مدل‌های اقلیمی موجود در تخمین میزان آلبدو زمین اشتباه کرده‌اند!

همانطور که دمای جهانی به دلیل تغییرات اقلیمی ناشی از فعالیت انسان‌ها افزایش می‌یابد، مدل‌های دقیق آب‌و‌هوایی کامپیوتری به ما در درک چگونگی ادامه تکامل آب‌و‌هوای زمین در سال‌های آینده بسیار کمک خواهد کرد.

در مطالعه‌ای که در “مجله تحقیقات ژئوفیزیکی: اتمسفرها” منتشر شده است، تیمی به رهبری محققان دانشکده علوم سیستم زمین UC Irvine و دانشکده علوم و مهندسی اقلیم، مهندسی و علوم فضایی دانشگاه میشیگان نشان داده‌‌اند که چگونه یک مدل اقلیمی که در حال حاضر معمولاً توسط دانشمندان زمین‌شناسی استفاده می‌شود یک ویژگی فیزیکی کلیدی سیستم آب‌و‌هوای زمین به نام آلبدو (Albedo) را بیش از حد تخمین زده است، آلبدو مقداری از نور خورشید است که یخ‌های سطح زمین به فضا منعکس می‌کنند.

این یک عامل مهم در تعیین تعادل آب‌و‌هوا و انرژی زمین است. سطوح روشن مانند برف و یخ، با داشتن آلبدوی بالا می‌توانند بخش بزرگی از انرژی خورشیدی ورودی را منعکس کنند، در حالیکه سطوح تیره تر مانند جنگل‌ها یا اقیانوس‌ها انرژی خورشیدی بیشتری را جذب می‌کنند.

کلوئه کلارک، یکی از دانشمندان پروژه در گروه استاد دانشگاه UC Irvine، چارلی زندر، می‌گوید:

ما متوجه شدیم که با نسخه‌های قدیمی، یخ تا حدود پنج درصد بیش از حد منعکس‌کننده در نظر گرفته شده که بیش از اندازه زیاد است!

مقدار نور خورشیدی که سیاره دریافت و منعکس می‌کند برای تخمین میزان گرم شدن سیاره در سال‌های آینده بسیار مهم است. مدل‌ قبلی یعنی”مدل سیستم زمین مقیاس انرژی (E3SM)”، آلبدو را بیش از حد تخمین می‌زند، زیرا این مدل، آن‌چه را که کلارک در مورد ویژگی‌های میکروفیزیکی یخ در جهان در حال گرم شدن به‌دست آورده بود در نظر نمی‌گیرد!

این خواص شامل اثرات چیزهایی مانند جلبک و گرد‌و‌غبار بر آلبدو است. جلبک‌ها و گرد‌و‌غبار تیره‌رنگ می‌توانند بازتابندگی برف و یخ را کاهش داده و باعث شوند نور خورشید کمتری منعکس شود!

تجزیه و تحلیل به کمک داده‌های ماهواره‌ای

برای انجام این آزمایش، کلارک و تیمش داده‌های ماهواره‌ای را برای ردیابی آلبدوی صفحه یخی گرینلند بررسی کردند. کلارک گفت که آنها دریافتند مدل E3SM انعکاس ورقه یخ را بیش از حد تخمین می‌زند:

به این معنی که این مدل، میزان ذوب کمتری را نسبت به آنچه از ویژگی‌های میکروفیزیکی یخ انتظار می‌رود، پیش‌بینی می‌کند.

با این حال، با احتساب انعکاس یخ در مدل جدید، ورقه یخی گرینلند با سرعتی حدود شش گیگاتن بیشتر از آنچه مدل قدیمی پیش‌بینی کرده بود ذوب می‌شود. این نتایج بر اساس اندازه‌گیری‌های آلبدو است که به‌وسیله‌ی مشاهدات ماهواره‌ای به‌دست آمده و همخوانی بیشتری با آن‌ها دارد.

کلارک امیدوار است که مطالعه او و تیمش بر اهمیت ویژگی‌های ظاهراً کوچک که می‌توانند تأثیرات بزرگی بر آب و هوا داشته باشند، تأکید کند. او گفت:

من فکر می‌کنم کار ما به بهبود مدل‌ها کمک می‌کند و به ما امکان می‌دهد تا بازخوردهای آب و هوایی مربوط به برف و یخ را بهتر درک کنیم.

در مرحله بعد، کلارک قصد دارد بخش‌های مختلف یخی زمین را مطالعه کند تا بسنجد اختلاف آلبدو در مدل E3SM چقدر بزرگ است. او همچنین می‌خواهد نرخ ذوب ورقه یخی جدید گرینلند را با مشاهدات مقایسه کند تا دقت آلبدوی جدید یخی را ارزیابی کند. کلارک گفت:

گام‌های بعدی ما این است که این مدل را به نحوی توسعه دهیم که در سطح جهانی کاربرد داشته باشد و فقط در گرینلند معتبر نباشد. استفاده از آن در یخچال‌های طبیعی و مکان‌هایی مانند آند و آلاسکا نیز مفید خواهد بود.

منبع: Scitechdaily