Ο ρόλος των ωκεανών στην κλιματική αλλαγή

Για δεύτερη συνεχόμενη χρονιά ανακοινώθηκε από μια μεγάλη ομάδα επιστημόνων ότι οι ωκεανοί της Γης σημείωσαν νέο ιστορικό ρεκόρ θερμοκρασίας το 2019, ιδίως μεταξύ της επιφάνειας των νερών και βάθους έως 2.000 μέτρων. Η σχετική μελέτη παρατίθεται στο τέλος του άρθρου για όσους ενδιαφέρονται. “Η ποσότητα θερμότητας που προσθέσαμε στους ωκεανούς του κόσμου κατά τα τελευταία 25 χρόνια ισοδυναμεί με 3,6 δισεκατομμύρια ατομικές βόμβες που έπεσαν στη Χιροσίμα”, δήλωσε ο επικεφαλής της επιστημονικής ομάδας Λιλίνγκ Τσενγκ αναπληρωτής καθηγητής του Ινστιτούτου Ατμοσφαιρικής Φυσικής της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών.

Ίδια ακριβώς μελέτη είχε δημοσιευτεί και πέρσι από την συγκεκριμένη ομάδα, όπου και τότε τότε γινόταν αναφορά ότι τα τελευταία πέντε χρόνια ήταν τα πιο ζεστά, με τις μετρήσεις να χτυπούν κόκκινο το 2018 .Υπολόγιζαν μάλιστα ότι ο τρέχων ρυθμός θέρμανσης των ωκεανών ισοδυναμούσε με πέντε ατομικές βόμβες που εκρήγνυνται κάθε δευτερόλεπτο.

Εντυπωσιακά μιντιακό, αλλά όχι τόσο πολύ όταν το ακούς για δεύτερη φορά. Η φετινή μελέτη καταλήγει στο συμπέρασμα ότι από το 1970 μέχρι σήμερα, πάνω από το 90% της θερμότητας λόγω της κλιματικής αλλαγής κατέληξε στους ωκεανούς, ενώ λιγότερο από 4% αύξησε τη θερμοκρασία στην ατμόσφαιρα και στην ξηρά. Επίσης συγκρίνοντας την περίοδο 1987-2019 με την περίοδο 1955-1986, η μελέτη δείχνει ότι υπάρχει μία αύξηση κατά περίπου 450% στην ταχύτητα ανόδου της θερμοκρασίας των ωκεανών. Μας λέει δηλαδή ότι η θερμοκρασία των θαλασσών ανεβαίνει στην εποχή μας με υπερτετραπλάσιο μέσο ετήσιο ρυθμό από ό,τι πριν μερικές δεκαετίες.

Είναι σωστές οι μετρήσεις;

Στη Διεθνή Επιστημονική Κοινότητα υπάρχουν μεγάλες αντιδράσεις για τον τρόπο που γίνονται οι μετρήσεις στους Ωκεανούς. Όλα ξεκίνησαν πριν 3 χρόνια, όταν η μελέτη που εκδόθηκε στο Nature, έκανε τον συγκλονιστικό και ανησυχητικό ισχυρισμό ότι “η θέρμανση των ωκεανών βρίσκεται στο πικ των προηγούμενων εκτιμήσεων, με ανησυχία ότι αυτό θα έχει τις γνωστές συνέπειες αντίδρασης της Γης στην αλλαγή του κλίματος, όπως τα αέρια θερμοκηπίου και η άνοδος της στάθμης της θάλασσας κ.λ.π . Χρησιμοποιώντας μια νέα τεχνική για τη μέτρηση της συσσώρευσης θερμότητας στους ωκεανούς, η γεωεπιστήμονας του Princeton, Laure Resplandy και η ομάδα, της υπολόγισαν ότι η ποσότητα θερμότητας που απορροφάται από τους ωκεανούς είναι πάνω από 60% υψηλότερη ετησίως από τις εκτιμήσεις που δίνει η Διακυβερνητική Επιτροπή για την Κλιματική Αλλαγή των Ηνωμένων Εθνών, το 2014. Αλλά όταν ο Βρετανός ερευνητής του κλίματος και ο στατιστικός Nicholas Lewis υπολόγισε εκ νέου τους αριθμούς της μελέτης, διαπίστωσε ότι η Resplandy και η ομάδα της είχαν κάνει σημαντικά λάθη στα μαθηματικά τους. Το περιοδικό Reason, αναφέρθηκε σχετικά με τη διαμάχη. Πριν εξηγήσουμε γιατί συμβαίνουν όλα αυτά ας δούμε κάποια χρήσιμα στοιχεία για τους ωκεανούς αλλά και για τους υδρατμούς.

