Ha szárazabb a sztratoszféra, az segíthet hűteni a bolygót?

Az emberi tevékenység által kibocsátott szén-dioxid a legfontosabb tényezője a klímaváltozásnak, ugyanakkor a vízgőz a legnagyobb mennyiségben előforduló üvegházhatású gáz, amely a Föld természetes üvegházhatásának nagyjából a feléért felelős. Erre egyébként szükség is van, hogy a bolygó lakható legyen.

Manapság, amikor a tudomány olyan dolgokkal kísérletezik, mint a hőmegkötő szén-dioxid csökkentése a levegőben, vagy a napsugárzás visszaverése a világűrbe, a kutatók egy csoportjában felmerült az a kérdés, vajon lehetséges-e a vízgőz eltávolítása a légkörből. Ha pedig igen, ez segít-e az éghajlatváltozás mérséklésében.

A tudósok a koncepciót “szándékos sztratoszféra dehidratációnak”, azaz röviden ISD-nek nevezték el. A módszer lényege, hogy apró jégképző magvakat juttatnának a légkörnek abba a magasságába, ahol a részecskék már nagyon hidegek és túltelítettek. Ezek a szemcsék fokozzák a jégképződést, amelyek egyébként rendes körülmények között nem jöttek volna létre. A tiszta vízgőz ugyanis nem képez könnyen jégkristályokat. Ehhez szükség van egy jégképző magra, például egy porszemcsére, amely körül a vízgőz kifagyhat. Ha ilyen magvakat fel lehet juttatni a túltelített sztratoszférába, akkor a levegőben lévő vízgőz egy része jéggé kondenzálódik és kihullik, ezáltal dehidratálja a sztratoszférát (legalábbis részben).

A feltételezés mögött húzódó fizikai elmélet egyértelmű (hiszen például a jégeső-elhárítás is hasonló elven működik), de létezik-e a légkörnek olyan része, ahol a hideg és túltelítettség egyaránt fennáll, s el lehet jutni ennyira magas rétegekbe. Valójában igen, és neve is van: Nyugat-Csendes-óceáni hidegpont (WCP), amely nagyjából egy Ausztrália méretű terület. A vízgőz sztratoszférába való domináns útvonala, amely a troposzférán és tropopauzán át, felfelé irányul, a trópusok felett helyezkedik el. A tropopauza a Csendes-óceán nyugati, trópusi részén, különösen a WCP-nél ismerten egy átjáró a sztatoszférába, ahol meghatározható a vízgőz mennyisége.

A WCP elég hideg ahhoz, hogy jégkristályok képződjenek, s így természetes módon szárítsa a levegőt. A probléma a korábban már említett tiszta vízgőzhöz kapcsolódik, vagyis ha nincs elég jégképző részecske, akkor nem indul meg a kicsapódás sem. Márpedig a WCP levegőjében kevés szemcse áll rendelkezésre. Jégmagok nélkül pedig a relatív páratartalomnak közel 200 százaléknak kellene lennie ahhoz, hogy spontán jégszemek képződjenek. Az ismert, hogy a WCP nagyon hideg, és a páratartalom gyakran meghaladja a 100 százalékot, de nincs elég porszem, hogy jégszemcse keletkezhessen. Az ISD módszer nem új mechanizmust hozna létre, hanem a WCP-ben már előforduló folyamatokat növelné.

A kutatók a tanulmányban számítógépes modelleket használtak a folyamat szimulálására, amelyet a hőmérséklet és a levegő mozgásának megfigyeléseire alapoztak. Ez pedig azt mutatta, hogy az ISD koncepciója elméletben hatékony.

Elemezték továbbá a NASA 2014-es ATTREX missziójának nagy felbontású vízgőz és hőmérséklet méréseit. Az ATTREX misszió egy pilóta nélküli repülőgépet (Global Hawk) alkalmazott, amely a trópusi tropopauzát és a WCP régiót tanulmányozta. Az ATTREX mérések kimutatták, hogy a repülőgép által vizsgált 550 túltelített levegőjű régióban a használható vízgőz csak egy kis területre koncentrálódott. A parcellák mindössze 10 százalékán lehetne az ISD-vel potenciálisan eltávolítani a vízgőzt. De ha a sztratoszféra csak kis régiói is megfelelő célpontok lennének, az ISD már megvalósítható lenne.

A fentiek alapján a kutatók megbecsülték azt is, hogy a módszernek milyen éghajlati hatása lenne. Számításaik szerint a vízkiürülés mértéke az ember által 1750 kibocsátott CO2 mindössze 1/70-ed részét tenné ki. Ez nagyon csekély hatás, így a kutatás vezetője szerint az ISD önmagában nem ellensúlyozza a szén-dioxid generálta felmelegedés mértékét.

Mindazonáltal az ISD értékes lehet a klímaváltozás enyhítési stratégiában, hiszen az egyéb lehetőségeket is figyelembe véve el tudják később dönteni, hogy érdemes-e további kutatást végezni a témában.

Forrás: NOAA