상층 대기가 차가워지고 있어 새로운 기후 문제가 촉발되고 있습니다

프레드 피어스

이 이야기는 원래 Yale Environment 360에 게재되었으며 Climate Desk 협력의 일부입니다.

변화하는 기후의 중심에는 역설이 있습니다. 지구 표면에 가까운 공기층이 따뜻해지고 있는 반면, 위의 대기 대부분은 극적으로 차가워지고 있습니다. 바닥 몇 마일의 공기를 데우는 동일한 가스는 우주 가장자리까지 뻗어 있는 훨씬 더 넓은 공간을 냉각시킵니다.

이 역설은 기후 모델러들에 의해 오랫동안 예측되어 왔지만 최근에야 위성 센서에 의해 상세하게 정량화되었습니다. 새로운 발견은 한 가지 중요한 문제에 대한 확실한 확인을 제공하지만 동시에 다른 질문을 제기하고 있습니다.

기후 과학자들에게 좋은 소식은 상공 냉각에 대한 데이터가 표면 온난화를 인간이 만든 것으로 식별하는 모델의 정확성을 확인한다는 것입니다. Woods Hole Oceanographic Institution의 베테랑 기후 모델 연구자인 Ben Santer가 5월에 PNAS 저널에 발표한 새로운 연구에 따르면 기후 변화에 대한 인간 지문의 "신호" 강도가 5배 증가한 것으로 나타났습니다. 배경 자연 변동성. Santer는 이번 발견이 "논쟁의 여지가 없다"고 말했습니다.

그러나 상공 냉각 규모에 대한 새로운 발견은 대기 물리학자들에게 궤도를 도는 위성의 안전, 오존층의 운명, 그리고 이러한 급격한 변화가 날씨에 갑작스럽고 예상치 못한 혼란을 가져올 가능성에 대한 새로운 걱정을 안겨주고 있습니다. 아래에.

최근까지 과학자들은 상층 대기의 먼 지역을 "무지권"이라고 불렀습니다. 왜냐하면 그들이 그것에 대해 아는 바가 거의 없었기 때문입니다. 이제 그들이 더 많은 것을 알게 되었으니 우리는 무엇을 배우고 있으며, 그것이 우리를 안심시켜야 할까요, 아니면 경고해야 할까요?

지구의 대기에는 여러 층이 있습니다. 날씨가 일어나는 곳이기 때문에 우리가 가장 잘 아는 지역은 대류권입니다. 두께가 5~9마일에 달하는 이 조밀한 공기 담요는 대기 질량의 80%를 함유하고 있지만 부피는 극히 일부에 불과합니다. 그 위에는 점점 밀도가 낮아지는 공기로 이루어진 넓은 열린 공간이 있습니다. 약 30마일 위로 끝나는 성층권, 그 다음에는 50마일까지 확장되는 중간권, 그리고 400마일 이상 위로 도달하는 열권이 이어집니다.

아래에서 보면 이 먼 지역은 고요하고 깨끗한 푸른 하늘처럼 보입니다. 그러나 사실 그들은 때때로 대류권을 침범하는 강풍과 엄청난 상승 및 하강 기류의 영향을 받습니다. 그리고 우려되는 점은 이미 역동적인 환경이 CO2 및 공중 공기의 온도, 밀도 및 화학적 성질을 망칠 수 있는 기타 인간이 만든 화학 물질에 의해 침투됨에 따라 다시 변할 수 있다는 것입니다.

기후 변화는 거의 항상 대기 중 가장 낮은 지역의 관점에서 생각됩니다. 그러나 이제 물리학자들은 이 가정을 다시 생각해 볼 필요가 있다고 경고합니다. 버지니아주 햄프턴에 있는 NASA 랭글리 연구 센터(NASA Langley Research Center)의 대기 물리학자 마틴 밀린차크(Martin Mlynczak)는 이제 CO2 양의 증가가 "인식 가능한 대기 전체에 걸쳐 명백하게 나타나고 있습니다"라고 말했습니다. 그들은 "과학자들이 이제 막 이해하기 시작한 극적인 변화를 주도하고 있습니다." 우리 머리 위 저 멀리 푸른 야생의 변화는 피드백을 받아 아래 세상을 변화시킬 수 있습니다.

브렌다 스톨야르

윌 나이트

유선 직원

메데이아 지오다노

모든 수준에서 대기의 온도 변화에 대한 이야기는 주로 CO2에 대한 이야기입니다. 우리는 매년 400억 톤 이상의 가스를 배출하여 대류권을 온난화시키고 있다는 사실을 너무나 잘 알고 있습니다. 이는 가스가 태양 복사열을 흡수하고 다시 방출하여 밀도가 높은 공기 중의 다른 분자를 가열하고 전반적인 온도를 높이기 때문에 발생합니다.

그러나 가스가 모두 대류권에 머무르는 것은 아닙니다. 또한 전체 대기를 통해 위쪽으로 퍼집니다. 이제 우리는 대기권 상부의 농도 증가율이 대기권 하부만큼 크다는 것을 알고 있습니다. 그러나 그것이 온도에 미치는 영향은 매우 다릅니다. 하늘의 공기가 더 희박할 때 CO2에 의해 재방출되는 대부분의 열은 다른 분자와 충돌하지 않습니다. 우주로 탈출합니다. 더 낮은 층에서 열을 더 많이 가둬두는 것과 결합하여, 그 결과 주변 대기가 급속히 냉각됩니다.