הקרח נמס ולכן כדור הארץ מחזיר פחות קרינה לחלל, והתוצאה: הגברת ההתחממות

הנסיגה של הקרח הימי הארקטי מקטין את האלבדו – החזר האור של כדור הארץ, בקצב גדול ממה שסברו עד כה. כך עולה ממחקר שהשתמש בנתונים ממכשירים על לוויינים של נאס"א.

תכסית הקרח המינימאלית כפי שנרשמה ב-12 בספטמבר 2013. בקו הירוק - הממוצע של כיסוי הקרח המנימאלי בקיץ על פני 30 שנה. צילום: אולפן ההדמיה במרכז גודארד של נאס"א/Cindy Starr
תכסית הקרח המינימאלית כפי שנרשמה ב-12 בספטמבר 2013. בקו הירוק – הממוצע של כיסוי הקרח המנימאלי בקיץ על פני 30 שנה. צילום: אולפן ההדמיה במרכז גודארד של נאס"א/Cindy Starr

הנסיגה של הקרח הימי הארקטי מקטין את האלבדו – החזר האור של כדור הארץ, בקצב גדול ממה שסברו עד כה. כך עולה ממחקר שהשתמש בנתונים ממכשירים על לוויינים של נאס"א.

המחקר, שבוצע בידי חוקרים במכון סקריפט לאוקיאנוגרפיה באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, כלל שימוש בנתונים ממכשיר Clouds and Earth's Radiant Energy System, CERES. מכשירים מסוג זה מצויים על הלוויינים TRMM (Tropical Rainfall Measurement Mission), טרה, אקווה ו- Suomi NPP המשותף לנאס"א ול-NOAA. מכשיר ה-CERES הראשון שוגר בדצמבר 1997 על גבי TRMM.

ככל שקרח הים נמס, פני השטח של כדור הארץ נעשים כההים יותר, ומוחזר פחות אור לחלל. מכיוון שנמנע מאור השמש לחזור לחלל, כדור הארץ קולט כמות הולכת וגדלה של אנרגית השמש.
האיזור הארקטי התחמם ב-2 מעלות מאז שנות השבעים. השטח המינימלי של הקרח הארקטי בקיץ הצטמצם ב-40% במהלך אותה תקופה. גורם זה הקטין את האלבדו של איזור זה – החלק מתוך האור המגיע לכדור הארץ ומוחזר לחלל, וזהו שינוי שמכשירי -CERES מסוגלים למדוד.

 

עוד בנושא באתר הידען

כריסטינה פיסטון, דוקטורנטית בסקריפס ומדעני האקלים אין אייזנמן ועמיתו ויראבדהדרן ראמאנתן, השתמשו במדידות לוויין כדי לחשב את שינויי האלבדו הקשורים לשינויים בכיסוי הקרח. האלבדו נמדד באחוזים. פני שטח שחורים הם בעלי אלבדו של אפס אחוזים ופני שטח קרחוניים מסמנים 100%. האלבדו של שלג טרי נע בין 80 ל-90 אחוז, בעוד האלבדו של פני השטח של האוקיאנוס נמוך מ-20%. העננים וגורמים אחרים כגון אירוסולים ופחמן משפיעים אף הם על האלבדו של כדור הארץ.

החוקרים חישבו כי האלבדו הכולל של האיזור הארקטי צנח מ-52% ל-48% בין השנים 1979 ל-2011. שטח פני כדור הארץ שהפך כהה, כפול מזה שנמצא במחקרים קודמים. הם גם השוו את הצעותיהם לסימולציות מודל שהעריכו את היכולת של מודלים ממוחשבים לחזות את השינויים באלבדו.

מחקרים קודמים השתמשו בשילוב של מודלים ממוחשבים ותצפיות כדי להעריך כמה אנרגיה נוספת כבר נספגה באוקיינוסים. בניגוד לכך, צוות סקריפס העדיף לבחון ישירות את התיאום בין מדידות האלבדו שנעשו על־ידי נתוני מכשיר CERES של נאס"א עם תצפיות על קרח באמצעות רדיומטרים למדידה על־ידי חיישן מיקרוגל (Imager SSM / I) על סיפון לוויינים מטאורולוגיים. שיטה זו מונעת את אי הדיוק שטמון בשימוש במודלים ממוחשבים.

