Kuzey Yarımküre’de kış başlıyor ve beraberinde soğuk ve bulutlu kış günleri de geliyor. Bulutlar, yağmur sağlamanın yanı sıra güneş ışığını Dünya yüzeyine ulaşmadan önce yansıtarak çevre üzerinde hayati bir rol oynuyor.
Ancak 2003 ile 2022 yılları arasında Kuzey Atlantik ve Kuzeydoğu Pasifik üzerindeki bulutlar daha az yansıtıcı hale geldi ve bu da daha fazla güneş ışığının okyanus yüzeyine ulaşmasına ve deniz yüzeyi sıcaklıklarının yükselmesine neden oldu.
Meslektaşlarım ve ben yakın zamanda , hava kalitesini iyileştirmeye yönelik küresel çabaların, bulutları değiştirerek iklim ısınmasını istemeden hızlandırdığını gösteren bir araştırma yaptık .
Daha temiz havanın sağlık açısından önemli faydaları olduğu gibi , partikül kirliliğinin miktarının azalması da bulutların soğutma etkisini azaltarak iklim ısınmasını hızlandırıyor.
Azalan bulutlar ve yükselen sıcaklıklar
Çalışmamız, partikül kirliliğindeki değişimlerin ve iklim ısınmasının bulutlar üzerindeki etkilerini analiz etmek için yirmi yıllık uydu verilerine dayanıyordu. Veriler, Kuzey Yarımküre’deki alçak bulutların 2003’ten bu yana hızla azaldığını gösteriyor.
Özellikle Kuzey Atlantik ve Kuzeydoğu Pasifik üzerindeki bulut yansıması her on yılda yaklaşık yüzde üç oranında azaldı. Aynı dönemde, deniz yüzey sıcaklıkları yaklaşık 0,4 santigrat derece artarak ekosistemlere ve balıkçılığa zarar veren deniz sıcak hava dalgalarını yoğunlaştırdı .
Sera gazı artışlarından kaynaklanan iklim ısınmasının okyanus üzerindeki alçak bulutların azalmasına yol açacağını bekliyorduk . Ancak, gözlemlenen değişimler bu süreçle veya doğal iklim değişkenliğiyle açıklanamayacak kadar büyüktü ve bu da birçok iklim modelinin hafife aldığı ek bir ısınma nedenine işaret ediyordu.
Asıl etkenin aerosoller olduğu ortaya çıktı; bulut damlacıkları için tohum görevi gören küçük parçacıklar. Daha az aerosol olduğunda, bulutlar daha az ama daha büyük damlacıklar içerir. Bu damlacıklar daha az güneş ışığı yansıtır ve daha hızlı yağmur yağma olasılığı daha yüksektir; bu da daha kısa ömürlü, daha koyu bulutlar oluşturur. Bu süreç, alçak bulutların deniz alanları üzerindeki soğutma etkisini zayıflatır.
Bu etki, bilinen iki mekanizmadan kaynaklanmaktadır: Daha az aerosolün bulutları daha az yansıtıcı hale getirdiği Twomey etkisi ve daha büyük damlacıkların bulut ömrünü kısalttığı Albrecht etkisi . Bu değişiklikler bir araya geldiğinde, gezegenin genel yansıtıcılığını azaltır.
Sonuç olarak, çalışmamız bir paradoksu ortaya koyuyor: Daha temiz hava insan sağlığına fayda sağlarken, aynı zamanda tarihsel olarak partikül kirliliğinin soğutma etkisiyle “maskelenen” sera gazı ısınmasının tüm gücünü de ortaya koyuyor.
Ülkeler daha sıkı hava kalitesi düzenlemeleri benimsedikçe, sülfat aerosollerinin ana kaynağı olan kükürt dioksit (SO₂) emisyonları keskin bir şekilde düştü . Çin’in SO₂ emisyonları, 2003’ten bu yana her on yılda yaklaşık 16 milyon metrik ton azalırken , Amerika Birleşik Devletleri ve Avrupa’da da benzer azalmalar yaşandı. Daha temiz hava, parlak ve yansıtıcı bulutlar oluşturabilecek daha az aerosol partikülü anlamına geliyor.
