În timp ce suprafața Pământului și atmosfera inferioară continuă să se încălzească, o altă porțiune a atmosferei planetei contracarează acest proces.
Departe de sol, atmosfera superioară s-a răcit semnificativ în ultimele decenii. Oamenii de știință au identificat acest contrast neobișnuit ca fiind una dintre cele mai evidente dovezi ale schimbărilor climatice cauzate de activitatea umană, însă mecanismele exacte care stau la baza acestui fenomen au rămas neclare.
Acum, echipa de cercetători de la Universitatea Columbia anunță că au descoperit finalmente mecanismul responsabil. Noul lor studiu detaliază cum dioxidul de carbon (CO2) interacționează cu diverse lungimi de undă ale luminii în moduri care răcesc atmosfera superioară, în timp ce încălzesc planeta de dedesubt.
La nivelul troposferei, CO2 reține căldura care ar scăpa în spațiu, contribuind la încălzirea globală. Totuși, condițiile diferă semnificativ la altitudini mari.
În stratosferă, stratul atmosferic situat de la aproximativ 11 km până la 50 km deasupra solului, CO2 acționează mai degrabă ca un sistem de răcire.
Moleculele absorb energia infraroșie care provine de la sol și apoi eliberează o parte din aceasta direct în spațiu. Pe măsură ce nivelurile de CO2 cresc, stratosfera devine și mai eficientă în eliminarea căldurii, ceea ce duce la scăderea temperaturilor din această zonă, conform celor de la Sciencedaily.
## Un contrast surprinzător
Cercetătorii au anticipat acest efect încă din anii 1960 prin modelări climatice, iar din mijlocul anilor 1980, stratosfera s-a răcit cu aproximativ 2 °C. Specialiștii estimează că această răcire este de mai mult de 10 ori mai mare decât ar fi fost în absența emisiilor generate de oameni.
Pentru a dezlega acest enigma, echipa a dezvoltat modele matematice care au identificat procesele esențiale ce conduc la răcirea stratosferică.
Cercetările lor au scos la iveală un factor critic: modul în care moleculele de CO2 interacționează cu lumina infraroșie (radiația de lungă undă).
Nu toate lungimile de undă ale spectrului infraroșu se comportă în aceeași manieră. Cercetătorii au descoperit că anume lungimi de undă sunt extrem de eficiente în provocarea răcirii. Ei au descris acest interval foarte eficient ca fiind o zonă „Goldilocks” (zonă optimă). Pe măsură ce concentrațiile de CO2 cresc, această zonă se extinde, sporind eficiența de răcire a atmosferei.
## Indicii cu privire la atmosferele altor planete
„Aceste schimbări de eficiență sunt cele care, în cele din urmă, vor determina ritmul răcirii stratosferice”, afirmă Sean Cohen, autorul principal al studiului publicat în Nature Geoscience.
Calculările echipei au confirmat că fiecare dublare a concentrației de dioxid de carbon determină o răcire de aproximativ 8 °C la stratopauză (limita superioară a stratosferei).
Studiul subliniază, de asemenea, un efect de feedback climatic important: deși o cantitate mai mare de dioxid ajută stratosfera să radieze căldura mai eficient, temperaturile mai scăzute care rezultă fac ca sistemul terestru, în ansamblu, să elibereze mai puțină energie infraroșie către spațiu. Acest lucru intensifică menținerea căldurii aproape de suprafață, augmentând astfel încălzirea din atmosfera inferioară.
Conform autorilor, aceste principii fizice recent înțelese nu doar că explică mai bine dinamicile propriei noastre planete, dar ar putea asista astronomii în înțelegerea mai aprofundată a fenomenelor care au loc în atmosferele altor planete din sistemul solar sau în cazul unor exoplanete îndepărtate.
