Misschien heb je ooit geleerd dat “warme lucht stijgt en koele lucht zinkt”. Maar dat gaat niet altijd op.

Dat komt omdat het drijfvermogen van lucht – het vermogen om te stijgen – wordt bepaald door zowel de temperatuur als de hoeveelheid waterdamp die het bevat. Droge lucht bevat meestal de elementen stikstof en zuurstof, samengevoegd tot verschillende moleculen. Waterdamp is minder dicht dan deze zware moleculen; in vochtige lucht neemt waterdamp ruimte in die normaal wordt ingenomen door stikstof en zuurstof. Dit fenomeen staat bekend als het ‘dampdrijfeffect’ en maakt vochtig lucht lichter dan droge lucht met dezelfde temperatuur, druk en volume.

Op grote schaal helpt het dampdrijfvermogen de beweging van lucht door het laagste deel van de atmosfeer, bekend als de troposfeer, en heeft vooral invloed op de lucht boven vochtige, tropische streken. Zelfs in de tropen blijven sommige stukken lucht relatief droog in vergelijking met meer vochtige lucht in het oosten of westen. Nu suggereert een nieuw klimaatmodel dat deze cyclus van stijgende vochtige lucht en droge lucht zinken kan de effecten van c beperkte verandering in de tropen.

“Zonder dit effect zou de klimaatopwarming nog erger zijn”, zei studie auteur Da Yang, een assistent-professor atmosferische wetenschappen aan de University of California, Davis en een gezamenlijke faculteitswetenschapper met Lawrence Berkeley National Laboratory. . Volgens het model van Yang, dat op 6 mei in het tijdschrift Science Advances werd gepubliceerd, versterkt het dampdrijfvermogen de hoeveelheid thermische energie (warmte) die vrijkomt in de ruimte vanuit tropische gebieden, in de orde van grootte van ongeveer 1 tot 3 watt per vierkante meter. Het model suggereert dat, als tropische klimaten warm worden, het effect exponentieel kan toenemen, wat betekent dat de regio steeds meer warmte zou afgeven, zelfs als de temperatuur stijgt.

Gerelateerd: Fotografisch bewijs van klimaatverandering: tijd -Lapse Images van terugtrekkende gletsjers

Dat gezegd hebbende, kan het dampdrijfvermogen de effecten van klimaatverandering op geen enkele manier teniet doen, zei Yang. Maar het kan tropische klimaten enigszins stabiliseren terwijl de temperatuur op de polen van de aarde klimmen relatief sneller, zei hij.

Maar hoe werkt dat precies?

Wolken en heldere lucht

Het dampdrijfvermogen “is bij meteorologen al heel lang bekend”, minstens een eeuw lang, vertelde Olivier Pauluis, een professor in Wiskunde en Atmosfeer / Oceaanwetenschap aan de New York University die niet bij het onderzoek betrokken was, WordsSideKick.com in een e-mail. Hoewel velen bekend zijn, is het idee dat warme lucht altijd stijgt en koele lucht altijd zinkt een “onjuiste aanname”, zei hij.

“De juiste” conventionele wijsheid “gaat terug naar het principe van Archimedes en is dat lichte lucht stijgt op, zware lucht zinkt. “Vochtige lucht is echter lichter dan droge lucht met dezelfde temperatuur en druk, zei Pauluis.

Terwijl moderne klimaatveranderingsmodellen rekening houden met deze wijsheid, wilde Yang onderzoeken hoe de vochtige lucht van de tropen de algehele opwarming van de regio beïnvloedt, meer specifiek.

De tropen liggen binnen ongeveer 20 graden van de evenaar, als een gordel om de planeet gewikkeld, volgens National Geographic. tropen, mondiale patronen van luchtcirculatie genereren kolommen met vochtige lucht en kolommen met relatief droge lucht die naast elkaar zitten en zich naar de hemel uitstrekken, zei Yang. Hetzelfde patroon van afwisselende luchtkolommen manifesteert zich ook op kleinere schaal, maar deze gelokaliseerde luchtzakken verdrijven binnen een kwestie van da ys, terwijl de grotere schaal stabiel blijven gedurende lange perioden en het klimaat in de tropen beïnvloeden, zei hij.