Çalışmamız, özellikle bulut parlaklığının en çok düştüğü bölgelerde bulut damlacık yoğunluğunda yüzde beş ila yüzde 10’luk bir düşüş olduğunu gösterdi. Azalan aerosoller, daha büyük damlacık boyutları ve bulutların kararması arasındaki yakın ilişki, daha temiz havanın bölgesel ısınmaya yol açtığını doğruladı.
24 Dünya sistemi modelini analiz ettik ve çoğunun gözlemlenen bulut değişimlerinin büyüklüğünü ve kapsamını hafife aldığını gördük. Yalnızca aerosollerin bulutları nasıl etkilediğini doğru bir şekilde gösteren modeller gerçek dünya gözlemleriyle eşleşti ve bu da önemli bir modelleme zayıflığını ortaya koydu.
Çalışmamızda, partikül hava kirliliği kesintilerinin etkilerini genel ısınmanın neden olduğu bulut değişimlerinden ayırdık. Sonuçlar, azalan aerosollerin bulut yansıtma kaybının %69’undan, ısınmanın ise %31’inden sorumlu olduğunu gösterdi. Simülasyonlarımız, daha büyük damlacıklara tepki olarak bulut ömründe meydana gelen değişikliklerin (Albrecht etkisi), bulut damlacıklarının boyutundaki değişimde (Twomey etkisi) daha etkili olduğunu göstermektedir.
Bu okyanus bölgelerindeki bulut parlaklığının azalması, Dünya’nın küresel enerji dengesizliğine on yılda metrekare başına yaklaşık 0,15 watt (W/m²) ekledi; oysa bu bölgeler gezegenin yüzeyinin yalnızca %14’ünü kaplıyor. Aynı dönemde yükselen küresel CO₂ seviyeleri de on yılda yaklaşık 0,31 W/m² ekledi; bu da daha temiz havanın, söz konusu bölgelerde CO₂’nin kendisine kıyasla neredeyse yarı yarıya daha fazla ısınmaya neden olduğu anlamına geliyor.
Bu bulgu, bir politika sorunu yaratıyor: Hayat kurtaran hava kalitesi iyileştirmeleri, sera gazı ısınmasının önemli bir kısmını maskeleyen bir soğutma kalkanını da ortadan kaldırıyor. Aerosol emisyonlarının yüzyılın ortalarına kadar düşmeye devam etmesi beklendiğinden, bu “maskenin kaldırılması”, on yıllarca daha hızlı ısınma oranlarına katkıda bulunmaya devam edebilir.
bir dağ kraterinin üzerindeki mavi gökyüzündeki bulutlar
Oregon’daki Krater Gölü üzerinde bulutlar beliriyor. Temiz hava insan sağlığına fayda sağlarken, aynı zamanda sera gazı ısınmasının tüm gücünü de ortaya koyuyor. (AP Fotoğrafı/Jenny Kane)
Sürekli gözlemin önemi
Bulutları ve aerosolleri gözlemleyen uydular görevlerinin sonuna yaklaşıyor ve 2026 yılında kullanımdan kaldırılmaları bekleniyor. Uzun vadeli uydu izleme, daha temiz hava, daha sönük bulutlar ve bölgesel ısınma arasındaki bağlantıyı ortaya çıkarmak için gerekli olduğunu kanıtladı ve gelecekteki ısınmayı anlamak için de gerekli olmaya devam edecek.
Sonuçlarımız, birçok iklim modelinin hava partikül kirliliği azaldıkça yakın vadeli bölgesel ısınmayı hafife alabileceğini göstermektedir. Aerosollerin bulutları nasıl etkilediğine dair modellerdeki temsilin iyileştirilmesi ve küresel gözlemlerin sürdürülmesi, daha doğru projeksiyonlar için kritik öneme sahip olacaktır.
Daha temiz havanın gizli ısınmayı ortaya çıkarması paradoksunu ele almak, hava kalitesi ve iklim politikasının bütünleştirilmesini ve sera gazlarının azaltılmasının hızlandırılmasını gerektiriyor; bu da gezegeni soğutmanın tek kalıcı yoludur.
