Διαστημικά Νυχαυγή Νέφη και Μεθάνιο

Ένας σπάνιος τύπος νεφών σε πολύ μεγάλα υψόμετρα φαίνεται να γίνεται όλο και πιο συχνός ως αποτέλεσμα της κλιματικής αλλαγής. Τα νέφη αυτά είναι τα νυχαυγή νέφη ( noctilucent clouds). Πρόσφατη μελέτη που δημοσιοποιήθηκε πριν από λίγες ημέρες , διαπιστώνει ότι οι αυξανόμενες αναφορές των νυχαυγών νεφών μπορούν να εξηγηθούν με τις όλο και μεγαλύτερες ποσότητες μεθανίου και υδρατμών που καταγράφονται τα τελευταία χρόνια στην ανώτερη ατμόσφαιρα.

Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε αυτό το μήνα στο Geophysical Research Letters, χρησιμοποιεί υπολογιστικά μοντέλα προσομοίωσης για να διερευνήσει την αύξηση συχνότητας αυτού του είδους των νεφών . Οι συγγραφείς καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι ο αριθμός των παρατηρήσεων αυτού του τύπου των νεφών στα μεσαία έως υψηλά γεωγραφικά πλάτη έχει αυξηθεί σημαντικά.

Τι είναι τα νυχαυγή νέφη;

Τα noctilucent clouds είναι ένας σπάνιος τύπος νέφους που δημιουργείται από παγοκρυστάλλους και μετεωρική σκόνη σε εξαιρετικά μεγάλο ύψος και θεωρείται το υψηλότερο νέφος που παρατηρείται στην ατμόσφαιρα της Γης. Σύμφωνα με τη NASA, το 1885 ήταν η πρώτη φορά που οι άνθρωποι παρατήρησαν αργυρά μπλε σύννεφα να λάμπουν πολύ ψηλά στον νυχτερινό ουρανό Τα νέφη αυτά σχηματίζονται σε υψόμετρο 76 έως 85 χιλιόμετρα (47 έως 53 μίλια), δηλαδή στα ανώτερα όρια της Μεσόσφαιρας. Λόγω του τεράστιου ύψους, φωτίζονται για αρκετή ώρα μετά τη δύση του Ηλίου, εξ’ ου και η ονομασία «φωτεινό νυχτερινό νέφος».

Η απόχρωσή τους είναι αργυρόλευκη ή κυανόλευκη και είναι ορατά μόνο σε περιοχές μεγάλου γεωγραφικού πλάτους (πολικές και υπο-πολικές) και ιδιαίτερα κατά τις θερινές νύχτες. Παρά τη μικρή σχετική πυκνότητα του αέρα και κατά συνέπεια τη σπανιότητα των υδρατμών σε τόσο μεγάλο ύψος ο σχηματισμός του νέφους αυτού είναι δυνατός καθόσον αυτό το ύψος θεωρείται το ψυχρότερο της ατμόσφαιρας και τα έστω ελάχιστα ίχνη υδρατμών που μπορεί να βρεθούν εκεί γρήγορα μετατρέπονται σε παγοκρυστάλλους. Η όψη του φωτεινού νέφους είναι κυματοειδής, που αποτελεί και το χαρακτηριστικό ενδεικτικό της παρουσίας ισχυρών ανέμων στο ύψος του σχηματισμού του. Οι θερμοκρασίες μερικές φορές φτάνουν κάτω από -210 ° F (-134 ° C).

Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι η πιθανότερη εξήγηση για την εξωγενή λάμψη τους είναι ότι αποτελούνται από κρυστάλλους πάγου που σχηματίζονται γύρω από μετεωρική σκόνη. Η υψηλή θέση των κρυστάλλων αυτών βοηθά να αντικατοπτρίζουν το φως του ήλιου πέρα ​​από τον ορίζοντα – το φως του ήλιου που δεν φθάνει στους ανθρώπους στο έδαφος, οι οποίοι επομένως βλέπουν έναν σκοτεινό ουρανό και ένα φωτισμένο σύννεφο.

