سال گذشته، رکوردهای گرما در سراسر جهان شکست. سطح گازهای گلخانه‌ای بالا بود و پدیده ال‌نینو (El Niño) نیز شدیدتر از همیشه رخ داد. با این حال، شدت افزایش دمای زمین حتی برای پژوهشگرانی که تعادل انرژی سیاره را رصد می‌کنند نیز شگفت‌انگیز بود.
یک مطالعه جامع جهانی، قطعه جدیدی از این پازل را آشکار کرده است: زمین نسبت به گذشته، نور خورشید کمتری را به فضا بازتاب داده است. این کاهش در بازتاب نور (که به آن «آلبیدو» گفته می‌شود) باعث شد انرژی بیشتری در سیستم زمین باقی بماند و در نتیجه دما سریع‌تر از پیش‌بینی‌ها افزایش یابد.
درک مفهوم آلبیدو (Albedo) و نقش ابرها
آلبیدو به سهمی از نور خورشید گفته می‌شود که سیاره به فضا بازمی‌تاباند. سطوح روشن مانند یخ یا ابرهای ضخیم نور بیشتری منعکس می‌کنند، در حالی‌که سطوح تیره مانند اقیانوس‌ها یا زمین‌های بدون برف، نور کمتری بازتاب می‌دهند. هرگاه آلبیدوی جهانی کاهش یابد، انرژی بیشتری در جو زمین محبوس می‌شود و گرمایش تشدید می‌گردد.
در این میان، ابرهای کم‌ارتفاع نقش کلیدی در بازتاب نور دارند. این ابرها مقدار زیادی نور خورشید را به فضا بازمی‌فرستند و گرمای زیادی در خود نگه نمی‌دارند. در مقابل، ابرهای مرتفع رفتار متفاوتی دارند، زیرا توانایی کند کردن خروج گرما از جو به فضا را دارند.
مدل بودجه انرژی زمین
پژوهشگران زمین را مانند یک سیستم حسابداری انرژی بررسی کردند: در یک سمت نور خورشید وارد می‌شود و در سمت دیگر، گرمایی که از جو خارج می‌شود. آنان با مقایسه داده‌های مربوط به نور بازتاب‌شده و گرمای گسیل‌شده، تغییر خالص انرژی را در سال ۲۰۲۳ بررسی کردند. نتایج نشان داد که بازتاب زمین در سال ۲۰۲۳ به‌شدت کاهش یافته است.
الگوهای ابری که تغییر کردند
کاهش پوشش ابرهای کم‌ارتفاع در مناطق کلیدی، از جمله عرض‌های میانی شمالی و نواحی گرمسیری، موجب شد نور خورشید کمتری بازتاب یابد. در نتیجه، نور بیشتری به سطح اقیانوس‌ها و خشکی‌ها رسید و دمای سطح افزایش یافت.
در مقابل، تغییر در ابرهای مرتفع نمی‌توانست این افت را توضیح دهد. منبع اصلی این تغییر، همان ابرهای کم‌ارتفاعی بودند که معمولاً بازتاب بالایی در مناطق وسیع اقیانوسی دارند.
نمونه شاخص: اقیانوس اطلس شمالی
در این منطقه، دمای سطح دریا به‌طور غیرعادی بالا بود، در حالی‌که ابرهای کم‌ارتفاع کاهش یافتند. این پدیده، نوعی بازخورد گرمایی مثبت ایجاد کرد: آب گرم باعث کاهش ابرهای درخشان می‌شود، کاهش ابرها نیز نور بیشتری را به دریا می‌رساند و آب را باز هم گرم‌تر می‌کند.
هرچند ذوب یخ‌های قطبی نیز بازتاب سطح زمین را کاهش می‌دهد، اما تغییرات سال ۲۰۲۳ را نمی‌توان تنها با آن توضیح داد. عامل اصلی، همان تغییر در آلبیدوی ابرها بود.
