Stratosfäärin lämpötilamuutoksen spketrinen luonne ja soveltaminen organohalogeenihiilen säteilypakotteeseen – K. P. Shine, G. Myhre

Stratosfäärin lämpötilanmuutoksen spektrinen luonne ja soveltaminen organohalogeenihiilen säteilypakotteeseen – K.P. Sihe, G. Myhre

AGU:ssa (Advanced Earth and Space Science) 19.2. 2020 julkaistu tutkimus käy läpi stratosfäärin lämpötila-muutoksen spektristä luonnetta, organohalogeeni-hiilen säteily-pakotteena. 

Abstrakti

STA (Stratospheric temperature adjustment) on usein merkittävä komponentti kasvihuonekaasujen säteilypakotteessa (RF) sekä, yleisesti käytetyn radiotaajuuden määritelmään, että tehokkaaseen säteilypakotteeseen. Vakiintunut tieto on, että STA: n suuruus ja etumerkki eroavat kasvihuonekaasujen välillä ja ovat negatiivisia (tropopaussi) hiilidioksidipäästöjen lisääntymiselle (koska se aiheuttaa stratosfäärin jäähtymistä) ja positiivisia monille halogeenihiilivedyille (koska ne aiheuttavat stratosfäärin lämpenemistä). Tämä vaikutus liittyy voimakkaasti troposfäärin opasiteettiin (ja siten tehokkaaseen päästölämpötilaan) aallonpituuksilla, joilla kaasut imeytyvät. 

Tässä tutkitaan STA: n spektrin vaihtelua ensimmäistä kertaa asettamalla järjestelmällisesti heikko absorboija jokaiselle kapeakaistaisen säteily-koodin 300 kaistalle. Tämän heikon absorboijan kohdalla STA on negatiivinen yli 13 μm: n aallonpituuksille ja positiivinen 8–13 μm: n ”ikkunassa” paitsi 9.6 μm: n otsonikaistan läheisyydessä. 

Yhdistämällä kapeakaistaisen ja rivi – rivin mallin tulokset, näitä havaintoja käytetään parantamaan laajasti käytettyä nopeaa menetelmää säteilyn tehokkuuden arvioimiseksi (RE, radiotaajuus pitoisuuden muutosyksikköä kohden) suoraan laboratoriomittauksissa tai teoreettisesti laskettuna halogeenihiilen absorboinnin poikkileikkauksena. 

Uusi menetelmä toistaa yksityiskohtaiset RE-laskelmat paremmaksi kuin 1.4%. Tämä on merkittävä parannus verrattuna raaempaan menetelmään, jota käytetään STA: n huomioon ottamiseen RE-taulukoissa hallitustenvälisen ilmastonmuutos-paneelin (IPCC) viidennessä arviointiraportissa, joita käytettiin laskettaessa halogeeni-hiilivetyjen ja vastaavien aineiden mittareita, kuten ilmaston lämpenemispotentiaalia.

Tutkimuksesta poimittuja mielenkiintoisia yksityiskohta!

Tämän tuloksen liittämiseksi osassa yksi esitettyyn yksinkertaiseen käsitteelliseen malliin, artikkeli-kuvassa oleva alempi kehys näyttää troposfäärin efektiivisen päästölämpötilan, laskettuna tropopaussin yläpuolisella spektrisäteilyllä. Tämä osoittaa, että yleensä aaltomäärillä, joilla on korkea tehollinen lämpötila, liittyvät STA: han, joka aiheuttaa RF: n ylittävän IRF: n ja päinvastoin. Kuitenkin, selvästi muut tekijät (factors) ovat vaikuttamassa.

