Kuzey Yarımküre’de kış başlıyor ve onunla birlikte soğuk ve bulutlu kış günleri başlıyor. Bulutlar çevrede hayati bir rol oynar; yağmur sağlar, aynı zamanda güneş ışığını Dünya yüzeyine ulaşmadan önce yansıtır.
Ancak 2003 ile 2022 yılları arasında Kuzey Atlantik ve Kuzeydoğu Pasifik üzerindeki bulutlar daha az yansıtıcı hale geldi ve bu durum okyanus yüzeyine daha fazla güneş ışığının ulaşmasını sağladı 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 olsa da, partikül kirliliği miktarının azaltılması aynı zamanda bulutların soğutma etkisini de azaltarak iklim ısınmasını hızlandırdı.
Kararan bulutlar ve yükselen sıcaklıklar
Çalışmamız, parçacık kirliliğindeki ve iklim ısınmasındaki değişikliklerin bulutlar üzerindeki etkilerini analiz etmek için yirmi yıllık uydu verilerine dayanıyordu. Veriler, Kuzey Yarımküre’deki alçak seviyeli bulutların 2003’ten bu yana hızla karardığını gösteriyor.
Özellikle Kuzey Atlantik ve Kuzeydoğu Pasifik üzerindeki bulut yansıması on yılda yaklaşık %3 oranında azaldı. Aynı dönemde deniz yüzeyi sıcaklıkları yaklaşık 0,4 C arttı ve ekosistemlere ve balıkçılığa zarar veren deniz sıcak hava dalgaları yoğunlaştı.
Sera gazı artışlarından kaynaklanan iklim ısınmasının okyanus üzerindeki alçak bulutların azalmasına yol açacağını bekliyorduk. Ancak gözlemlenen değişiklikler bu süreçle ya da doğal iklim değişkenliğiyle açıklanamayacak kadar büyüktü; bu da birçok iklim modelinin hafife aldığı ısınmanın ek bir sebebine işaret ediyordu.
Anahtar faktörün, bulut damlacıkları için tohum görevi gören küçük parçacıklar olan aerosoller olduğu ortaya çıktı. Daha az aerosol olduğunda bulutlar daha az ama daha büyük damlacıklar içerir. Bu damlacıklar güneş ışığını daha az yansıtır ve hızla yağmur yağarak daha kısa ömürlü, daha koyu bulutlar oluşturur. Bu süreç, alçak bulutların deniz alanları üzerindeki soğutma etkisini zayıflatır.
Etki bilinen iki mekanizmadan kaynaklanıyor: Daha az aerosolün bulutları daha az yansıtıcı hale getirdiği Twomey etkisi ve daha büyük damlacıkların bulut ömrünü kısalttığı Albrecht etkisi. Bu değişiklikler hep birlikte gezegenin genel yansımasını azaltır.
Daha temiz bir atmosfer, daha sıcak bir gezegen
Sonuç olarak, çalışmamız bir paradoksu ortaya çıkarıyor: Daha temiz hava insan sağlığına fayda sağlarken aynı zamanda tarihsel olarak partikül kirliliğinin soğutucu etkisiyle “maskelenen” sera gazı ısınmasının tüm gücünü ortaya koyuyor.
Sülfat aerosollerinin ana kaynağı olan kükürt dioksit (SO₂) emisyonları, ülkeler daha sıkı hava kalitesi düzenlemeleri benimsedikçe keskin bir şekilde düştü. Yalnızca Çin’in SO₂ emisyonları 2003 yılından bu yana her on yılda yaklaşık 16 milyon metrik ton düştü; ABD ve Avrupa’da da benzer azalmalar yaşandı. Daha temiz hava, parlak, yansıtıcı bulutlar oluşturabilecek daha az aerosol parçacığı anlamına gelir.
Çalışmamız, özellikle bulut parlaklığının en çok düştüğü bölgelerde bulut damlacık konsantrasyonlarında %5 ila %10’luk düşüşler gösterdi. Azalan aerosoller, daha büyük damlacık boyutu ve bulutların kararması arasındaki yakın ilişki, daha temiz havanın bölgesel ısınmaya neden olduğunu doğruladı.
24 Dünya sistemi modelini analiz ettik ve çoğunun gözlemlenen bulut değişikliklerinin büyüklüğünü ve kapsamını hafife aldığını gördük. Yalnızca aerosollerin bulutları nasıl etkilediğini doğru bir şekilde temsil eden modeller gerçek dünya gözlemleriyle eşleşiyordu ve bu da önemli bir modelleme zayıflığının altını çiziyordu.
Çalışmamızda partikül hava kirliliğindeki azalmanın etkilerini genel ısınmanın yol açtığı bulut değişikliklerinden ayırdık. Sonuçlar, azalan aerosollerin bulut yansıtma kaybının %69’unu oluşturduğunu, ısınmanın ise %31’ini açıkladığını gösterdi. Simülasyonlarımız, daha büyük damlacıklara (Albrecht etkisi) yanıt olarak bulut ömründe meydana gelen değişikliklerin, bulut damlacık boyutundaki değişiklikte (Twomey etkisi) daha etkili olduğunu kanıtladığını göstermektedir.
Bu okyanus bölgelerindeki bulut parlaklığının azalması, bölgeler gezegen yüzeyinin yalnızca %14’ünü kaplamasına rağmen, Dünya’nın küresel enerji dengesizliğine on yılda bir metrekare başına yaklaşık 0,15 watt (W/m²) ekledi. Yükselen küresel CO₂ seviyeleri aynı dönemde her on yılda yaklaşık 0,31 W/m² artış gösterdi; bu da daha temiz havanın bu bölgelerde CO₂’ün kendisinin neredeyse yarısı kadar ek ısınma ürettiği anlamına geliyor.
Bu bulgu bir politika sorunu yaratıyor: Hayat kurtaran hava kalitesi iyileştirmeleri aynı zamanda sera gazı ısınmasının önemli bir bölümünü maskeleyen soğutma kalkanını da ortadan kaldırıyor. Aerosol emisyonlarının yüzyılın ortasına kadar düşmeye devam etmesi öngörüldüğünden, bu “maskenin düşürülmesi”, onlarca yıl boyunca daha hızlı ısınma oranlarına katkıda bulunmaya devam edebilir.
Sürekli gözlemin önemi
Bulutları ve aerosolleri gözlemleyen uydular, görevlerinin sonuna yaklaşıyor ve 2026’da aşamalı olarak kullanımdan kaldırılması bekleniyor. Uzun vadeli uydu izlemenin, daha temiz hava, daha sönük bulutlar ve bölgesel ısınma arasındaki bağlantıyı ortaya çıkarmak için gerekli olduğu kanıtlandı ve gelecekteki ısınmanın anlaşılması için de önemli olmaya devam edecek.
Sonuçlarımız, birçok iklim modelinin, hava partikül kirliliği azaldıkça yakın vadeli bölgesel ısınmayı hafife alabileceğini gösteriyor. Aerosollerin bulutları nasıl etkilediğine ilişkin modellerdeki temsilin iyileştirilmesi ve küresel gözlemlerin sürdürülmesi, daha doğru projeksiyonlar için kritik öneme sahip olacaktır.
Daha temiz hava paradoksunu ele almak, gizli ısınma taleplerini ortaya çıkarmak, hava kalitesi ve iklim politikasını bütünleştirmek ve sera gazlarının azaltılmasını hızlandırmak; gezegeni soğutmanın tek kalıcı yolu.