کاهش آلبیدو چقدر در گرمایش نقش داشت؟
برای تخمین میزان تأثیر، دانشمندان از مدل بودجه انرژی استفاده کردند که تغییر در بازتاب نور را به تغییر مورد انتظار در دما تبدیل می‌کند. برآوردها نشان داد اگر آلبیدو از اواخر ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۳ کاهش نمی‌یافت، دمای جهانی در سال ۲۰۲۳ چند دهم درجه سلسیوس پایین‌تر می‌بود. این مقدار دقیقاً همان شکاف دمایی است که تاکنون در مدل‌های اقلیمی توضیح داده نشده بود.
دلایل احتمالی کاهش ابرهای کم‌ارتفاع
- نوسانات طبیعی اقلیم: تغییرات داخلی در بادها، رطوبت و پایداری لایه‌های پایینی جو می‌تواند برای یک یا دو سال تشکیل ابرهای کم‌ارتفاع را در برخی مناطق کاهش دهد.
- هوای پاک‌تر: کاهش ذرات معلق (آئروسل‌ها) ناشی از سوخت‌های فسیلی و حمل‌ونقل دریایی باعث می‌شود قطرات ابر کمتری شکل بگیرند و بازتاب نور کمتر شود.
- بازخورد ناشی از گرمایش: گرم‌تر شدن اقیانوس‌ها ممکن است خود به کاهش ابرهای کم‌ارتفاع منجر شود و این چرخه بازخوردی، گرمایش را سرعت بخشد.
ابرها و آلبیدوی سیاره‌ای نقش حیاتی در اقلیم زمین دارند. آن‌ها با بازتاب نور خورشید و جلوگیری از خروج گرما از جو، بخشی از تعادل حرارتی زمین را تنظیم می‌کنند.
پیامدها برای سال‌های آینده
اگر این تغییر صرفاً یک نوسان موقتی باشد، احتمال دارد بازتاب زمین در آینده به سطح پیشین بازگردد و بخشی از گرمای اضافی اخیر را کاهش دهد. اما اگر هوای پاک‌تر یا بازخورد ناشی از گرمایش نقش اصلی داشته باشند، کاهش آلبیدو ممکن است ماندگار شود.
در چنین حالتی، گرمایش کوتاه‌مدت زمین ممکن است سریع‌تر از پیش‌بینی مدل‌های فعلی رخ دهد. این مسئله می‌تواند زمان عبور از آستانه ۱.۵ درجه سانتی‌گراد بالاتر از سطح پیشاصنعتی را کوتاه‌تر کند و «بودجه کربنی» باقیمانده را کاهش دهد.
اهمیت پایش ابرها و آلبیدو برای آینده زمین
این مطالعه بر نیاز فوری به اندازه‌گیری دقیق‌تر ویژگی‌های ابرهای کم‌ارتفاع تأکید می‌کند. همچنین باید جریان انرژی زمین از فضا به‌صورت مداوم پایش شود تا تغییرات در زمان واقعی قابل مشاهده باشند.
پایش تأثیر کاهش آلودگی هوا، به‌ویژه از مسیرهای کشتیرانی، بر میزان ابر و بازتاب نور نیز حیاتی است. این اقدامات می‌توانند نقش نوسانات طبیعی، پاک‌تر شدن هوا و بازخوردهای ناشی از گرمایش را از هم تفکیک کنند و پیش‌بینی دقیق‌تری از گرمایش کوتاه‌مدت و وضعیت اقیانوس‌ها ارائه دهند.
جمع‌بندی
در سال ۲۰۲۳، زمین به‌دلیل کاهش پوشش ابرهای کم‌ارتفاع در مناطقی چون اقیانوس اطلس شمالی و مناطق گرمسیری، نور کمتری به فضا بازتاب داد. این کاهش آلبیدو، انرژی خورشیدی بیشتری را در سیستم زمین نگه داشت و در کنار گازهای گلخانه‌ای و پدیده ال‌نینو، به ثبت رکوردهای جدید گرمایی کمک کرد.
اینکه در سال‌های آینده بازتاب زمین دوباره افزایش یابد یا در سطح پایین‌تری باقی بماند، عامل تعیین‌کننده‌ای در سرعت گرمایش جهانی خواهد بود.
