|
 July 21, 2000 -- Frågan låter som en Zen
koan: Hur kan jorden värmas och kylas samtidigt?
Det är gåtan klimatologer världen över står inför efter att
man under 20 år mätt med satteliter och
radiosonder
och fått data som visar att medan jordytan sakta har värmts de senaste tio åren,
har ingen uppvärmning skett i de lägsta atmosfärlagren.
Tidvis har istället en viss avkylning kunnat mätas i dessa lager.
Mätningarna är förvånande, för datorsimuleringar på världsklimatet förutsäger
att de två lägsta atmosfärlagren, som tillsammans bildar Troposfären,
borde värmas snabbare än jordytan.
Ovan: Satellite mätningar visar en mycket komplex
temperatur struktur genom hela jordatmosfären. Temperatur mätningar
vid jordytan visar både uppvärmning och avkylning -- beroende på var
man mäter.
[mer information
]
"Jag tror atmosfären är mer komplex än vad nuvarande
datormodeller simulerar" säger Dr. Roy Spencer, chefsforskare för klimat
studier vid "Global Hydrology and Climate Center" (GHCC) vid "NASA's
Marshall Space Flight Center".
"Denna gåta ändrar dock inte uppfattningen att viss global uppvärmning
kommer att ske i framtiden."
Spencer och Dr. John Christy, en professor i atmosfär forskaning vid
"University of Alabama" i Huntsville,
försöker förstå dom oväntade temperaturmönstren.
Genom att förklara motsatsförhållandet mellan marknivå och atmosfär,
hoppas man kunna förbättra datorsimuleringar för jordens klimat i
framtiden.
Då kan man få en bättre bild av hur allvarlig uppvärmningen kommer att
bli de närmaste hundra åren.
"Jag tror dessa data ökar på den skepsis traditionella forskare har,
och bör ha, när man diskuterar framtida förändringar", säger Cristy.
Mätningar på marknivå, visar en liten temperaturökning på 0,2 C grader
per 10 år. Nuvarande klimatmodeller förutsäger att atmosfären närmast
över marknivå "Lägre troposfären" upp till 8000 m borde värmas något
fortare.
Men sattelitmätningar i "Lägre troposfären" de sista 20 åren
stämmer inte med den förutsägelsen.
Data insamlade av "National Oceanic and Atmospheric Administration's
TIROS-N", en serie av vädersatteliter, visar bara en liten netto
uppvärmning på 0,05 C grader per 10 år.
Och före 1997-98s El Niño system, visade satteliterna en liten netto
avkylning av 0,01 C grader per 10 år.
Ovan:
Medeltemperaturen per månad i lägre troposfären, från ytan till 8 km
höjd. Denna är starkt påverkad av oceanernas väder, speciellt "El Nino"
och "La Nina" fenomenen.
Uppvärmningen 1998-99 är kopplad till en stark "El Nino", medan avkylningen
1999-2000 följer av den pågående La Nina-fasen. Över en längre period ser
man en liten ökning av temperaturen med +0.047oC per 10 år.
[
mer information]
Vad är orsaken till den oväntade trenden? Just nu finns bara teorier.
"Stratosfärisk
ozone förtunning, okända effekter av större vulkaniska utbrott och
infraröd påverkan av aerosolutsläpp är ideer som bollats fram och
tillbaka, men inte gett någon ändring i datorsimuleringen", säger
Spencer.
Några forskare tror att mätningarna vid ytan är för höga pga den sk
"asfalt effekten", och därmed ger för höga förväntningar på mätningar
i troposfären.
Termometrarna som mäter yttemperaturen är vanligtvis placerade där
dom lätt kan nås av människor, dvs nära bebodda samhällen.
I industrialiserade samhällen är termometrarna vanligtvis placerade
vid flygplatser.
Man känner inte till hur mycket mätfel detta ger på mätningar vid
jordytan. Dvs påverkan av dessa
"urban heat islands". Med detta menas att den svarta asfalten,
liksom all uppvärmning i byggnader och fordon gör dessa områden något
varmare än landsbygden.
"Jag tror vi fortfarande har asfalt-effekt i mätningarna, som överdriver
globaluppvämningen" säger Spencer. "Jag tror inte det är möjligt att
eliminera denna effekt, eftersom nästan alla termometrar är påverkade
av människan".
