Paul Sparks
0 
3830
248
Du har kanskje en gang lært at "varm luft stiger, og kjølig luft synker." Men det stemmer ikke alltid.
Det er fordi oppdriften av luft - dens evne til å stige - er diktert både av temperaturen og av hvor mye vanndamp den inneholder. Tørr luft inneholder for det meste elementene nitrogen og oksygen, samlet i forskjellige molekyler. Vanndamp er mindre tett enn disse tunge molekylene; i fuktig luft tar vanndamp plass som normalt ville være okkupert av nitrogen og oksygen. Dette fenomenet, kjent som "dampoppdriftseffekten", gjør at fuktig luft blir lettere enn tørr luft med samme temperatur, trykk og volum.
I stor skala hjelper dampoppdriftseffekten med å rette bevegelsen av luft gjennom det laveste området i atmosfæren, kjent som troposfæren, og påvirker spesielt luft over fuktige, tropiske regioner. Selv i tropene forblir noen lapper av luft relativt tørre sammenlignet med mer fuktig luft som ligger i øst eller vest. Nå antyder en ny klimamodell at denne syklusen med fuktig luft som stiger og tørr luft synker, kan noe buffere effektene av klimaendringer i tropene.
"Uten denne effekten, ville klimaoppvarmingen [i tropiske regioner] være enda verre," sa studieforfatter Da Yang, en adjunkt i atmosfæriske vitenskaper ved University of California, Davis og en forskningsforsker fra Lawrence Berkeley National Laboratory. I følge Yangs modell, som ble publisert 6. mai i tidsskriftet Science Advances, forsterker dampoppdriftseffekten mengden termisk energi (varme) som slippes ut i verdensrommet fra tropiske strøk, i størrelsesorden 1 til 3 watt per kvadratmeter. Modellen antyder at når tropisk klima er varmt, kan effekten øke eksponentielt, noe som betyr at regionen vil slippe mer og mer varme, selv når temperaturene stiger.
I slekt: Fotografisk bevis på klimaendringer: Time-Lapse bilder av retreatende isbreer
Når det er sagt, kansellerer ikke dampoppdriftseffekten effekten av klimaendringer, sa Yang. Men det kan noe stabilisere tropiske klima mens temperaturene på jordens poler klatrer i relativt raskere takt, sa han.
Men hvordan fungerer det, akkurat?
Skyer og klar himmel
Dampoppdriftseffekten "har vært kjent for meteorologer i veldig lang tid," fortalte i det minste et århundre Olivier Pauluis, professor i matematikk og atmosfære / havvitenskap ved New York University, som ikke var involvert i studien. . Selv om det er kjent for mange, er forestillingen om at varm luft alltid stiger og kjølig luft alltid synker er en "feil antagelse," sa han.
"Den riktige 'konvensjonelle visdommen' går tilbake til Archimedes prinsipp og er at lett luft stiger, tung luft synker." Imidlertid er fuktig luft lettere enn tørr luft med samme temperatur og trykk, sa Pauluis.
Mens moderne klimaendringsmodeller tar hensyn til denne visdommen, siktet Yang å undersøke hvordan den fuktige luften i tropene påvirker den generelle oppvarmingen i regionen, nærmere bestemt.
Tropene ligger innenfor omtrent 20 grader fra ekvator, pakket rundt planeten som et belte, ifølge National Geographic. I tropene genererer globale mønstre av luftsirkulasjon søyler med fuktig luft og kolonner med relativt tørr luft som sitter ved siden av hverandre og strekker seg skyward, sa Yang. Det samme mønsteret med vekslende luftsøyler manifesterer seg også i mindre skalaer, men disse lokaliserte luftlommene forsvinner i løpet av noen dager, mens de i større skala holder seg stabile over lengre tid og påvirker klimaet i tropene, sa han..
Skyer og tordenvær dannes i den fuktige luften, mens klare himmel stort sett spenner over de tørre regionene, sa Yang. Vanndamp fungerer som en klimagass og fanger opp termisk energi som slippes ut fra havene, landene og de nedre områdene i atmosfæren. derfor kan lite energi slippe ut i verdensrommet fra fuktigere regioner i tropene. "Det meste av energien vil bli avgitt fra de klare himmelregionene, ikke fra skyene," sa Yang.
Det er her dampoppdriftseffekten kommer inn.
I følge teamets datamodeller stiger kjølig luft gjennomsyret av vanndamp oppover, og danner skyer og dropper regn når det går. I mellomtiden synker relativt tørr, varm luft i klare områder på himmelen. Når det tropiske klimaet varmer, varmes mer vann opp og overgår til sin dampform, noe som får luften over til å vokse mer og mer fuktig. Den påfølgende endringen i oppdrift driver den fuktige luften oppover og driver krusninger gjennom den omkringliggende luften; disse krusningene, kjent som atmosfæriske tyngdekraftsbølger, skyver varmen ut av den fuktige luften og inn i den tørre luften i nærheten, sa Yang.
I bunn og grunn balanserer bølgene den plutselige økningen i dampoppdrift ved å redusere eventuell ekstra oppdrift levert av varme, sa han.
Denne syklusen driver mer og mer varme inn i den tørre luften, som slipper av termisk energi til den klare himmelen over, sa Yang.
"Med andre ord [dampoppdrift] vil gjøre at den synkende tørre luften blir enda varmere," slik at mer varme sendes ut fra klare himmelregioner, sa Yang. "Hvis vi ikke har denne dampoppdriftseffekten, vil det sannsynligvis være omvendt," noe som betyr at den stadig varmere luften ville stige i fuktige regioner der varmen vil bli fanget under skyer, la han til.
Funnet er ikke "nødvendigvis banebrytende", som forskere har visst om dampoppdriftseffekten i lang tid, sa Pauluis. Imidlertid fremhever det behovet for å ta hensyn til både temperatur og relativ fuktighet når man modellerer klimaendringer, spesielt i tropiske regioner, la han til.
Yang og hans coauthors har som mål å utvikle storskala modeller for å teste teorien sin. I den nåværende studien modellerte de småskala-systemer med fuktig og tørr luft som forble stabile gjennom tid, slik et storstilt system ville gjort. For å utvikle en fullskala modell som fanger aktivitet overalt i tropene, vil teamet kreve mye mer datakraft. I tillegg håper Yang å samle observasjonsdata fra forskjellige tropiske regioner, for å se hvordan teamets spådommer holder i den virkelige verden.
"Vi vil også vite, hvordan påvirker dampoppdrift skyer og vind på jorden?" han sa.
"En sentral utfordring i forutsigelsen av fremtidige klimaendringer ligger i å korrekt vurdere vurderingene av skyer på lavt nivå, og det er her [dampdriften] -effekten er mer betydelig," la Pauluis til.
- 6 Uventede effekter av klimaendringer
- 5 måter klimaendringer vil påvirke helsen din
- Virkeligheten av klimaendringer: 10 myter busted
Opprinnelig publisert på .
TILBUD: Spar 45% på 'Slik fungerer det' Alt om plass 'og' Alt om historie '!
I en begrenset periode kan du tegne et digitalt abonnement på et av våre mest solgte vitenskapsmagasiner for bare 2,38 dollar per måned, eller 45% avslag på standardprisen for de første tre månedene. Se tilbud
Se alle kommentarer (0)