is duidelijk een goede zaak dat we de deeltjesvervuiling in de atmosfeer hebben verminderd,” zei Doherty. “We willen niet terug in de tijd en de Clean Air Act ongedaan maken.”
De Clean Air Act, aangenomen in 1963, markeerde de eerste van vele wereldwijde inspanningen om vervuiling te beheersen. “Ons doel is te begrijpen wat de huidige klimaatveranderingen aandrijft om in te schatten hoeveel opwarming we in de toekomst zullen zien,” voegde Doherty eraan toe.
De Noordoostelijke Stille Oceaan en de Atlantische Oceaan warmen sneller op dan bijna overal op aarde, wat een bedreiging vormt voor visbestanden en de gezondheid van mariene ecosystemen. De onderzoekers analyseerden 20 jaar aan satellietgegevens die de dynamiek van wolken boven deze wateren documenteerden om de drijfveren achter de waargenomen vermindering van reflectiviteit te identificeren.
Ze ontdekten dat aerosolen wolken op twee manieren beïnvloeden. Kleine deeltjes geven waterdruppels iets om zich aan vast te houden, en met een vaste hoeveelheid water betekent meer aerosolen meer kleine, glanzende druppels in de wolken. Volgens dezelfde logica vergroot het verminderen van aerosolen de grootte van de wolkdruppels. Grote druppels zijn zwaarder en vallen sneller naar de aarde als neerslag, wat de levensduur van wolken of de bewolking vermindert.
“Wanneer je de vervuiling vermindert, verlies je reflectiviteit en verwarm je het systeem door meer zonnestraling, of zonlicht, naar de aarde toe te laten,” zei hoofdauteur Knut von Salzen, een senior onderzoeker in atmosferische en klimatologische wetenschappen aan de UW.
Het bijwerken van de vorming van aerosolen en de grootte van wolkdruppels in klimaatmodellen verbeterde de simulaties van wolkenreflectiviteit—een cruciale variabele voor het projecteren van toekomstige temperaturen. “Het kan zijn dat we de opwarmingstrends onderschatten omdat deze connectie sterker is dan we wisten,” zei von Salzen. “Ik denk dat dit de druk op iedereen vergroot om klimaatmitigatie en -adaptatie opnieuw te overdenken, omdat de opwarming sneller vordert dan verwacht.”
Terwijl deze veranderingen in de wereldwijde wolkenreflectiviteit een snelle opwarming op aarde hebben uitgelokt, onderzoeken wetenschappers de haalbaarheid van interventies die de wolken helderder kunnen maken zonder de lucht te vervuilen. Een dergelijke interventie staat bekend als mariene wolkenverheldering, waarbij schepen zeewater in de lucht spuiten om laaghangende oceaanwolken reflectiever te maken en de opwarming door de zon te minimaliseren.
“Je zou het kunnen zien als het vervangen van ongezonde verontreinigende deeltjes door een ander type deeltje dat geen verontreiniging is—maar dat nog steeds een voordelig koelend effect biedt,” zei Robert Wood, een professor in atmosferische en klimatologische wetenschappen aan de UW. Echter, voordat deze methoden worden geïmplementeerd, is meer onderzoek nodig om te bevestigen dat deze methoden veilig zijn en geen onbedoelde gevolgen hebben. In de tussentijd zal deze studie wetenschappers helpen om de impact van klimaatverandering op wereldschaal beter te voorspellen.
