یادداشت

اثرات بر تروپوسفر، آب و هوا و تغییرات آب و هوایی [ ویرایش ]

همچنین ببینید: پوشش ابر ، بازخورد ابر ، کاهش نور جهانی ، و تغییر آب و هوا

ابرهای تروپوسفر تأثیرات متعددی بر تروپوسفر و آب و هوای زمین دارند. اول از همه، آنها منبع بارندگی هستند و در نتیجه بر توزیع و میزان بارش تأثیر زیادی دارند. ابرها به دلیل شناوری دیفرانسیلشان نسبت به هوای بدون ابر اطراف، می توانند با حرکات عمودی هوا که ممکن است همرفتی، جلویی یا سیکلونی باشند مرتبط باشند. اگر ابرها چگالی کمتری داشته باشند، حرکت رو به بالا است، زیرا تراکم بخار آب گرما را آزاد می کند، هوا را گرم می کند و در نتیجه چگالی آن را کاهش می دهد. این می تواند منجر به حرکت رو به پایین شود زیرا بالا بردن هوا منجر به خنک شدن می شود که چگالی آن را افزایش می دهد. همه این اثرات به طور ماهرانه ای به دما و ساختار رطوبتی اتمسفر عمودی وابسته است و منجر به توزیع مجدد گرما می شود که بر آب و هوای زمین تأثیر می گذارد.[119]

پیچیدگی و تنوع ابرها در تروپوسفر دلیل اصلی دشواری در تعیین کمیت اثرات ابرها بر اقلیم و تغییرات آب و هوایی است. از یک طرف، ابرهای سفید با انعکاس تابش امواج کوتاه (مرئی و مادون قرمز نزدیک) از خورشید، خنک شدن سطح زمین را افزایش می‌دهند و میزان جذب تابش خورشیدی در سطح را کاهش می‌دهند و آلبدوی زمین را افزایش می‌دهند . بیشتر نور خورشید که به زمین می رسد جذب می شود، سطح را گرم می کند، که تابش به سمت بالا در طول موج های مادون قرمز طولانی تر ساطع می کند. با این حال، در این طول موج ها، آب در ابرها به عنوان یک جاذب کارآمد عمل می کند. آب با تابش، همچنین در مادون قرمز، به سمت بالا و پایین، واکنش نشان می دهد و تابش موج بلند رو به پایین منجر به افزایش گرمایش در سطح می شود. این مشابه استاثر گلخانه ای گازهای گلخانه ای و بخار آب . [119]

گونه های جنس سطح بالا به ویژه این دوگانگی را با هر دو خنک کننده آلبیدو موج کوتاه و اثرات گرمایش گلخانه با موج بلند نشان می دهند. در کل، ابرهای کریستالی یخی در تروپوسفر فوقانی (سیروس) تمایل به گرم شدن خالص دارند. [120] [121] با این حال، اثر خنک کننده با ابرهای سطح متوسط ​​و پایین غالب است، به خصوص زمانی که آنها در صفحات گسترده تشکیل می شوند. [120] اندازه‌گیری‌های ناسا نشان می‌دهد که در مجموع، اثرات ابرهای سطح پایین و متوسط ​​که تمایل به خنک‌سازی دارند، بیشتر از اثرات گرمایش لایه‌های بالا و پیامدهای متغیر مرتبط با ابرهای توسعه‌یافته عمودی است. [120]

به همان اندازه که ارزیابی تأثیر ابرهای فعلی بر آب و هوای فعلی دشوار است، پیش‌بینی تغییرات در الگوها و ویژگی‌های ابر در آب‌وهوای گرم‌تر آینده و تأثیرات ابرهای حاصل بر آب‌وهوای آینده مشکل‌تر است. در آب و هوای گرمتر، آب بیشتری از طریق تبخیر در سطح وارد جو می شود. همانطور که ابرها از بخار آب تشکیل می شوند، انتظار می رود ابری افزایش یابد. اما در آب و هوای گرم تر، دمای بالاتر باعث تبخیر ابرها می شود. [122]هر دوی این اظهارات دقیق در نظر گرفته می شوند و هر دو پدیده که به عنوان بازخورد ابری شناخته می شوند، در محاسبات مدل آب و هوایی یافت می شوند. به طور کلی، اگر ابرها، به ویژه ابرهای کم ارتفاع، در آب و هوای گرم تر افزایش یابند، اثر خنک کنندگی حاصل منجر به بازخورد منفی در واکنش آب و هوا به افزایش گازهای گلخانه ای می شود. اما اگر ابرهای کم کم کم شوند، یا اگر ابرهای بلند افزایش پیدا کنند، بازخورد مثبت است. مقادیر متفاوت این بازخوردها دلیل اصلی تفاوت در حساسیت های اقلیمی مدل های فعلی آب و هوای جهانی است. در نتیجه، بسیاری از تحقیقات بر واکنش ابرهای پایین و عمودی به یک آب و هوا در حال تغییر متمرکز شده است. مدل‌های جهانی پیشرو نتایج کاملا متفاوتی را تولید می‌کنند، با این حال، با افزایش ابرهای کم و برخی دیگر کاهش نشان می‌دهند. [123][124] به این دلایل، نقش ابرهای تروپوسفری در تنظیم آب و هوا و آب و هوا منبع اصلی عدم قطعیت درپیش بینی های گرمایش جهانی است. [125] [126]

برای روشن‌سازی جهانی، کم‌نور جهانی را ببینید .