"זה אינטואיטיבי למדי לצפות כי החלפת קרח ימי לבן באוקיאנוס כהה, תגדיל את החימום." אמר פיסטון.

"השתמשנו במדידות לוויין של האלבדו וקרח הים כדי לוודא זאת וכדי למדוד את כמות החום שנוספה באזור עקב אובדן הקרח. זה היה די מעודד לראות איך שני מערכי נתונים המגיעים משני מכשירי לוויין עצמאיים – הסכימו אחד עם השני".

"מדענים דיברו על המסת הקרח באיזור הארקטי וירידת האלבדו מזה כמעט 50 שנים", אמר רמאנאתן, פרופסור לאקלים ומדעי האטמוספרה בסקריפס אשר ערך מחקר דומה באפקטי העמעום הגלובליים של אירוסולים בעבר. "זו הפעם הראשונה שאפקט מחשיך זה תועד בקנה המידה של כל הקוטב הצפוני ".

ואילו אייזנמן ,פרופסור לדינמיקת האקלים, אמר כי התחממות האיזור הארקטי כתוצאה משינוי האלבדו מגיע לרבע משיעור ההתחממות של כדור הארץ כולו.

לידיעה באתר נאס"א

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

22 תגובות

  1. האם יש תקווה? כרגע נראה שהולכים למקום מאוד לא טוב ושום דבר לא משתנה, האם רואים איזשהו כיוון חיובי באוויר? משו? ניצוץ? נראה שהפתרון היחיד כרגע הוא לשמור שבת כל השבוע…

  2. כמו שקפטן ג'יינוו'יי היתה אומרת… ”צריך לקוות לטוב אבל להיות מוכנים לגרוע מכל"
    אסור לשחק באש ולקחת הימורים על כל החיים בכדור הארץ רק בגלל ש”לא בטוח" שהרע מכל יקרה.

  3. מסכים שהשינוי שמתרחש כרגע מביא לקטסטרופה במבנה האקולוגי.

    אני גם מסכים איתך שמינים רבים נכחדים בתהליך הכחדה המוני.

    אבל אני בסה"כ טוען שאותם שינויים מהירים יכול להיות שבעלי תיקון מהיר – אם למשל האלבדו של כדור הארץ דווקא יעלה עקב אותה התחממות גלובלית, יתכן שהטמפרטורות התאזנו ולא יעלו יותר.

    אגב שים לב שבהנחה שלי לא אמרתי דבר וחצי דבר על מה זה בדיוק אומר לחיות בכוכב לכת לח יותר, חם יותר ומכוסה ב-70% עננות. יכול להיות שההתחממות תעצר תודות לעליית האלבדו, אבל ההשפעה הסביבתית של עודף עננות שכזו בהחלט עשויה להיות קטסטרופלית.

  4. אריק
    אני מסכים שהחיים הם חלק מהותי מהמבנה הכימי של השכבות העליונות. ג'יימס לאבלוק כתב בזמנו ספר שבו הוא טען שלא צריך לנסוע למאדים כדי לראות אם יש שם חיים, מספיק להסתכל על ההרכב הכימי.

    אבל – שים לב למספר נקודות:
    1) כל עוד השינויים מספיק איטיים, החיים יתאזנו עם הסביבה. נראה לי שלזה אתה מתכוון.
    2) שינוי מהיר יכול להחריב את החיים. למשל, מעשי האדם יוצרים קצב הכחדה של מינים שאינו שונה מקצב ההכחדה של סוף עידן הדינוזאורים. תחשוב על זה – אולי חצי מהמינים הקיימים היום, לא יהיו קיימים ביעוד 40 שנה.
    3) בכל מקרה, גם אם יש איזון – האיזון הוא של החיים ככלל, ולא של מינים. כלומר – החיים כנראה ישרדו כמעט כל שינוי, אבל המינים הקיימים, כולל האדם, לא בהכרח ישרדו.