Τα νέφη αυτά παρατηρούνται συχνότερα περίπου στις 50 ° γεωγραφικού πλάτος βόρεια και νότια Μπορούν να παρατηρηθούν μόνο με γυμνό μάτι μετά το ηλιοβασίλεμα και πριν από την ανατολή, ενώ το φως του ήλιου εξακολουθεί να χτυπά τα σύννεφα και να τους δίνει μια ξεχωριστή γαλαζοπράσινη λάμψη. Επειδή τα σωματίδια σκόνης είναι συνήθως πολύ βαριά και δεν μπορούν να ανέβουν στην ανώτερη μεσόσφαιρα (ώστε να χρησιμεύσουν ως πυρήνες συμπύκνωσης των νεφών) στα νέφη αυτά τον ρόλο πυρήνων συμπύκνωσης τον έχουν τα μικροσκοπικά κομμάτια σκόνης που αφήνονται πίσω από τους μετεωρίτες που πέφτουν.

Τα Noctilucent νέφη (άνω κέντρο) εμφανίζονται σε υψόμετρα κοντά στα 50 μίλια (80 χλμ.), Πολύ πάνω από τις κορυφές ακόμα και των ψηλότερων σύννεφων cumuloniumbus (σύννεφα καταιγίδας). Το κόκκινο ίχνος θερμοκρασίας στα δεξιά δείχνει ότι η ανώτερη μεσόσφαιρα είναι η πιο ψυχρή περιοχή της γήινης ατμόσφαιρας. Εικόνα Randy Russell, UCAR. Οι παρατηρήσεις έγιναν με την υποστήριξη ειδικών οργάνων (Lidar) και ενδεικτικά έχουν αναφερθεί οι περιπτώσεις τον Ιούνιο του 1999 στο Logan της Γιούτα και στο Golden, του Κολοράντο. Έκτοτε, τα νεφελώδη σύννεφα έχουν φωτογραφηθεί στο Wyoming, το Κάνσας, τη Νότια Ντακότα και άλλες πολιτείες των ΗΠΑ, νότια της παραδοσιακής ζώνης σχηματισμού. Τον Ιούνιο του 2012 αξίζει να αναφερθεί οτι τεκμηριώθηκαν και από το Παρατηρητήριο Calar Alto της Ισπανίας σε χαμηλό γεωγραφικό πλάτος 37,2 ° Β !

Οι παρατηρήσεις έγιναν με την υποστήριξη ειδικών οργάνων (Lidar) και ενδεικτικά έχουν αναφερθεί οι περιπτώσεις τον Ιούνιο του 1999 στο Logan της Γιούτα και στο Golden, του Κολοράντο. Έκτοτε, τα νεφελώδη σύννεφα έχουν φωτογραφηθεί στο Wyoming, το Κάνσας, τη Νότια Ντακότα και άλλες πολιτείες των ΗΠΑ, νότια της παραδοσιακής ζώνης σχηματισμού. Τον Ιούνιο του 2012 αξίζει να αναφερθεί οτι τεκμηριώθηκαν και από το Παρατηρητήριο Calar Alto της Ισπανίας σε χαμηλό γεωγραφικό πλάτος 37,2 ° Β !

Μια μεγάλη αλλαγή τις τελευταίες δεκαετίες παρατηρείται στην αύξηση του ποσοστού των υδρατμών στην ανώτερη μεσόσφαιρα . Μερικοί από αυτούς τους υδρατμούς προέρχονται απευθείας από τα κατώτερα στρώματα , αλλά σύμφωνα με τη νέα μελέτη , αποδεικνύεται οτι μια επίσης πολύ μεγαλύτερη ποσότητα μετατρέπεται από το μεθάνιο σε αυτό το ύψος και όχι από μεταφορά . Αυτό συμβαίνει διότι ένα μόριο μεθανίου (CH4) μπορεί να οξειδωθεί σε δύο μόρια υδρατμών (Η2Ο) παρουσία ηλιακού φωτός. Οι Lübken και συνεργάτες του εκτιμούν ότι η ποσότητα των υδρατμών ανά μονάδα όγκου στο υψόμετρο αυτών των νεφών έχει αυξηθεί κατά περίπου 40% από τα τέλη του 18ου αιώνα.

