Du kanske en gång har lärt dig att ”varm luft stiger och sval luft sjunker.” Men det stämmer inte alltid.

Det beror på att luftens flytkraft – dess förmåga att stiga – dikteras både av dess temperatur och av hur mycket vattenånga den innehåller. Torr luft innehåller mest elementen kväve och syre, sammansatta i olika molekyler. Vattenånga är mindre tät än dessa tunga molekyler; i fuktig luft tar vattenånga upp utrymme som normalt skulle upptas av kväve och syre. Känd som ”ångdrivningseffekt” gör detta fenomen fuktigt luft lättare än torr luft med samma temperatur, tryck och volym.

I stor skala hjälper ångdrivningseffekten att leda luftens rörelse genom den lägsta delen av atmosfären, känd som troposfären, och påverkar särskilt luft över fuktiga, tropiska regioner. Även i tropikerna förblir vissa luftfläckar relativt torra jämfört med mer fuktig luft i öst eller väst. Nu föreslår en ny klimatmodell att denna cykel av fuktig luft stiger och torr luft sjunkning kan påverka effekten av c något begränsad förändring i tropikerna.

”Utan denna effekt skulle klimatuppvärmningen bli ännu värre”, säger studieförfattaren Da Yang, en biträdande professor i atmosfärsvetenskap vid University of California, Davis och en gemensam fakultetsforskare med Lawrence Berkeley National Laboratory . Enligt Yangs modell, som publicerades 6 maj i tidskriften Science Advances, förstärker ångdrivningseffekten mängden termisk energi (värme) som släpps ut i rymden från tropiska regioner, i storleksordningen cirka 1 till 3 watt per kvadratmeter. Modellen föreslår att, i takt med att det tropiska klimatet blir varmt, kan effekten öka exponentiellt, vilket innebär att regionen släpper ut mer och mer värme, även när temperaturen stiger.

Relaterat: Fotografiskt bevis på klimatförändring: Tid -Ta bort bilder av retirerande glaciärer

Med detta sagt kan ångdrivningseffekten inte på något sätt eliminera effekterna av klimatförändringar, sade Yang, men det kan något stabilisera tropiska klimat under temperaturer vid jordens poler klättrar i en relativt snabbare takt, sade han.

Men hur fungerar det, exakt?

Moln och klar himmel

Ångdrivningseffekten ”har varit känd för meteorologer under mycket lång tid,” åtminstone ett sekel, berättade Olivier Pauluis, professor i matematik och atmosfär / havsvetenskap vid New York University som inte var inblandad i studien, till WordsSideKick.com i ett mejl. Även om det är bekant för många är tanken att varm luft alltid stiger och kall luft alltid sjunker ett ”felaktigt antagande”, sade han.

”Den korrekta” konventionella visdomen ”går tillbaka till Archimedes” -princip och är att lätt luft stiger, tung luft sjunker. ”Fuktig luft är dock lättare än torr luft med samma temperatur och tryck, sade Pauluis.

Medan moderna klimatförändringsmodeller tar hänsyn till denna visdom, syftade Yang till att undersöka hur den fuktiga luften i tropikerna påverkar den totala uppvärmningen i regionen, mer specifikt.

Tropikerna ligger inom cirka 20 grader från ekvatorn, lindade runt planeten som ett bälte, enligt National Geographic. tropiker, globala mönster av luftcirkulation genererar kolumner med fuktig luft och kolumner med relativt torr luft som sitter bredvid varandra och sträcker sig mot himlen, sade Yang. Samma mönster av alternerande luftpelare manifesterar sig också i mindre skala, men dessa lokaliserade luftfickor försvinner inom en fråga om da ys, medan de i större skala förblir stabila under långa tidsperioder och påverkar klimatet över tropikerna, sade han.

Moln och åskväder bildas i den fuktiga luften, medan klar himmel till stor del spänner över de torra regionerna, Yang sa. Vattenånga fungerar som en växthusgas, som fångar upp termisk energi som släpps ut från oceanerna, marken och de lägre regionerna i atmosfären. därför kan lite energi komma ut i rymden från fuktigare regioner i tropikerna. ”Det mesta av energin kommer att släppas ut från områdena med klar himmel, inte molnen”, sade Yang.

Det är här ångeffekten påverkas.

Enligt lagets datormodeller stiger sval luft genomsyrad av vattenånga uppåt och bildar moln och tappar regn när det går. Samtidigt sjunker relativt torr, varm luft i klara områden på himlen. det tropiska klimatet värms upp, mer vatten värms upp och övergår till sin ångform, vilket får luften ovan att växa mer och mer fuktig. Den efterföljande förändringen i flytkraft driver den fuktiga luften uppåt och driver krusningar genom den omgivande luften; dessa krusningar, känd som atmosfäriska gravitation vågor, skjuter värmen ut ur den fuktiga luften och in i den torra luften i närheten, sade Yang.

I grund och botten balanserar vågorna den plötsliga ökningen av ångkraften genom att minska eventuell ytterligare flytkraft från värme, sade han.

Denna cykel driver mer och mer värme in i den torra luften, som släpper ut termisk energi till den klara himlen ovan, sa Yang.

”Med andra ord kommer den sjunkande torra luften att bli ännu varmare”, vilket gör att mer värme kan släppas ut från klara himmelregioner, sade Yang. ”Om vi inte har denna ångdrivningseffekt skulle det sannolikt vara tvärtom”, vilket betyder att den alltmer varma luften skulle stiga i fuktiga områden där dess värme skulle fångas under moln, tillade han.

Fyndet är inte ”nödvändigtvis banbrytande”, som forskare har känt till ångdrivningseffekten under lång tid, sa Pauluis. Det lyfter dock fram behovet av att ta hänsyn till både temperatur och relativ luftfuktighet vid modellering av klimatförändringar, särskilt i tropiska regioner, tillade han.

Yang och hans medförfattare ser fram emot att utveckla storskaliga modeller. för att testa sin teori. I den aktuella studien modellerade de småskaliga system av fuktig och torr luft som förblev stabila genom tiden, som ett storskaligt system skulle göra. För att utveckla en fullskalemodell som fångar aktivitet över tropikerna i stort kommer teamet att behöva mycket mer datorkraft. Dessutom hoppas Yang att samla observationsdata från olika tropiska regioner, för att se hur lagets förutsägelser håller i den verkliga världen.

”Vi vill också veta hur påverkar ångkraftens moln och vindar på jorden? ”sa han.

” En central utmaning i förutsägelsen om framtida klimatförändringar ligger i att korrekt bedöma förändringarna till moln på låg nivå, det är där effekten är mer signifikant, ”tillade Pauluis.

• 6 Oväntade effekter av klimatförändringar
• 5 sätt klimatförändringar påverkar din hälsa
• Klimatförändringens verklighet: 10 myter bryts

Ursprungligen publicerad på WordsSideKick.com.