Endurskin og deyfing stuttbylgjugeislunar frá sól hafa áhrif á orkubúskap við yfirborð jarðar og hafa áhrifin í heild verið nefnd rökkvun. Rökkvun er viðvarandi hluti orkukerfis lofthjúpsins og er því ekki vandamál sem slík, heldur er fremur að breytingar á henni geti talist það, rétt eins og gróðurhúsaáhrif eru viðvarandi og gera jörðina byggilega, en breytingar á þeim kunna að skapa vanda.
Í nýlegum sjónvarpsþætti frá BBC sem sýndur var í RÚV í júlí, var því haldið fram að rökkvun hefði aukist á undanförnum áratugum og hefði nú þegar haft þau áhrif að dregið hafi úr uppgufun og þar með úrkomu víða um heim. Tvær meginástæður aukinnar rökkvunar voru nefndar. Annars vegar mannfjölgun og aukin eldsneytisnotkun í Asíu og víðar, en hins vegar aukin flugumferð. Eldsneytið er aðallega brennt í vondum ofnum sem gefa frá sér mikinn reyk sem veldur mistri í andrúmsloftinu og þar með aukinni deyfingu sólarljóss. "Óæskilegur" skógur og gróður á ræktunarsvæðum er einnig brenndur. Aukin flugumferð stuðlar að aukinni rökkvun vegna myndunar flugslóða í háloftum.
Jörðin og skýjafar séð utan úr geimnum.
Í þættinum var einnig bent á að aukin rökkvun vinni gegn vaxandi gróðurhúsaáhrifum. Ráðstafanir gegn rykmengun og flugslóðum valdi því að gróðurhúsahlýnun muni aukast verulega og þá kæmi í ljós að hún væri meiri en menn hefðu gert sér grein fyrir. Ekki kæmi til greina að auka rykmengun til að draga úr hlýnun því menguninni fylgdu bæði súrt regn sem spillir gróðri og uppskeru og aukning lungnasjúkdóma sem væri óviðunandi. Niðurstaða þáttarins var sú að mannkyn væri í eins konar sjálfheldu sem óhjákvæmilega leiddi til mikilla hörmunga innan þriggja til fimm áratuga.
Flestar grunnstaðreyndir sem hafðar voru eftir vísindamönnum í þættinum eru réttar. Aukin rökkvun af mannavöldum hefur átt sér stað, einkum þó svæðisbundið, og er talið að hún hafi að meðaltali dregið úr hlýnun af völdum gróðurhúsaáhrifa. Aukning á rykmengun í hitabeltinu og nálægum svæðum er raunveruleg. Flugslóðir hafa mælanleg áhrif á dægursveiflu hita og auka rökkvun.
Af hverjum 100 einingum sólgeislunar sem til jarðarinnar koma, endurkastast tæpar 30 út í geiminn aftur og nýtast ekki varmabúskap jarðar. Þetta nefnist endurskin. Ský endurkasta langmestu, um 20 einingum, yfirborð jarðar um 4 og lofthjúpurinn sjálfur, agnir hans og smásæir dropar um 6. Af þeim 70 einingum sem eftir eru komast 51 til yfirborðs, en lofthjúpurinn, ský hans og efnisagnir gleypa 19. Deyfing af þessu tagi nefnist ísog eða gleyping og er hlutur skýja í því um 3 einingar, en vatnsgufa, koltvísýringur og agnir af ýmsu tagi gleypa um 16 einingar. Heildaráhrif rökkvunar ofmetin í sjónvarpsþættinum
Sé sólgeislun við útmörk lofthjúpsins dreift á allt flatarmál jarðar koma 342 W í hlut hvers fermetra. Endurskinið er um 100 Wm-2 og deyfing um 65 Wm-2. Heildaráhrif rökkvunar eru því um 165 Wm. Breytingar á henni frá upphafi iðnbyltingar eru í mesta lagi 4 Wm-2 (um 2,5%), en í minnsta lagi rétt rúm 0%. Í sjónvarpsþættinum voru miklu hærri tölur nefndar, 12% til 20% og mátti skilja að það ætti við heiminn allan, en það á að réttu aðeins við ákveðin svæði, til dæmis þéttbýlustu svæði SA-Asíu.
Í lofthjúpnum má, auk loftsameinda af ýmsu tagi og vatnsdropa, finna mikið magn örsmárra rykagna og dropa sem auk vatns innihalda efnasambönd af ýmsu tagi, til dæmis saltlausnir og brennisteinssýru. Sameiginlega nefnast agnir og dropar ar eða agnúði (e. aerosol). Á hverju ári berast að meðaltali 3,5 milljarðar tonna af ari í lofthjúpinn frá jörð og falla aftur til jarðar (sjá grein Satheesh og Krishna Moorthy 2005). Af mannavöldum berast um 390 milljónir tonna í lofthjúpinn, eða um 11% af heildarmagninu. Um 1,5 milljarðar tonna eru jarðvegsryk og um 1,3 milljarður tonna sjávarsalt, hvorttveggja borið til lofts af vindi. Um helmingur afgangsins eru súlföt, sem aðallega koma úr sjó, mest afurðir plöntusvifs.