Η ατμόσφαιρα σήμερα έχει περίπου διπλάσιο μεθανίου από ό, τι πριν από έναν αιώνα. Στο σημείο αυτό πρέπει να τονίσουμε οτι το ατμοσφαιρικό μεθάνιο είναι ισχυρό αέριο θερμοκηπίου, με μεγάλο δυναμικό παγκόσμιας θέρμανσης, που υπολογίζεται σε 72 δηλαδή πολύ μεγαλύτερο από το αντίστοιχο του διοξειδίου του άνθρακα (CO2), που είναι το πιο γνωστό αέριο θερμοκηπίου. Το στρατοσφαιρικό μεθάνιο (δηλαδή όσο ανέρχεται στο ομώνυμο ατμοσφαιρικό στρώμα) επηρεάζει επίσης το στρατοσφαιρικό στρώμα του όζοντος. Επιπλέον, υπάρχουν μεγάλες ποσότητες μεθανυδριτών στους ωκεάνιους πυθμένες. Δεν είναι όμως ο ανθρώπινος παράγοντας που έχει αυξήσει τις ποσότητες μεθανίου , αλλά ο φλοιός της Γης περιέχει τεράστιες ποσότητες μεθανίου που δημιουργήθηκε με αναερόβια μεθανογένεση. Άλλες πηγές έκλυσης μεθανίου στην ατμόσφαιρα της Γης περιλαμβάνουν τα ηφαίστεια, οι χωματερές και η κτηνοτροφία, από την εντερική ζύμωση κυτταρινούχων τροφών, ιδιαίτερα στα μηρυκαστικά ζώα. Σύμφωνα με την Υπηρεσία Περιβάλλοντος των ΗΠΑ, οι κύριες πηγές μεθανίου στις ΗΠΑ είναι διαρροές από την παραγωγή φυσικού αερίου. από τα ζιζάνια τα μηρυκαστικά όπως αγελάδες, πρόβατα και αίγες · και η σταδιακή αποσύνθεση των υλικών στους χώρους υγειονομικής ταφής. .

Ο Ρόλος της Ψύξης

Η θερμοκρασία της ατμόσφαιρας σε αυτά τα ύψη θεωρήθηκε ως πιθανή αιτία της αύξησης των αναφορών . Η αύξηση των αερίων του θερμοκηπίου τον περασμένο αιώνα έχει οδηγήσει σε ψύξη τη στρατόσφαιρα , ακόμη και όταν η θέρμανση συμβαίνει στα ελάχιστα λίγα μίλια της κατώτερης ατμόσφαιρας. Τα περιορισμένα δεδομένα υποδηλώνουν ότι υπήρξε ελάχιστη ψύξη στα μεγάλα ύψη και στα γεωγραφικά πλάτη που παραδοσιακά συσχετίζονται με τα noctilucent νέφη αλλά περισσότερη ψύξη στα χαμηλότερα τμήματα της Μεσόσφαιρας στα γεωγραφικά πλάτη μακρύτερα από τον πόλο. Ορισμένες έρευνες, συμπεριλαμβανομένης της μελέτης GRL του 2014, με επικεφαλής τον James Russell (Πανεπιστήμιο Hampton), υποστηρίζουν την άποψη ότι οι ψυχρότερες θερμοκρασίες έχουν ενισχύσει την εμφάνιση των noctilucent νεφών , με ελάχιστες θερμοκρασίες στα γεωγραφικά πλάτη (40 ° N-55 ° N) Ωστόσο, ο Russell και οι συνάδελφοί του σημειώνουν ότι η φωτεινότητα των noctilucent νεφών ελέγχεται κυρίως από τους υδρατμούς παρά από τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Συνεπώς, είναι ακόμα πιθανό ότι ο υδρατμός είναι ο κύριος παράγοντας που οδηγεί σε πιο πολλές με γυμνό μάτι παρατηρήσεις αυτών των νεφών , όπως καταλήγει στη νέα μελέτη.

Διαβάστε τη σχετική μελέτη: