Du har måske engang lært, at “varm luft stiger, og kølig luft synker.” Men det holder ikke altid.

Det skyldes, at luftens opdrift – dens evne til at stige – dikteres både af temperaturen og af hvor meget vanddamp den indeholder. Tør luft indeholder for det meste grundstofferne nitrogen og ilt, samlet i forskellige molekyler. Vanddamp er mindre tæt end disse tunge molekyler; i fugtig luft optager vanddamp plads, der normalt vil være optaget af kvælstof og ilt. Kendt som “dampens opdriftseffekt” gør dette fænomen fugtigt luft lettere end tør luft med samme temperatur, tryk og volumen.

I stor skala hjælper dampens opdriftseffekt med at lede luftens bevægelse gennem det laveste område af atmosfæren, kendt som troposfæren, og påvirker især luft over fugtige, tropiske regioner. Selv i troperne forbliver nogle luftpletter relativt tørre sammenlignet med mere fugtig luft i øst eller vest. Nu antyder en ny klimamodel, at denne cyklus af fugtig luft stiger og tør luft synke kan i nogen grad begrænse virkningerne af c begrænset ændring i troperne.

“Uden denne effekt ville klimaopvarmningen være endnu værre,” sagde studieforfatter Da Yang, en assisterende professor i atmosfæriske videnskaber ved University of California, Davis og en fælles fakultetsforsker med Lawrence Berkeley National Laboratory . Ifølge Yangs model, der blev offentliggjort den 6. maj i tidsskriftet Science Advances, forstærker dampens opdriftseffekt mængden af termisk energi (varme), der frigives til rummet fra tropiske regioner, i størrelsesordenen ca. 1 til 3 watt pr. Kvadratmeter Modellen antyder, at i takt med at det tropiske klima bliver varmt, kan effekten øges eksponentielt, hvilket betyder, at regionen ville slippe mere og mere varme, selv når temperaturen stiger.

Relateret: Fotografisk bevis for klimaændringer: Tid -Lapse-billeder af tilbagetogende gletsjere

Når det er sagt, kan dampens opdrift ikke på nogen måde udelukke virkningerne af klimaforandringer, sagde Yang. Men det kan noget stabilisere tropisk klima, mens temperaturen ved Jordens poler klatrer relativt hurtigere, sagde han.

Men hvordan fungerer det, nøjagtigt?

Skyer og klar himmel

Dampens opdriftseffekt “har været kendt af meteorologer i meget lang tid,” mindst et århundrede, fortalte Olivier Pauluis, professor i matematik og atmosfære / havvidenskab ved New York University, der ikke var involveret i undersøgelsen, til WordsSideKick.com i en e-mail. Selvom det er kendt for mange, er forestillingen om, at varm luft altid stiger, og kølig luft altid synker, en “forkert antagelse,” sagde han.

“Den korrekte” konventionelle visdom “går tilbage til Archimedes” -princippet og er, at let luft stiger, tung luft synker. “Fugtig luft er dog lettere end tør luft med samme temperatur og tryk, sagde Pauluis.

Mens moderne klimaforandringsmodeller tager denne visdom i betragtning, havde Yang til formål at undersøge. hvordan tropens tropiske luft påvirker den samlede opvarmning i regionen, mere specifikt.

Troperne ligger inden for ca. 20 grader fra ækvator, viklet rundt om planeten som et bælte ifølge National Geographic. troperne, globale mønstre af luftcirkulation genererer søjler med fugtig luft og søjler med relativt tør luft, der sidder ved siden af hinanden og strækker sig mod himlen, sagde Yang. Det samme mønster af skiftende luftsøjler manifesterer sig også i mindre skalaer, men disse lokaliserede lommer med luft forsvinder inden for et spørgsmål om da ys, mens de i større skala forbliver stabile over lange perioder og påvirker klimaet i troperne, sagde han.

Skyer og tordenvejr dannes i den fugtige luft, mens klar himmel stort set spænder over de tørre områder, Yang sagde. Vanddamp fungerer som en drivhusgas, der fanger termisk energi udsendt fra havene, land og nedre områder af atmosfæren; derfor kan lidt energi slippe ud i rummet fra mere fugtige regioner i troperne. ”Det meste af energien udsendes fra de klare himmelregioner, ikke skyerne,” sagde Yang.

Dette er hvor dampens opdriftseffekt kommer i spil.

Ifølge teamets computermodeller stiger kølig luft gennemsyret af vanddamp opad og danner skyer og falder regn, mens den går. I mellemtiden synker relativt tør, varm luft i klare områder af himlen. det tropiske klima opvarmes, mere vand opvarmes og overgår til sin dampform, hvilket får luften over til at vokse mere og mere fugtigt. Den efterfølgende ændring i opdrift driver den fugtige luft opad og driver krusninger gennem den omgivende luft; disse krusninger, kendt som atmosfæriske tyngdekraftsbølger, skubber varmen ud af den fugtige luft og ind i den tørre luft i nærheden, sagde Yang.

Grundlæggende afbalancerer bølgerne den pludselige stigning i dampens opdrift ved at reducere enhver yderligere opdrift fra varme, sagde han.

Denne cyklus driver mere og mere varme ind i den tørre luft, som frigiver termisk energi til den klare himmel over, sagde Yang.

“Med andre ord, vil den synkende tørre luft blive endnu varmere”, hvilket tillader mere varme at blive udsendt fra klare himmelområder, sagde Yang. “Hvis vi ikke har denne dampdrivningseffekt, ville det sandsynligvis være omvendt”, hvilket betyder, at den stadig mere varme luft ville stige i fugtige regioner, hvor dens varme ville blive fanget under skyerne, tilføjede han.

Fundet er ikke “t” nødvendigvis banebrydende, “som forskere har lært om dampens opdrift i lang tid,” sagde Pauluis. Det fremhæver dog behovet for at tage højde for både temperatur og relativ fugtighed, når vi modellerer klimaforandringer, især i tropiske regioner, tilføjede han.

Ser fremad, Yang og hans medforfattere sigter mod at udvikle modeller i stor skala. for at teste deres teori. I den nuværende undersøgelse modellerede de små systemer med fugtig og tør luft, der forblev stabile gennem tiden, som et stort system ville gøre. For at udvikle en model i fuld skala, der fanger aktivitet overalt i troperne, vil teamet kræve meget mere computerkraft. Derudover håber Yang at indsamle observationsdata fra forskellige tropiske regioner for at se, hvordan holdets forudsigelser holder op i den virkelige verden.

“Vi ønsker også at vide, hvordan dampens opdrift påvirker skyer og vinde på Jorden? “sagde han.

” En central udfordring i forudsigelsen af fremtidige klimaforandringer ligger i korrekt vurdering af ændringerne til skyer på lavt niveau, det er her effekten er mere signifikant, “tilføjede Pauluis.

• 6 Uventede virkninger af klimaændringer
• 5 måder klimaforandringer vil påvirke dit helbred
• Klimaforandringens virkelighed: 10 myter sprængte

Oprindeligt udgivet på WordsSideKick.com.