Symetria między półkulami Ziemi zanika. Ma to istotny wpływ na pogodę

Naukowcy już wcześniej zwracali uwagę na tę osobliwość: półkula północna i południowa Ziemi odbijały podobną część promieniowania słonecznego. To zaskakujące, bo na północy jest więcej lądów, miast, zanieczyszczeń i aerozoli przemysłowych, co zwykle zwiększa albedo (miarę zdolności odbijania światła). Natomiast południe to głównie ciemniejszy ocean, który pochłania więcej światła. Nowe dane satelitarne sugerują, że ta symetria się rozpada.

W nowym badaniu opublikowanym w czasopiśmie "Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States America" (PNAS) - dr Norman Loeb, klimatolog z Centrum Badawczego Langley NASA, wraz ze współpracownikami przeanalizował 24 lata obserwacji z misji NASA Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES).

Badacze ustalili, że półkula północna ciemnieje szybciej niż południowa, czyli pochłania więcej światła słonecznego. Jak uważają, ta zmiana może wpłynąć na wzorce pogodowe, opady deszczu i ogólny klimat planety w nadchodzących dekadach.

Od 2000 roku CERES rejestruje, ile światła słonecznego jest pochłaniane i odbijane, a także ile promieniowania podczerwonego (długofalowego) ucieka z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Loeb wykorzystał te pomiary do analizy zmian bilansu energetycznego Ziemi między 2001 a 2024 rokiem.

"Każdy obiekt we wszechświecie ma sposób na utrzymanie równowagi poprzez pobieranie i oddawanie energii. To fundamentalne prawo rządzące wszystkim we wszechświecie" – powiedział Zhanqing Li, klimatolog z University of Maryland portalowi Live Science. "Ziemia utrzymuje równowagę poprzez wymianę energii między Słońcem a emitowanym przez nią długofalowym promieniowaniem" - dodał.

Zespół odkrył, że półkula północna pochłania około 0,34 wata więcej energii słonecznej na metr kwadratowy na dekadę niż półkula południowa. "Ta różnica nie wydaje się duża, ale w skali całej planety to ogromna liczba" – powiedział Li.

Aby dowiedzieć się, co powodowało tę nierównowagę, naukowcy zastosowali technikę zwaną analizą cząstkowych zaburzeń radiacyjnych (PRP). Metoda PRP oddziela wpływ takich czynników, jak chmury, aerozole, jasność powierzchni i para wodna, od obliczeń ilości światła słonecznego absorbowanego przez każdą półkulę. Wyniki wskazały na trzy główne przyczyny ciemnienia na półkuli północnej: topnienie śniegu i lodu, zmniejszające się zanieczyszczenie powietrza i wzrost ilości pary wodnej.

"To miało sens. Powierzchnia półkuli północnej ciemnieje, ponieważ topnieje śnieg i lód. To odsłania znajdujące się pod nią lądy i oceany. Zanieczyszczenie spadło również w takich miejscach jak Chiny, Stany Zjednoczone i Europa. Oznacza to, że w powietrzu jest mniej aerozoli odbijających światło słoneczne. Na półkuli południowej sytuacja jest odwrotna" – przyznał dr Norman Loeb, główny autor badań "PNAS" na łamach Live Science.

Według niego, ponieważ północ ociepla się szybciej, zawiera też więcej pary wodnej. "Para wodna nie odbija światła słonecznego, lecz je pochłania. To kolejny powód, dla którego półkula północna pochłania więcej ciepła" - dodał Loeb.

Jednym z ciekawych wniosków jest to, czego nie zaobserwowano: pokrywa chmur nie zmieniła się wyraźnie w ostatnich 20 latach. "Chmury są dla mnie zagadką ze względu na tę symetrię półkuli" – powiedział Loeb. "W pewnym sensie wątpiliśmy, czy jest to fundamentalna właściwość systemu klimatycznego. Gdyby tak było, chmury powinny to kompensować. Na półkuli północnej powinno być więcej odbić chmur niż na półkuli południowej, ale tego nie widzieliśmy" - przyznał.

Główny autor badań opublikowanych w "PNAS" pracował z najnowszymi modelami, by lepiej zrozumieć zachowanie chmur, do których przyznał, że nie mają pewności. "Chmury pozostają dominującym czynnikiem regulującym nasz bilans energetyczny" – zgodził się Zhanqing Li. Mimo to Li powiedział, że badania dr Normana Loeba pokazują, że ta asymetria nie tylko istnieje, ale jest na tyle istotna, że ​​warto się martwić, co się za nią kryje. Loeb zapowiedział kontynuację badań.