    כל זה בהנחה שאין אלוהים כמובן …..

  5. חברים, אין פה ויכוח אלא דיון – והדיון שלי ושל ניסים קצת ירד מהנושא של הכתבה פה.

    ניסים ו-MH – אמנם פעם היה הרבה יותר חמצן, אבל הוא נוצר רק תודות לבעלי החיים – ולא כתוצאה מתהליכים כימיים רגילים. כלומר – בעלי החיים שינו את האטמוספירה של כדור הארץ.

    בעלי החיים גם מווסתים את רמת המליחות באוקיינוסים – שכן אחרת לא ניתן היה לפתור את "פרדוקס המליחות" – למרות שכל הנחלים זורמים לים ומשם לאוקיינוס, רמת המליחות נשארת יציבה. זאת תודות לבעלי החיים החיים בים.

    בנוסף, הההרכב הכימי של הליתוספירה של כדור הארץ (ובמיוחד הקרום היבשתי) שונה כתוצאה מקיומם של חיים על פני כדור הארץ – כאשר בעלי החיים מתים, נוחתים על הקרום האוקייני, והקרום האוקייני נוחת מתחת לקרום יבשתי אחר, בטמפרטורות והלחצים האדירים שבתהליכים האלה נוצרים סלעים ותרכובות שאחר כך מגיעים לראשי הרים – וסלעים אלה לא היו קיימים ללא בעלי החיים.

    להוסיף לכך את העובדה שהעדויות הקדומות ביותר לבעלי החיים הם בערך לפני 3.5 מיליארד שנים – קצת אחרי יצירת כדור הארץ והתקררותו לטמפרטורה שיכולה לקיים חיים – ניתן לראות במערכת האוקולוגית כחלק אינטגרלי מהתהליכים הכימיים שמתרחשים בליתוספירה והאטמוספירה של כדור הארץ.

  6. אמנם אריק כתב יותר מילים ומשוואות מתמטיות אך ההגיו עם ניסים.

    פעם היה הרבה יותר חנקן, אחר כך הרבה יותר חמצן ועכשיו אנו במצב שאנו עכשיו… בעלי החיים תמיד נכחדים/מתאימים את עצמם לשינויי הטבע. זה לא נכון לומר שהטבע תמיד יהיה מאוזן (כל עוד האדם לא יפריע לא), גם עובדית זה לא נכון וגם לא הגיוני…
    וביכלל האדם הוא חלק מן החי…

    אז בכל מקרה, האינטואיציה שלך בבחירת צד טעתה הפעם 🙂

  7. (ואיי, אתם מה זה חכמים שניייכם…)
    בכל אופן – אם יורשה לי לפשוט, אז אריק ניצח. לא בגלל שהוא צודק (אין לי מושג) אלא בגלל שנראה שהוא התאמצ יותר מניסים וזה כשלעצמו שם אותי בצד שלו.
    אריק – כל הכבוד!

    בכל אופן, לי נראה שיש פרמטר נוסף על כל מה שאמרתם (וכפי שציינתי אני באמת לא מבין בזה כמוכם) וזו האטמוספירה עצמה… היא תוכל להכיל את כל הנוזלים שבאים מלמטה??

  8. אריק
    הפוך….צורות החיים היום מותאמות לריכוז החמצן שיש היום. בעבר הייתה תקופה עם ריכוז גבוה יותר של חמצן והיו צורות חיים מתאימות, כמו חרקי ענק.
    הורדת ריכוז החמצן תגרום לפגיעה בכל צורות החיים, כולל צמחים ויצרני חמצן אחרים.
    זה נכון שמקור החמצן הוא יצורים חיין, אבל זה לא נכון להגיד שיש איזון. ממש לא.

  9. ניסים,
    זה לא מדויק – רמת המליחות, רמת החמצן וכד' – כולם נשמרים ברמתם הנוכחית תודות למחזורי חיים ש"מהנדסים" את הכימיה של הפלנטה שלנו.

  10. אריק
    הפלנטה לא תומכת חיים – החיים מתאימים את עצמם לפלנטה. בפרט, נכחדים המינים שאינם מתאימים, או מסוגלים להתאים את עצמם.