Höger:
Asfalt ersätter träd i många industri-områden, därmed höjs temperaturen
lokalt, vilket gör att vissa forskare undrar om
Urban Heat Island effekten kan leda till överdriven beräkning av
jordens yttemperatur.
Satelliter, däremot, sveper över nästan hela jordytan (ca 95 %), och
mäter då både oceaner skogar och fabriker.
Huvuddelen av nuvarande arbete på GHCC fokuserar på förbättra och
utöka databanken för att få en klarare och mer detaljerad bild av
atmosfärens temperaturvariation, över längre tid.
Exempelvis, så försöker Christy förlänga atmosfärmätningarna bakåt, före
1979 -- när den första TIROS-N satelliten gick i bana -- , genom att
använda data från radiosond-balonger. Balongdata kan förlänga mätperioden
till slutet på 1950-talet.
En ny effektivare sensor i satteliterna ger dessa en mer detaljerad
temperaturkarta. De nya "Advanced Microwave Sounding Unit" (AMSU),
sensorerna kan detektera temperaturer i övre stratosfären, vilket är
ett lager högre än vad de tidigare sensorerna kunde mäta.
De nya sensorerna kan också skilja ut flera sub-lager i troposfären,
-- där de flesta vädersystemen uppstår.
Den första AMSU sensorn skickades upp i rymden i Maj 1998
ombord på NOAA-15 satelliten, och data från den är redan inlemmat i
dagliga uppdateringar av Spencer. Följande AMSU sensorer är planerad att
skjutas upp i slutet av augusti 2000 ombord på NOAA-16 satelliten,
och Aqua satelliten och "European Space Agency's" MetOp serie av
polar-svepande satelliter har också dessa sensorer.
"(AMSU sensorerna är) vad vi kommer att mäta med under överskådlig
framtid," säger Spencer.
Ovan: Den här globala yttemperatur-kartan, är ett exempel på vad
man kan få från AMSU-A satteliten i nästan realtid. Mer information,
besök AMSU-A web site
vid "Global Hydrology and Climate Center". (Note: De svarta vertikala
regionerna är områden som inte ännu har flugits över av satelliten i
det här realtidsfotot.)
De förbättrade mätningarna kan kanske ge bättre datamodeller
om jordens klimat, så att de bättre följer de observerade mätningarna
i jordens atmosfär.
Nuvarande modeller lider av flera aproximationer.
Till exempel, moln är inte tydligt representerade av datamodellen.
"Upplösningen i nuvarande modeller är för grov för så små objekt som moln"
säger Spencer. Ändå spelar moln en viktig roll i klimatet pga dess
påverkan på fuktighet, "precipitation" och "albedo" (den procent av
sol energin som reflekteras tillbaks till rymden som ljus).
"Inverkan av moln anses som en av de största osäkerhets faktorerna
i förutsägelserna om den globala uppvärmningen" säger Spencer.
Möjligheten att växter upptar koldioxid, och inverkan av mylla har
endast nyligen lagts in i datamodellerna, och forskarna är inte säkra på
hur modellerna påverkas av dessa faktorer, säger Spencer.
"Vi vet att en del av den koldioxid vi producerar, genom förbränning
av fossila bränslen, tas upp av vegetationen, men hur detta påverkar
totala mängden koldioxid i framtiden är osäkert", säger Spencer.
Klimat modeller begränsas också av tillgänglig datakraft.
"Global-modellerna vore mycket bättre, om datorerna vore mycket
snabbare," säger Spencer. "Nu måste många approximationer göras för
att göra modellerna tillräckligt enkla, för att kunna behandla hela
jordytan".
"Olyckligtvis," fortsätter Spencer, "vet vi att många av de
processer som påverkar klimatet är mycket olinjära, och kan bete sig
på ett överraskande sätt."
"The Global Hydrology and Climate Center" är ett samarbete mellan
regering och universitet, för att studera den globala vattencykeln
och dess effekt på jordens klimat. Gemensamt grundat av NASA och dess
akademiska partners, gemensamt använda av NASA's Marshall Space Flight
Center i Huntsville, Alabama, and the University of Alabama i Huntsville,
Centret styr forskningen på ett antal viktiga områden.
|
Headlines
