Podívej se nahoru. Ne, tam ne. Podívejte se nahoře.
Daleko za mraky, nad pásmem počasí, kde nelétají letadla, se atmosféra ochlazuje. Hladké, nevyhnutelné a rychlé. A co pod našima nohama? Začíná být horko. Nejen teplé. Horký.
To zní jako protimluv. Proč se jedna část Země ochlazuje, zatímco jiná se mění v troubu? Vědci si byli tohoto trendu vědomi. Potvrdily to desítky let dat. Fyzika za tímto procesem však zůstala nejasná.
Nyní se zdá, že vědci z Kolumbijské univerzity na tento mechanismus přišli.
Mechanismus je jednoduchý, nemilosrdný a účinný
Oxid uhličitý zachycuje teplo. To je hlavní závěr, který jsme si dobře vědomi. Působí jako přikrývka, zachycuje infračervené záření blízko povrchu a udržuje troposféru (kde žijeme) teplou.
Deky ale ve vesmíru fungují jinak.
Ve stratosféře (přibližně 11 až 50 km nadmořské výšky) CO₂ teplo nezadržuje, ale odvádí ho. Pohlcuje teplo ze spodních vrstev a vyzařuje je do prázdna.
Více CO₂? Do vesmíru jde více záření. Vrstva se ochladí.
“To vysvětluje fenomén, který je otiskem změny klimatu… který ještě nebyl plně pochopen.” — Robert Pincus
Čísla mluví sama za sebe. Od 80. let minulého století teploty klesly o dva stupně Celsia. To je obrovská částka. Přirozené výkyvy nemohly mít takový vliv. Emise způsobené lidmi zvýšily toto ochlazování desetinásobně.
„Zlatý průměr“ tepelných ztrát
Proč jsme to nemohli spočítat přesně dříve? Staré teorie byly chytré, ale kvalitativní odhady. Syukuro Manabe to předpověděl již v 60. letech (práce hodná Nobelovy ceny, kterou si zaslouží). Ale jak přesně tento trik molekuly provedly? Zůstala rozmazaná.
Sean Cohen a jeho tým vytvořili matematický model. Vyladili ho, rozbili, opravili a porovnali své rovnice s daty ze skutečných senzorů a superpočítačových simulací.
Jeden faktor vyskočil do popředí.
Infračervené světlo.
Ne všechno infračervené záření je vytvořeno stejně. Různé vlnové délky se pohybují různě. Cohenův tým našel specifický rozsah – „sweet spot“ – kde se CO₂ stává neuvěřitelně účinným při uvolňování tepla zpět do vesmíru. S rostoucí koncentrací CO₂ se tato zóna rozšiřuje. Zlepšuje odvod tepla. Obloha je stále chladnější.
Pomáhá ozón a vodní pára? Sotva. Jejich role při ochlazování stratosféry je ve srovnání s CO₂ zanedbatelná.
Chlazení nahoře zvyšuje teplo dole
Tady je zápletka. Nebo past.
Když stratosféra uvolňuje teplo, celý prostor Země jako celek zadržuje více tepla. Jak je to možné?
Studený vzduch pojme méně energie. Ochlazená stratosféra se stává méně silným zářičem. Do vesmíru vysílá méně energie než dříve. Tato „ztracená“ energie zůstává v systému. Hromadí se blíže k povrchu.
Pokaždé, když se množství CO₂ zdvojnásobí? Na samém vrcholu stratosféry (stratopauze) dochází k ochlazení asi o 8 stupňů. Ale nižší? Past se stahuje.
Mechanismus, který zmrazí vysoké nebe, je tedy také součástí důvodu, proč povrch hoří. Uzavřená smyčka zpětné vazby. Půvabné a zastrašující.
Souvisí to s důkazy, že oteplování existuje?
Ne.
O teplotních trendech se už nikdo nehádá. O tom tento článek není. Jde o přesnost. Jde o pochopení mechanismu.
“To nám skutečně říká, co je podstatné.”
Cohen říká, že model by se dal použít i jinde. Jupiter. Exoplanety. Světové prostory s jinými plyny. Pokud znáte pravidla světla a tepla, můžete „číst“ jakoukoli atmosféru.
Prozatím jsou pravidla jasná. CO₂ stoupá. Horní vzduch se ochladí. Je nám čím dál tepleji.
Matematika se sčítá.
Co zůstává nejasné? Když se zbytek atmosféry rozhodne dodržovat stejná pravidla.