  11. ניסים – ברור שיש התחממות. ברור שזה משנה את המערכת האקולוגית שסביבנו, בצורה שגורמת לנו ולבעלי חיים רבים נוספים – נזק.

    אבל, יכול מאוד להיות שהפלנטה שלנו, ששומרת על היותה "חיה" – כלומר על היותה תומכת בחיים עליה למשך מיליארדי שנים – יש מנגנונים לתקן את הבעיה הזו. ואם יש – צריך לדעת את זה ולהכיר את אותם.

  12. אריק
    אני מסכים איתך שלכיסויי העננות יש השפעה, זה נראה לי די ברור. אני כן חושב שצריך לצעוק, כי רוב המידע שאני שומע, שתומך בזה שאין בעית התחממות, הוא לא אמין.

  13. ניסים – ברור שבאופן שרירותי בחרתי בעליית עננות ל-70%. ההדגמה שלי פה מראה שמכיוון שלעננים מקדם אלבדו גדול מאוד (יותר מאשר לקרח), צריך לקחת את השפעתם בחשבון. אגב, ברור שהאלבדו בקוטב הצפוני יראה שינוי דרמטי ביותר – הרי מתחת לקרח יש אוקיינוס, וההפרשים בין האלבדו באזור הזה הם גבוהים מאוד. בנוסף, האזור מקבל מעט קרינה יחסית לקווי הגובה הנמוכים יותר, ועל כן הווצרות העננים שם היא קטנה יותר.

    הייתי רוצה לראות מחקרים שמודדים את רמת האלבדו באזורים מעוננים יותר, ביחס לירידתם האלבדו בקוטב הצפוני.

    כפי שהראתי בחישובים שלי, גם חישובים מאוד לא מדוייקים – העניין הוא העיקרון – כל שינוי בעננות, ישפיע על האלבדו ועל הטמפרטורה של כדור הארץ.

    הדחייה של החישובים שלי כאילו הם לא מדוייקים ומזכירים הנחות מוטעות בעבר היא לא רצינית – הרי לא התיימרתי לכתוב דוקטורט בנושא, אלא זו תגובה באינטרנט. החישובים אולי לא מדוייקים, אבל מצביעים על נושא שלא מספיק נחקר לדעתי בהקשר ההתחממות הגלובלית.

    קל להיות נביא זעם ולצעוק "אבינו שבשמיים כמה חטאנו!" בהקשר של ההתחממות, אבל אולי כדאי לבדוק האם הפלנטה שלנו בעלת מנגננונים לתיקון עצמי. אחד מהם, הוא האלבדו המוגבר של העננות.

  14. אריק
    הקירובים שלך לא נראים לי סבירים. הבעיה בהתחממות היא עניין של מעלות בודדות, ואני חושב שהשגיאות בקרובים שלך הן הרבה יותר ממעלות בודדות. הדיוק, כביכול, בחישובים שלך מזכירים לי את החישוב של קלוויון לגיל העולם.

  15. זה ממש לא מדוייק.

    האלבדו של עננים גבוה יותר מהאלבדו של קרח, מה גם שבקוטב הדרומי רוב הקרח יושב על יבשה והפרש האלבדו (מקדם החזרת הקרינה של משטח מסויים) הוא קטן בהרבה מאשר בין קרח לאוקיינוס.

    למעשה, אני חושב שאין מספיק מחקרים שמשכללים את גדילת כמות העננים בעקבות ההתחממות הגלובלית כאפקט מאזן – למעשה לעננים אלבדו של 0.5-0.8 (לעומת אוקיינוס שעומד על 0.5-0.7).

    בואו נניח כי בעקבות התחחמות כדור הארץ, העננות בכדור הארץ תעלה ל-70%.