استراتوسفر قطبی [ ویرایش ]

ابرهای عدسی شکل بر فراز قطب جنوب

ابرهای استراتوسفر قطبی (PSC) در پایین ترین قسمت استراتوسفر در طول زمستان ، در ارتفاعات و در طول فصل تشکیل می شوند که سردترین دماها را ایجاد می کنند و بنابراین بهترین شانس برای ایجاد تراکم ناشی از خنک شدن آدیاباتیک را دارند. رطوبت در استراتوسفر کمیاب است، بنابراین ابرهای ناکری و غیر ناکری در این محدوده ارتفاعی در زمستان به مناطق قطبی محدود می شود که در آن هوا سردترین است. [7]

PSC ها با توجه به ترکیب شیمیایی و شرایط جوی خود تغییراتی در ساختار نشان می دهند، اما محدود به یک محدوده ارتفاع بسیار بالا در حدود 15000-25000 متر (49200-82000 فوت) هستند، بنابراین در سطوح ارتفاع، انواع جنس طبقه بندی نمی شوند. ، گونه ها یا گونه ها. هیچ نام لاتینی در نحوه ابرهای تروپوسفر وجود ندارد، بلکه نام های توصیفی با استفاده از انگلیسی رایج وجود دارد. [7]

اسید نیتریک فوق سرد شده و PSCهای آب، که گاهی اوقات به عنوان نوع 1 شناخته می شوند، معمولاً ظاهری چینه ای شبیه سیرواستراتوس یا مه دارند، اما به دلیل اینکه به صورت کریستال منجمد نمی شوند، رنگ های پاستلی انواع ناکرئوس را نشان نمی دهند. این نوع PSC به عنوان یکی از عوامل تخریب لایه ازن در استراتوسفر شناسایی شده است. [127] انواع ناکرئوس منجمد معمولاً بسیار نازک با رنگ‌های مرواریدی و ظاهر مدور یا عدسی شکل (stratocumuliform) موج‌دار هستند. اینها گاهی اوقات به عنوان نوع 2 شناخته می شوند. [128] [129]

مزوسفر قطبی [ ویرایش ]

ابر شب تاب بر فراز استونی

ابرهای مزوسفری قطبی در محدوده ارتفاعی در سطح فوق العاده در حدود 80 تا 85 کیلومتر (50 تا 53 مایل) تشکیل می شوند. نام لاتین noctilucent به آنها داده شده است زیرا به خوبی پس از غروب و قبل از طلوع خورشید روشن می شوند. آنها معمولاً دارای رنگ سفید مایل به آبی یا نقره ای هستند که می تواند شبیه سیروس با نور روشن باشد. ابرهای شب تاب گاهی ممکن است بیشتر رنگ قرمز یا نارنجی به خود بگیرند. [7] آنها به اندازه کافی رایج یا گسترده نیستند که تأثیر قابل توجهی بر آب و هوا داشته باشند. [130] با این حال، فرکانس فزاینده وقوع ابرهای شب تاب از قرن 19 ممکن است نتیجه تغییرات آب و هوایی باشد. [131]

ابرهای شب تاب بالاترین در جو هستند و در نزدیکی بالای مزوسفر در حدود ده برابر ارتفاع ابرهای مرتفع تروپوسفر تشکیل می شوند. [132] از سطح زمین، گاهی اوقات می توان آنها را در هنگام گرگ و میش عمیق توسط خورشید روشن کرد. تحقیقات در حال انجام نشان می دهد که بالابر همرفتی در مزوسفر در طول تابستان قطبی به اندازه کافی قوی است که باعث خنک شدن آدیاباتیک مقدار کمی بخار آب تا حد اشباع می شود. این تمایل دارد سردترین دماها را در کل اتمسفر درست زیر مزوپوز ایجاد کند. این شرایط بهترین محیط را برای تشکیل ابرهای مزوسفری قطبی ایجاد می کند. [130]همچنین شواهدی وجود دارد که ذرات دود ناشی از شهاب‌های سوخته، بیشتر هسته‌های تراکم مورد نیاز برای تشکیل ابرهای شب‌تاب را فراهم می‌کنند. [133]

ابرهای شب تاب دارای چهار نوع اصلی بر اساس ساختار فیزیکی و ظاهر هستند. حجاب های نوع I بسیار ضعیف هستند و فاقد ساختار کاملاً مشخص هستند، تا حدودی شبیه سیروستراتوس فیبراتوس یا سیروس با تعریف ضعیف. [134] باندهای نوع II رگه‌های طولانی هستند که اغلب در گروه‌هایی که تقریباً موازی یکدیگر قرار گرفته‌اند رخ می‌دهند. فاصله آنها معمولاً بیشتر از نوارها یا عناصری است که با ابرهای سیروکومولوس دیده می شوند. [135] بیلوهای نوع III چینش‌هایی از رگه‌های کوتاه تقریباً موازی با فاصله نزدیک هستند که بیشتر شبیه سیروس هستند. [136] چرخش های نوع IV حلقه هایی جزئی یا به ندرت کامل از ابر با مرکز تاریک هستند. [137]

پراکنش در مزوسفر مشابه استراتوسفر است به جز در ارتفاعات بسیار بالاتر. به دلیل نیاز به حداکثر خنک‌سازی بخار آب برای تولید ابرهای شب‌تاب، توزیع آن‌ها به مناطق قطبی زمین محدود می‌شود. یک تفاوت عمده فصلی این است که بالابر همرفتی از زیر مزوسفر، بخار آب بسیار کمیاب را به ارتفاعات سردتر بالاتری که برای تشکیل ابر در طول فصل تابستان مربوطه در نیمکره شمالی و جنوبی لازم است، می راند. مشاهده بیش از 45 درجه جنوب قطب شمال یا شمال قطب جنوب نادر است. [7]