Ο ρόλος του νερού στην κλιματική αλλαγή

Όταν σκεφτόμαστε τα αέρια που συμμετέχουν στη κλιματική αλλαγή, συνήθως σκεφτόμαστε το διοξείδιο του άνθρακα και ίσως κάποια άλλα αέρια της ατμόσφαιρας, όπως το μεθάνιο. Αυτά τα αέρια συμβάλλουν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου απορροφώντας και παγιδεύοντας υπέρυθρη ενέργεια (θερμότητα) από την επιφάνεια της Γης. Στη πραγματικότητα όμως, το πιο ισχυρό αέριο θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα δεν είναι κανένα από αυτά, αλλά το νερό σε μορφή υδρατμών.

Οι υδρατμοί στην ατμόσφαιρα απορροφούν το 35-85% της γήινης εξερχόμενης υπέρυθρης ενέργειας, σε σύγκριση με τα πολύ χαμηλότερα ποσοστά των 9-26% που απορροφώνται από το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και των 4-9% από το μεθάνιο (CH4). Η κύρια πηγή των ατμοσφαιρικών υδρατμών προέρχεται από την εξάτμιση από τους ωκεανούς. Να μη ξεχνάμε ότι οι ωκεανοί της Γης είναι πραγματικά απέραντοι, καλύπτοντας το 71% της επιφάνειάς της και περιλαμβάνοντας το 97% του νερού της. Εάν μας ενδιαφέρουν οι παράγοντες που επηρεάζουν το παγκόσμιο κλίμα, πρέπει να δούμε επιπλέον και τους ωκεανούς.

Η θερμοκρασία της Γης και τα αέρια του Θερμοκηπίου

Αν και οι υδρατμοί έχουν την μεγαλύτερη επιρροή στο πόση θερμότητα συγκρατείται στον πλανήτη μας (περίπου 95%) , η επίδραση τους στο κλίμα οφείλεται στον τρόπο που τα άλλα αέρια του θερμοκηπίου (όπως το CO2 – διοξείδιο του άνθρακα – και το CH4 –μεθάνιο-) επηρεάζουν κι αυτά τη θέρμανση του πλανήτη. Εάν δεν υπήρχαν όλα αυτά τα αέρια του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα(μαζί με τους υδρατμούς), η μέση τιμή της θερμοκρασίας στην επιφάνεια της Γης θα ήταν πολύ πιο χαμηλή – περίπου -18°C – και πολύ μικρότερη ποσότητα νερού θα εξατμιζόταν στην ατμόσφαιρα. Η παρουσία των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα αυξάνει τη θερμοκρασία της γήινης επιφάνειας, με αποτέλεσμα την εξάτμιση του νερού. Αυτό με τη σειρά του αυξάνει τη θέρμανση, λόγω της επίδρασης των υδρατμών στο φαινόμενο του θερμοκηπίου και ούτω καθεξής. Αυτός ο «φαύλος κύκλος», όπου διάφοροι παράγοντες επιδεινώνουν ο ένας τον άλλο, ονομάζεται θετικός βρόχος ανάδρασης.