Wolken en onweersbuien vormen zich in de vochtige lucht, terwijl een heldere hemel grotendeels de droge streken overspant, Yang zei. Waterdamp werkt als een broeikasgas en houdt thermische energie vast die wordt uitgestoten door de oceanen, het land en lagere delen van de atmosfeer; daarom kan er weinig energie ontsnappen in de ruimte vanuit vochtigere streken van de tropen. “De meeste energie zou worden uitgestraald door de heldere luchtgebieden, niet door de wolken”, zei Yang.

Dit is waar het dampdrijfeffect in het spel komt.

Volgens de computermodellen van het team stijgt koele lucht doordrenkt met waterdamp naar boven, vormt wolken en laat regen vallen. Ondertussen zakt relatief droge, warme lucht in heldere delen van de lucht. het tropische klimaat warmt op, meer water warmt op en gaat over in zijn dampvorm, waardoor de lucht erboven steeds vochtiger wordt. De daaropvolgende verandering in drijfvermogen drijft de vochtige lucht omhoog en drijft rimpelingen door de omringende lucht; deze rimpelingen, bekend als atmosferische zwaartekrachtgolven, duwen warmte uit de vochtige lucht en in de nabijgelegen droge lucht, zei Yang.

Kortom, de golven compenseren de plotselinge toename van het dampdrijfvermogen door het extra drijfvermogen dat door warmte wordt geleverd, te verminderen, zei hij.

Deze cyclus drijft meer en meer warmte naar de droge lucht, die thermische energie afgeeft aan de heldere hemel erboven, zei Yang.

“Met andere woorden, het zal de zinkende droge lucht nog warmer maken”, waardoor er meer warmte kan worden uitgestoten uit heldere hemelgebieden, zei Yang. “Als we dit dampdrijfeffect niet hebben, zou het waarschijnlijk andersom zijn”, wat betekent dat de steeds warmere lucht zou opstijgen in vochtige gebieden waar de warmte onder wolken zou worden opgesloten, voegde hij eraan toe.

De bevinding is niet per se baanbrekend, aangezien wetenschappers al lang weten over het dampdrijfvermogen, zei Pauluis. Het benadrukt echter wel de noodzaak om rekening te houden met zowel temperatuur als relatieve vochtigheid bij het modelleren van klimaatverandering, vooral in tropische gebieden, voegde hij eraan toe.

Vooruitkijkend willen Yang en zijn coauteurs grootschalige modellen ontwikkelen. om hun theorie te testen. In de huidige studie hebben ze kleinschalige systemen van vochtige en droge lucht gemodelleerd die in de loop van de tijd stabiel bleven, zoals een grootschalig systeem dat zou doen. Om een volledig model te ontwikkelen dat de activiteit in de tropen in het algemeen vastlegt, heeft het team veel meer rekenkracht nodig. Bovendien hoopt Yang waarnemingsgegevens te verzamelen uit verschillende tropische regio’s, om te zien hoe de voorspellingen van het team in de echte wereld standhouden.

“We willen ook weten welke invloed het drijfvermogen van damp heeft op wolken en wind. op aarde? “zei hij.

” Een centrale uitdaging bij het voorspellen van toekomstige klimaatverandering ligt in het correct inschatten van de veranderingen in laaghangende bewolking, waar het effect groter is “, voegde Pauluis eraan toe.

• 6 Onverwachte effecten van klimaatverandering
• 5 manieren waarop klimaatverandering uw gezondheid zal beïnvloeden
• De realiteit van klimaatverandering: 10 mythes ontkracht

Oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.