Stratocumulus-wolken zijn misschien niet de opzichtigste trekjes in de International Cloud Atlas, maar het zijn de werkpaarden van de atmosfeer. De lage, vlakke dekken van wolken - ook bekend als mariene lagen - bedekken meer dan 20 procent van de subtropische oceanen en reflecteren ongeveer 30 procent van het licht van de zon, waardoor de planeet veel koeler blijft dan anders het geval zou zijn. Maar een nieuw klimaatmodel suggereert dat stijgende koolstofdioxideconcentraties in de atmosfeer de vorming van stratocumulus kunnen verstoren, wat leidt tot dramatische stijgingen van de oppervlaktetemperatuur van de aarde, tot wel 14 graden Fahrenheit.
Joel Achenbach van The Washington Post meldt dat wolken een belangrijk maar frustrerend onderdeel zijn van klimaatmodellering. Afhankelijk van hun locatie, type en hoeveelheid, kunnen ze warmte vasthouden of helpen reflecteren. Nauwkeurig modelleren van cloudgedrag kost echter veel rekenkracht en de luchtstromen die wolken ondersteunen zijn te klein om toe te voegen aan wereldwijde klimaatmodellen.
Dat is waarom onderzoekers besloten om dingen te vereenvoudigen, het modelleren van een stuk van vijf bij vijf kilometer van de wolk boven de subtropische oceaan van Californië op een supercomputer. Toen ze de concentratie CO2 in hun modellen verhoogden, zagen ze een verrassend effect. Bij niveaus van meer dan 1200 delen per miljoen koolstofdioxide waren de stratocumuluswolken niet langer in staat om hun grote, platte, reflecterende platen te vormen - in plaats daarvan op te breken in puffierwolken. Emiliano Rodriguez Mega van Nature meldt dat stratocumuluswolken continu hun warmte in de bovenste atmosfeer moeten uitstralen om hun vorm te behouden. Als de luchttemperatuur te warm wordt, kunnen ze dit niet meer doen en breken ze uit elkaar. Het papier verschijnt in het tijdschrift Nature Geosciences .
Momenteel liggen de wereldwijde CO2-niveaus op 410 ppm, een stijging ten opzichte van ongeveer 280 ppm vóór het begin van de industriële revolutie. Hoewel meer dan 1200 ppm onwaarschijnlijk klinkt, is het waar de atmosfeer ongeveer een eeuw heen gaat op het huidige tempo van de mensheid van koolstofvervuiling. "Ik denk en hoop dat technologische veranderingen de CO2-uitstoot zullen vertragen zodat we niet echt zulke hoge CO2-concentraties bereiken", zegt hoofdauteur Tapio Schneider van het Jet Propulsion Laboratory bij Caltech in een persbericht. "Maar onze resultaten laten zien dat er gevaarlijke drempels voor klimaatverandering zijn waarvan we ons niet bewust waren."
Schneider zegt dat de drempel van 1200 ppm voor het uiteenvallen van de cloud slechts een ruwe schatting is. En omdat zoveel elementen van het klimaatmodel in het nieuwe model werden vereenvoudigd, vertelt Matthew Huber, een paleoklimatoloog aan de Purdue University, aan Mega bij Nature dat het moeilijk is om met zekerheid te zeggen hoe nauwkeurig het nieuwe wolkenmodel kan zijn.
Maar de bevindingen zijn geen taart in de wolkenloze hemel. "Het is geen gek, " Andrew Ackerman, een cloud-onderzoeker aan het Goddard Institute for Space Studies van NASA niet betrokken bij de studie vertelt Mega. "Het onderliggende mechanisme is volkomen aannemelijk."
Als het model waar is, kan het een vreemde periode in het verleden van de aarde verklaren, bekend als het Paleoceen Eoceen Thermal Maximum, ongeveer 55 miljoen jaar geleden. In die periode werd de wereld zo warm dat het Noordpoolgebied smolt en zelfs krokodillen huisvestte. Om zo'n dramatische gebeurtenis te laten plaatsvinden, zeggen de huidige klimaatmodellen dat het koolstofdioxidegehalte 4000 ppm zou moeten bereiken, wat ongeveer het dubbele is van de CO2-niveaus die onderzoekers in het geologisch record hebben gevonden. Als stijgende CO2 echter zou leiden tot het verlies van stratocumuluswolken, zou dat de ongebruikelijke hitte kunnen verklaren. De eb en vloed van wolken kunnen ook helpen bij het verklaren van andere ongebruikelijke hittepieken in de klimaatgeschiedenis van de aarde.
"Schneider en co-auteurs hebben Pandora's doos met potentiële klimaatverrassingen opengebroken", vertelt Huber aan Natalie Wolchover van Quanta Magazine . “Plots is deze enorme gevoeligheid die duidelijk is uit klimaten in het verleden niet iets dat in het verleden ligt. Het wordt een visie op de toekomst. "