(ks. artikkelikuvan alempi kehys) 

Hyvin läpinäkymättömillä alueilla (erityisesti voimakas CO2 -absorptio 670 cm-1: ssä) heikko absorboija tuskin muuttaa opasiteettia, ja sekä IRF että RF ovat pieniä. Noin 1 300 –2 000 cm-1: n vesihöyryn värähtelyalueella, Planck-funktio vähenee nopeasti aaltomäärän mukana, mikä yhdistettynä suhteellisen korkeaan opasiteettiin johtaa hyvin pieniin RF- ja IRF -arvoihin heikon absorboijan takia.

Artikkelikuva esittää tämän tutkimuksen pääasiallisen tuloksen, tropopaussin IRF: n ja RF: n aaltomäärän funktiona ja näiden kahden välillä. Jos RF on pienempi kuin IRF, tämä tarkoittaa alemman stratosfäärin jäähtymistä ja missä se on suurempi, se tarkoittaa lämpenemistä.

Eli RF on suurempi (sininen käyrä) kuin IRF (vihreä käyrä), joka tarkoittaa alemman stratosfäärin lämpenemistä.  

RF on pienempi kuin IRF, kun aaltomäärä on alle ~750 cm-1 ja 1 000 cm-1: n otsonikaistan läheisyydessä. Muuten se on positiivinen välillä noin 750 ja 1 200 cm − 1 ja heikosti positiivinen yli 1200 cm − 1: n aaltomäärillä.

(ks. artikkelikuva)

Yhteenveto 

Ihmisen toiminnasta johtuvat lisääntyneet päästöt ja kasvihuonekaasu-pitoisuudet ovat merkittävä ilmastonmuutoksen moottori. Hiilidioksidi on tärkein tällainen kaasu, mutta vapautuu monia muita kaasuja, jotka yhdessä vaikuttavat merkittävästi ilmastonmuutokseen. Tässä artikkelissa keskitytään menetelmiin kylmälaitteissa, eristeissä, ilmastointilaitteissa jne, käytettävien organohalogeeni-hiilivetyjen ilmastovaikutusten laskemiseksi. 

Tähän sisältyvät kloori-fluori-hiilivedyt, joiden käyttö on vähitellen poistettu, koska ne heikentävät otsonikerrosta; osittain halogenoidut kloori-fluori-hiilivedyt (HCFC-yhdisteet), joiden katsottiin olevan siirtymäkauden aineita korvaamaan CFC-yhdisteet; ja fluori-hiili-vedyt, joita käytetään yleisesti CFC: n ja HCFC: n korvikkeina. 

On tärkeää mitata organohalogeeni-hiilivetyjen ilmasto-vaikutukset ja verrata eri organohalogeeni-hiilivetyjen suhteellisia vaikutuksia; näitä tietoja käytetään kasvihuonekaasupäästöjen vähentämistä koskevissa kansainvälisissä sopimuksissa. 

Tämä artikkeli esittelee tärkeätä parannusta laajasti käytettyyn yksinkertaiseen menetelmään, erilaisten organohalogeeni-hiilivetyjen ilmastovaikutusten laskemiseksi ja vertailemiseksi. Tässä tarkennuksessa otetaan huomioon näiden kaasujen vaikutus stratosfäärin lämpötiloihin (ts. ~10–50 km: n korkeuksiin). Tämän saavuttamiseksi, paperissa kehitetään yleinen käsitys siitä, miten tällaiset kaasut vaikuttavat stratosfäärin lämpötiloihin. Uusi tekniikka on merkittävä parannus aikaisempiin menetelmiin verrattuna.

Alla linkki tutkimukseen.

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019MS001951

HannuSinivirta

(el. vanh. tut. / FMI - AVA - HAV) Työkokemusta (tietoliikenne, -atomivoima, -lääketiede, -avaruus) tutkimus- ja tuotekehitystehtävissä. Kantavia voimia mm. Albert Einstein. (𝝏fA / 𝝏xA, 𝝏fA / 𝝏yA) / (𝝏fL / 𝝏xL, 𝝏fL / 𝝏yL = ∇fA / ∇fL = paljon suurempi kuin 1 ts. antroposeeni dominoi

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu