Forskere har lenge visst at noe merkelig skjer i jordens atmosfære. Mens klimagasser varmer opp planetens overflate og nedre atmosfære, blir den øvre atmosfæren faktisk kaldere.
Nå sier forskere fra Columbia University at de endelig forstår fysikken bak denne uvanlige effekten.
Les: Vi får offisielt en Oasis-dokumentar fra skaperen av Peaky Blinders
Studien deres, publisert i tidsskriftet Nature Geoscience, forklarer hvordan karbondioksid oppfører seg forskjellig avhengig av hvor i atmosfæren det befinner seg, og hvordan det samhandler med infrarødt lys.
Nær jordoverflaten fanger karbondioksid varme som ellers ville ha sluppet ut i verdensrommet. Dette er hovedårsaken til at klimagasser bidrar til global oppvarming.
Men høyere opp i atmosfæren – spesielt i stratosfæren – oppfører karbondioksid seg svært annerledes.
Stratosfæren strekker seg fra omtrent 11 til 50 kilometer over jorden. I dette området absorberer karbondioksidmolekyler infrarød energi nedenfra og sender deretter ut noe av denne energien ut i verdensrommet. I praksis oppfører gassen seg nesten som en kjøleradiator.
Etter hvert som mer karbondioksid bygger seg opp i atmosfæren, blir stratosfæren enda bedre til å sende varme ut i rommet – noe som får den til å kjøles ytterligere ned.
En effekt forskere har forutsett i flere tiår
Forskere spådde denne effekten allerede for flere tiår siden. Klimamodeller utviklet på 1960-tallet av nobelprisvinnende klimatolog Syukuro Manabe antydet allerede at økte karbondioksidnivåer ville varme opp den nedre atmosfæren samtidig som stratosfæren ble avkjølt.
Siden midten av 1980-tallet har stratosfæren kjølt seg ned med omtrent 2 grader Celsius. Forskere anslår at denne nedkjølingen er mer enn ti ganger større enn det som ville ha skjedd naturlig uten menneskeskapte karbondioksidutslipp.
Selv om forskerne forsto grunnideen, har den detaljerte mekanismen bak nedkjølingen vært uklar – helt frem til nå.
Les på Sporten: Barcelona legger inn første bud på Alexander Sørloth
«Gullhårssonen» som forklarer mysteriet
Forskerteamet, ledet av Sean Cohen sammen med Robert Pincus og Lorenzo Polvani, utviklet nye matematiske modeller for å forklare prosessen bedre.
De oppdaget at nedkjølingen i stor grad avhenger av hvordan karbondioksid samhandler med ulike bølgelengder av infrarødt lys.
Ikke all infrarød stråling oppfører seg likt. Teamet fant at visse bølgelengder faller inn i det de beskriver som en «Gullhårssone» – på engelsk «Goldilocks zone» – der karbondioksid er spesielt effektivt til å sende varme ut i verdensrommet.
Når karbondioksidnivåene stiger, utvider denne svært effektive sonen seg, noe som øker nedkjølingen i stratosfæren.
Mindre varme slipper ut – mer varme fanges nede
Forskerne undersøkte også rollene til ozon og vanndamp. Selv om disse stoffene kan bidra til nedkjøling i den øvre atmosfæren, var effektene deres mye mindre sammenlignet med karbondioksid.
Studien bidrar også til å forklare hvorfor oppvarmingen nær jordoverflaten blir stadig sterkere samtidig som stratosfæren kjøles ned.
Etter hvert som stratosfæren mister varme og blir kaldere, sender den ut mindre infrarød energi totalt sett. Det betyr at mindre varme slipper helt ut av jorden – noe som gjør at mer varme blir værende fanget i den nedre atmosfæren.
Med andre ord: Karbondioksid kjøler den øvre atmosfæren samtidig som det indirekte forsterker oppvarmingen nærmere bakken.
Hvorfor dette er viktig
Forskerne understreker at arbeidet deres ikke er viktig fordi det på nytt beviser klimaendringer – det er allerede veletablert. I stedet forbedrer studien forskernes forståelse av nøyaktig hvordan atmosfæren reagerer på klimagasser.
De mener også at funnene kan hjelpe forskere med å studere atmosfærene til andre planeter – og til og med fjerne eksoplaneter utenfor vårt eget solsystem.