    עלייה בכיסוי העננות ל-70% תגדיל את האלבדו הפלנטרי של כדור הארץ, דבר היעלה את כמות קרינת השמש המוחזרת מפני כדור הארץ. נכון להיום, האלבדו של כדוה"א עומד על 30%, כלומר 0.3. האלבדו של עננים הנו נע בין 0.5-0.8, כלומר ניתן להניח ערך ממוצע של 0.65. אם נחלק שווה בשווה את 30% הנותרים מפני כדור הארץ בין האלבדו של האוקיינוסים לקרקע, בערכים הממוצעים כפי שמופיעים באותה טבלה, נקבל 0.035 ו-0.225 בהתאמה. כעת נחשב את האלבדו הכללי של כדור הארץ בצורה הבאה:
    70% * 0.65 + 15% * 0.225 + 15% * 0.035 = 0.494
    כלומר האלבדו של כדור הארץ יהיה עתה 0.494, ערך הגבוה ב-40% בערך מהאלבדו הנוכחי של כדור הארץ. משמעות הדבר היא כ-40% יותר מקרינת השמש היתה מוחזרת ישירות מכדור הארץ לחלל.
    כעת נחשב את E כהספק הקרינה הנפלטת לחלל מיחידת שטח אחת של כדור הארץ, בכך שנציב בנוסחת שיווי המשקל הקרינתי את האלבדו המעודכן:
    E = (1-A)*S / 4
    נקבל כי:
    E = 174.57 W/m2
    כעת נציב במשוואת סטפן-בולצמן:
    174.57 = σT4
    ונראה כי מתקבלת הטמפרטורה האפקטיבית הבאה:
    T = 235.55 K
    כלומר, לגוף שחור הפולט עצמת קרינה של 174.57 וואט/מ2 , תהיה טמפרטורה של 235.55 קלווין. כלומר, ניתן להתייחס לכדור הארץ כגוף שחור בטמפרטורה של 37.59- מעלות צלזיוס.
    לשם השוואה, נכון להיום, באלבדו הנוכחי של כדור הארץ, הטמפרטורה הזו עומדת על בערך 18- מעלות צלזיוס (255 קלווין). אם לוקחים בחשבון את אפקט החממה בעוצמתו הנוכחית, שנכון להיום מעלה את כדור הארץ בעוד 35 מעלות קלווין, נגיע לכך שפני כדור הארץ יתקררו לטמפרטורה של 2.59- צלזיוס בממוצע.

    חיפשתי ולא מצאתי מספיק מחקרים בנושא, ולכן אני חושב שעד שלא יחקרו את נושא השפעת העננות המוגברת שבוודאי תיווצר בהתחממות, אני לא חושב שניתן לקבוע חד משמעית לאן אנחנו הולכים, או האם הפלנטה אינה מסוגלת לתקן את עצמה (מה שכן, עננות מוגברת בוודאי תשפיע על מזג האוויר בצורת סופות-על כאלו ואחרות).

  16. אוהד
    יותר אידוי אומר יותר לחות באוויר, ואדי מים בעצמם הם גז חממה. לא נראה לי שזה בדיוק מאזן.
    בנוסף, קראתי שיש הרבה מתאן קפוא במעמקי הים, והתחממות המים עלול לגרום לפליטה של גז זה, והנה לך עוד גז חממה….

  17. אכן ההתחממות מאוד בעייתית אך יש גורם איזון (שלא ברור כמה נזק יקרה עד שיכנס לפועל)
    ככל שכדור הארץ מתחממם (עד לדרגה מסויימת שמים מתחילים להעלם אך זה לא המצב) יש יותר גשמים (וגם יותר מים זורמים) כך שקצב הספיגה של CO2 גודל כך שזה אמור למתן את ההתחממות.

    אוהד

  18. למען ה״מכחישים״ :
    מדידות ב13 השנים האחרונות הראו כי :
    ההתחממות על פני האוקינוס ההודי (והשקט) אינה עולה כצפוי,
    עכשיו יש הסבר לתופעה :
    מסתבר כי בגלל ההתחממות מתגברות רוחות הסחר,
    הרוחות מערבלות את המים ערבול שמעלה מים קרים מהעומק,
    המים הקרים ממתנים את ההתחממות,
    אלא ש כאשר יעצר התהליך יפלוט האוקינוס את החום שהצטבר
    ותהליך ההתחממות יתוגבר …

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן