CO2 – Barát vagy ellenség?
A földfelszín közelében a szén-dioxid csapdába ejti a meleget, ami elősegíti a globális felmelegedést. Később azonban, a felszíntől 11–50 km-es magasságban található sztratoszférában, a CO2 egészen más szerepet tölt be: itt felfogja a lentről érkező infravörös energiát, majd annak egy részét kisugározza az űr felé. Ezáltal jelentős hőenergiát juttat a bolygó körüli térbe, ami miatt a sztratoszféra hőmérséklete évtizedek óta csökken – az 1980-as évek közepe óta nagyjából 2 Celsius-fokkal, ami a becslések szerint legalább tízszerese a természetes mértéknek.
Bár a sztratoszféra hűlésének általános okai régóta ismertek, a pontos folyamatok mostanáig rejtve maradtak. A Columbia kutatói most kidolgoztak egy matematikai modellt, amely feltérképezi a lehűlés minden részletét, és sikeresen összevetették azt az éghajlati szimulációk adataival is.
Egyensúlyozás a „Goldilocks zónában”
A kulcs a CO2 és az infravörös sugárzás kölcsönhatásában rejlik: a légkör nem minden hullámhosszon egyforma hatékonysággal engedi át vagy sugározza ki a hőt. A modell alapján van egy olyan hullámhossztartomány, amely kiemelkedően jól hűti a sztratoszférát, és minél több a CO2, annál szélesebbé válik ez a tartomány. Bár az ózon és a vízgőz is befolyásolja a légköri hőmérsékleteket, a kutatók szerint ezek szerepe jóval kisebb, mint a CO2-é.
Hóhér odafenn, fűtőmester idelenn
A modellek és megfigyelések alátámasztják: minél magasabbra jutunk, annál erősebben érvényesül a hűlés, és a legnagyobb mértékű lehűlés a sztratoszféra felső határán következik be, ami a CO2 minden megduplázódásakor akár további 8 Celsius-fokos hűlést is jelenthet a stratopauzánál. Paradox módon azonban, ha a felsőbb légkör hűl, azzal a Föld rendszere összességében kevesebb infravörös energiát tud kibocsátani az űrbe. Ez pedig felerősíti a felszíni felmelegedést.
Túl a Földön: bolygóközi jelentőség
A kutatás új, részletekbe menő magyarázatot adott a több évtizedes klímakutatás egyik alapkérdésére. Ezek az eredmények új fejezetet nyithatnak az atmoszféra vizsgálatában, nemcsak itt, hanem más bolygókon és exobolygókon is, hiszen a folyamatok alapelvei ott is érvényesülhetnek. Ami eddig rejtély volt, most már a természet tudományos rendjébe illeszkedik: a globális felmelegedés egyik legfurcsább lenyomata magyarázatra talált.