Όμως, οι υδρατμοί έχουν και μια αντίστροφη επίδραση: περισσότεροι υδρατμοί στον αέρα συνεπάγεται και περισσότερα σύννεφα. Τα σύννεφα αντανακλούν πίσω στο διάστημα το περισσότερο από το εισερχόμενο ηλιακό φως, προκαλώντας φαινόμενο ψύξης που ωθεί το παγκόσμιο κλίμα σε αντίθετη κατεύθυνση από το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Σήμερα, η επίδραση των σύννεφων δροσίζει τη γήινη επιφάνεια κατά περίπου 5 °C, αλλά δεν γνωρίζουμε ποιος από τους δύο παράγοντες – η θέρμανση ή η ψύξη των υδρατμών – θα επικρατήσει σε θερμότερο κλίμα.

Η απορρόφηση της θερμότητας από τους ωκεανούς

Η απεραντοσύνη των ωκεανών αποτελεί βασικό παράγοντα για το ρόλο τους στην κλιματική αλλαγή. Καθορίζει πόση από την περίσσεια θερμότητα που παράγεται από την υπερθέρμανση του πλανήτη μπορεί να απορροφηθεί από τους ωκεανούς – πραγματικά πολύ περισσότερη από ότι η ατμόσφαιρα.

Μπορούμε να κάνουμε υπολογισμούς για να συγκρίνουμε την αύξηση της θερμοκρασίας των ωκεανών και της ατμόσφαιρας, όταν η ίδια ποσότητα θερμότητας προστίθεται και στα δύο . Θα το δούμε παρακάτω και είναι καταπληκτικό.

Ο υπολογισμός αποκαλύπτει ότι η θερμοχωρητικότητα στους ωκεανούς είναι περίπου 1000 φορές μεγαλύτερη από αυτή της ατμόσφαιρας και επομένως οι ωκεανοί θα υποστούν χαμηλότερη αύξηση της θερμοκρασίας για την ίδια ποσότητα της θερμότητας που απορροφάται. Αυτό σημαίνει πως τα χρονοδιαγράμματα για την κλιματική αλλαγή οφείλονται κυρίως στη θερμική μάζα των ωκεανών και όχι στης ατμόσφαιρας. Φυσικά, αυτό δε σημαίνει πως η θερμοκρασία δεν θα αυξηθεί – αλλά σημαίνει πως το χρονοδιάγραμμα θα είναι πολύ πιο μακροπρόθεσμο από ότι είχε γενικά υποτεθεί.

Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι, σε τιμή θέρμανσης 1 W ανά τετραγωνικό μέτρο σε ολόκληρη τη γήινη επιφάνεια , θα χρειαστούν περίπου 116 μέρες για να προκληθεί αύξηση της ατμοσφαιρικής θερμοκρασίας κατά 1 °C , αλλά 324 χρόνια για να προκληθεί η ίδια αύξηση στη θερμοκρασία των ωκεανών.

Ο ρόλος των ωκεανών στην κλιματική αλλαγή ακόμη δεν έχει, ξακαθαρίσει. Απο τη μια μεριά υπάρχει το θέμα του τρόπου που γίνονται οι μετρήσεις και από την άλλη το θέμα οτι οι ενώσεις που απελευθερώνονται από τους ωκεανούς μπορούν να συμβάλλουν τόσο στην κλιματική θέρμανση- ενεργώντας ως αέρια θερμοκηπίου- όσο και στη κλιματική ψύξη- αυξάνοντας τα σύννεφα. Οι ίδιοι οι ωκεανοί μπορούν να απορροφήσουν θερμότητα και να δράσουν ως αντλίες για το διοξείδιο του άνθρακα – αλλά όσο η θερμοκρασία του νερού αυξάνεται, μπορεί να συμβεί ένας θετικός βρόχος ανάδρασης. Μέχρι στιγμής λοιπόν , η καθαρή επίπτωση των ωκεανών στη κλιματική αλλαγή είναι ασαφής, παρότι συνεχίζουμε να μελετάμε όλα αυτά τα συστήματα, αναπτύσσοντας περισσότερα σύνθετα μοντέλα και αποκτώντας μια καλύτερη ιδέα για το μέλλον του πλανήτη . Η φύση ακόμη δεν μας έχει ανακαλύψει πλήρως τα μυστικά της.