Geislunareiginleikar ars eru mjög misjafnir eftir eðli þess, til dæmis felst hlutur sjávarsalts fyrst og fremst í því að auka endurskin jarðarinnar, svartar sótagnir endurkasta litlu en þær gleypa sólargeisla og skyggja á yfirborð. Svo vill til að deyfingaráhrif þess hluta arsins sem orðinn er til af mannavöldum eru talsvert meiri en efnismagnið gefur til kynna. Í margnefndum sjónvarpsþætti var ekki gerður greinarmunur á geislunaráhrifum svarts sóts og annars ars. Sótið eykur gróðurhúsaáhrif og flýtir fyrir snjóbráðnun, minnkun þess myndi því draga úr hlýnun.
Þó geislunareiginleikar hverrar argerðar séu allvel þekktir er margt mjög óljóst um samlegðaráhrif þess. Vegna þess að dvalartími hverrar agnar í lofthjúpnum er oftast stuttur, gjarnan dagar eða vikur fremur en ár, er þéttleiki arsins og þar með geislunaráhrif þess mjög mismunandi bæði í tíma og rúmi. Það ar sem verður til við bruna af ýmsu tagi er mjög fjölbreytt að gerð og oft er hlutfall svarts sóts í því illa þekkt.
Óbein áhrif ars eru óviss. Ljóst er þó að það auðveldar myndun skýjadropa og lengir líftíma þeirra. Aukning skýja eykur endurskin jarðar og úrkomuferli geta raskast á ófyrirséðan hátt, aukning sóts dregur úr endurkasti íss og snævar og flýtir fyrir bráðnun á vorin. Aukning á skýjum og önnur deyfing á sólarljósi veldur því að dægursveifla hita minnkar, sem kann að hafa áhrif á uppgufun og varmaskipti henni tengd. Mjög vafasamt er að tengja ákveðnar breytingar á úrkomufari beint við aukna rökkvun eins og gert var í sjónvarpsþættinum.
Auking í magni gróðurhúsalofttegunda veldur ein og sér aukningu á gróðurhúsaáhrifum og hlýnun, aukning flestra argerða veldur hins vegar auknu endurkasti sólargeisla og þar með kólnun. Svo virðist sem iðnaðarlosun frá um 1950 og fram á áttunda áratuginn hafi aukið endurskin vegna brennisteinsmengunar og þar með dregið úr hlýnun af völdum aukningar gróðurhúsalofttegunda á tímabilinu. Líkanreikningar sem taka tillit til ars virðast staðfesta þessi áhrif.
Sú hugmynd að auka armengun til að vinna gegn aukningu gróðurhúsaáhrifa er mjög vafasöm, ar stendur stutt við í lofthjúpnum, en langflestar gróðurhúsalofttegundir eru þar lengi. Auk þess er minnkun sótmengunar talin draga úr gróðurhúsaáhrifum eins og áður var nefnt.
Heimildir:
Á síðunni Science & Nature hjá BBC er texti er texti sjónvarpsþáttarins um rökkvun. Þar má einnig finna spurningar og svör um viðfangsefnið.
Á umræðusíðunni Real Climate er rætt um sjónvarpsþáttinn.
Í skýrslu IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) frá 2001 má finna ítarlegar upplýsingar um geislunarbúskap jarðar og áhrif ars á hann. Tengla á skýrsluna í heild má finna á heimasíðu IPCC en kaflann um ar á Climate Change 2001
Eftirtaldar greinar eru aðgengilegar á netinu (leitið til dæmis að höfundum á síðu Scopus grunnsins á hvar?is)
Hansen, J.E., Sato, M., Lacis, A., Ruedy, R., Tegen, I., Matthews, E. (1998): Climate forcings in the Industrial era. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 95 (22), 12753-12758.
Hansen, J.E., Sato, M. (2001): Trends of measured climate forcing agents. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 98 (26) , 14778-14783.
Hansen, J., Nazarenko, L. (2004): Soot climate forcing via snow and ice albedos. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 101 (2) , 423-428.
Satheesh, S.K., Krishna Moorthy, K. (2005): Radiative effects of natural aerosols: A review. Atmospheric Environment 39 (11) , 2089-2110.
Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.
Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar
um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að
svara öllum spurningum.
Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að
svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki
nægileg deili á sér.
Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.
Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!
Sólin
Rís 04:41 • sest 22:10
Tunglið
Rís 04:35 • Sest 19:58
Flóð
Árdegis: 04:48 • Síðdegis: 17:13
Fjara
Árdegis: 11:05 • Síðdegis: 23:29
