Czy Bismarck jeszcze grzeje? Huragany, raport znad oceanów.

Sezon cyklonów na półkuli północnej dobiega końca i można pokusić się już na wstępne podsumowanie roku i ćwierćwiecza.

Huragany, tajfuny i inne cyklony stanowią bardzo ważny element mechanizmu utrzymującego stałą temperaturę na Ziemi. Musimy karbo-frustratom, jak mantrę, przypominać podstawową prawdę w nauce o klimacie, że powietrze nie nagrzewa się od Słońca.

Do Ziemi ze Słońca dociera promieniowanie w paśmie widzialnym, jak tęcza Newtona, który odkrył, że białe światło to mieszanina palety barw. Nie wiedział jeszcze, że to są różne częstotliwości  fali elektromagnetycznej. Atmosfera ziemska składa się z gazów  przeźroczystych, co oznacza, że światło słoneczne przelatuje przez atmosferę jak przez próżnię, nie przekazując cząsteczkom atmosfery żadnej energii. Jest inaczej, gdy promień światła natrafi na chmurę. Chmura jest biała, co oznacza, że cały zakres promieniowania się od chmury odbija i bezpowrotnie odlatuje w Kosmos nie zostawiając na Ziemi żadnej energii. Z tego to powodu wielka biała chmura od dołu jest czarna, ponieważ z jej kierunku nie dociera do nas żadne promieniowanie. Jeszcze inaczej jest gdy światło słoneczne dotrze do oceanu. Większość promieniowania zostaje pochłonięte przez wodę z wyjątkiem pasma niebieskiego, dlatego z daleka ocean postrzegamy jako niebieski, bo odbija tylko ten zakres fal. Gdy światło pada na liść, ten pochłania wszystkie zakresy, z wyjątkiem zielonego, który odbija nadając z naszego punktu widzenia liściowi kolor zielony.

Skrajnym przypadkiem są ciała czarne, te pochłaniają wszystko i najszybciej się nagrzewają. Dopiero nagrzane ciała stałe i ciecze zaczynają oddawać tę energię w postaci fali o zakresie podczerwonym, czyli ciepła. Ten niewidzialny dla nas zakres wyłapują nasze receptory w skórze, co odczuwamy jako ciepło bijące np. od rozgrzanego pieca, czy kaloryfera. Wbrew powszechnej opinii ludzie też mają zmysł widzenia w podczerwieni, ale nie tak doskonały jak węże. Dla nas niewidzialna podczerwień jest doskonale absorbowana przez gazy atmosferyczne, a najbardziej przez niewidzialną parę wodną H2O, która jest kluczowym czynnikiem w zjawisku cieplarnianym, umożliwiającym życie na Ziemi. Wszelkie dyskusje o redukcji CO2 są bezsensowne, ponieważ rola dwutlenku węgla (CO2)  jest w tym procesie śladowa o czym szczegółowo pisałem tu:  https://pawelklimczewski.pl/2024/02/23/czy-temperatura-na-ziemi-drgnie-o-ulamek-stopnia-gdy-tradycyjna-produkcja-przemyslowa-i-populacja-wzrosna-o-2000/

Nasza planeta  w okolicach między zwrotnikami w ciągu doby pochłania olbrzymie ilości energii po  oświetlonej stronie i przez kolejne 12 godzin, w trakcie nocy, emituje energię cieplną w Kosmos. W okolicach biegunów praktycznie cały rok więcej energii emituje się niż pochłania, a ciepło tam jest dostarczane przez prądy oceaniczne.

Skały i lądy praktycznie nagrzewają się i stygną w cyklu 24 h. Rozgrzana za dnia afrykańska pustynia następnego ranka jest chłodna. Inaczej jest z oceanami, nagrzana woda latami krąży po planecie sterowana prądami morskimi, potrafi opadać w głębiny i znów się wynurzać, a czas przepływu energii w tej postaci nie jest znany. Naukowcy mają skrajnie różne opinie w tej sprawie, czas zatrzymania ciepła w oceanach szacują od kilku lat do ponad stulecia. Budowanie modeli klimatycznych w tej sytuacji jest niemożliwe, bo nie wiemy, czy obecnie procesy są skutkiem cykli słonecznych z okresu Bismarcka, czy z ostatniej dekady.

Wiadomo jedno, że w procesie tworzenia się klimatu rolę decydującą mają ocean i chmury, a siłą napędową tych drugich, za pośrednictwem jonosfery,  jest promieniowanie kosmiczne odwrotnie proporcjonalne do aktywności Słońca. Masa i zdolność atmosfery do gromadzenia ciepła w stosunku do oceanów jest pomijalnie mała. Atmosfera jest tylko warstwą pomiędzy oceanem a Kosmosem, przez którą  energia cieplna odlatuje z Ziemi na zawsze w nieskończoną otchłań.

Mając już podstawy nauki o klimacie możemy przyjrzeć się cyklonom. Są to potężne wiry atmosferyczne tworzące się nad ciepłymi wodami  w strefach tropikalnych. Gdy ciepły ocean stworzy taki wir powstaje nad nim  wysoka na wiele kilometrów tarcza chmur. Odcina to na wiele dni ten obszar od Słońca. Gorące powietrze unosi się szybko na duże wysokości, gdzie stygnie szybko oddając swą energię w Kosmos. Oko cyklonu to wielki lej, którym zasysane jest ciężkie, bardzo zimne (do -50 st. C) powietrze z górnej stratosfery. Wciągane bliżej ziemi powoduje zimne ulewy. Cyklon potrafi wędrować w stronę bieguna nawet kilkanaście dni, radykalnie chłodząc ocean na przestrzeni tysięcy kilometrów.

Cyklony są częścią naturalnego termostatu Ziemi, który jak zawór bezpieczeństwa otwiera się i wypuszcza w Kosmos "parę", gdy jest lokalnie za ciepło. Można na to zjawisko patrzeć z drugiej strony. Dynamika huraganów jest doskonałym miernikiem bilansu termicznego planety. Mamy szczegółowe dane o cyklonach z ponad 40  lat, przyjrzyjmy im się bliżej. Najciekawszym parametrem jest roczna, skumulowana energia wszystkich cyklonów, która jest  proporcjonalna do ilości ciepła oddanego w kosmos, a zarazem jest miarą powierzchniowej termiki oceanów. Chłodne oceany tworzą mniej cyklonów a ciepłe więcej.

Dzięki obserwacjom satelitarnym od początku lat 80tych XX wieku mamy dokładną informację o energii kinetycznej (ruchu) tych potężnych wirów, jest ona łatwa do wyliczenia na podstawie rozmiaru, prędkości wirowania, rozkładu ciśnienia itp. parametrów. Z prawa zachowania energii wiemy, że ta energia ruchu powstała na skutek przemiany energii cieplnej oceanu. Mamy więc poza wypromieniowaniem energii cieplnej w postaci podczerwieni w Kosmos kolejny sposób na pozbywanie się ciepła z oceanów, robienie dużych karuzel. Kolejnym elementem tego mechanizmu jest skraplanie się pary wodnej z zetknięciu z zimnym powietrzem zasysanym z górnej stratosfery.

Poza stygnięciem cząstek wody dochodzi jeszcze do oddania energii przejścia fazowego, która była pobrana od Słońca w chwili zamiany wody w parę. Energia przemiany fazowej nie zmienia temperatury cząstek, ale  zmienia ich stan skupienia. Przy parowaniu jest pobierana na rozerwanie atomów tworzących ciecz i uczynienie ich swobodnymi cząstkami tworzących gaz. Podczas skraplania mamy sytuację odwrotną, identyczną jak w naszych domowych lodówkach, dzięki temu mechanizmowi osiągamy temperatury ujemne w zamrażalniku. Jak widać cała gama zjawisk i przemian fizycznych tworzy ten zdumiewający proces. Skutkiem jest ochłodzenie oceanu i jego niezdolność do tworzenia kolejnych cyklonów.

Drugi wykres pokazuje jak od polowy lat 90-tych XX wieku łączna energia cyklonów na planecie maleje. Obecny sezon jest wyjątkowo spokojny i wpisuje się w 30-letni trend, co jest zgodne z analizą aktywności słonecznej jaką przeprowadziłem odkrywając nowy, ok. 107-letni cykl aktywności Słońca, który nakładając się niesynchroniczne na cykl 11-letni tworzy nieregularny przebieg, który ma kluczowe znaczenie dla  kształtowania się klimatu na Ziemi.

Link do raportu: https://pawelklimczewski.pl/2024/02/03/kosmiczna-prognoza-do-2045-globalne-oziebienie/

Ten wzór z różnymi turbulencjami każe nam spodziewać się jeszcze kilku dekad trendu ochłodzenia. Zachowania cyklonów oraz szelfu lodowego Antarktydy, który od ponad dekady rośnie  każe nam spodziewać się okresów globalnie coraz chłodniejszych, jednak w poszczególnych rejonach, jak np. południowa Europa bardziej słonecznych i suchszych z powodu mniejszej ilości chmur powstających nad zimnym Atlantykiem. Sytuację tę może za kilka lat zmienić Słońce, które wejdzie w okres niskiej aktywności w swym cyklu 11- letnim, co zwiększy ilość promieniowania kosmicznego pokonującego osłabioną jonosferę, a to wygeneruje więcej chmur w naszym rejonie i da deszcze, ale jeszcze bardziej ochłodzi planetę w całości.

Paweł Klimczewski

Odpowiedź na zarzut że arbitralnie postawiłem punkt przełomowy i zaraz rozwinięcie tematu: "Cyklony i Słońce, postscriptum. Rozwiązanie zagadki opóźnienia termicznego oceanów w stosunku do aktywności Słońca."