Oamenii de stiinta au observat, pentru prima data, o accentuare a efectului de sera cauzat de emisiile de dioxid de carbon de la suprafata Pamantului. Cercetatorii, condusi de oameni de stiinta de la Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) al US Department of Energy, au constatat prin masuratori amplificarea efectului prin care dioxidul de carbon din atmosfera absoarbe radiatia termica emisa la suprafata Pamantului. Masuratorile au avut loc pe o perioada de unsprezece ani in doua locuri diferite de pe continentul nord-american. Ei au atribuit procesului de ardere a combustibililor fosili aceasta tendinta de crestere a concentratiilor de CO2 din atmosfera.
Influenta CO2 atmosferic asupra echilibrului dintre energia primita de la Soare si caldura degajata de pe Pamant (numit in prezent echilibrul energetic al planetei) este binecunoscuta. Pana in prezent acest efect nu a fost confirmat experimental in afara laboratoarelor de cercetare. Rezultatele obtinute prin noua cercetare au fost anuntate in data de 25 februarie 2015 in versiunea online a revistei Nature.
Rezultatele obtinute corespund cu estimarile teoretice ale efectului de sera ce se datoreaza activitatii umane. De asemenea, cercetarea ofera o confirmare in plus a faptului ca metodele de calcul utilizate in prezent in cadrul modelelor climatice sunt corecte, mai ales atunci cand vine vorba de influenta CO2.
Oamenii de stiinta au masurat influenta dioxidului de carbon din atmosfera asupra efectului radiativ al Pamantului in doua locuri diferite, in Oklahoma si in Alaska North Slope, din anul 2000 si pana la sfarsitul anului 2010. Variatia efectului radiativ reprezinta o masura a cat de mult echilibrul energetic al planetei este perturbat de schimbarile atmosferice. Un efect radiativ pozitiv apare atunci cand Pamantul absoarbe o energie de la radiatia solara care este mai mare decat energia pe care o emite inapoi in spatiu sub forma de radiatie termica. Efectul poate fi masurat la suprafata Pamantului sau la inaltime, in atmosfera. In aceasta cercetare oamenii de stiinta s-au concentrat asupra efectului de la suprafata Pamantului.
Ei au descoperit ca CO2 a fost responsabil pentru o crestere semnificativa a efectului radiativ in ambele locuri, cu aproximativ doua zecimi de watt pe metru patrat pe deceniu. Ei au corelat aceasta tendinta de crestere a efectului radiativ cu cresterea concentratiei de C02 din atmosfera, cu 22 parti la un milion, intre anii 2000 si 2010. In conformitate cu un model computerizat care a urmarit sursele de CO2 din intreaga lume, o mare parte din cantitatea de CO2 provine din arderea combustibililor fosili.
„Noi am observat, pentru prima data, amplificarea efectului de sera, deoarece exista mai mult CO2 in atmosfera care absoarbe ceea ce emite Pamantul ca raspuns la radiatia solara pe care o primeste", declara Daniel Feldman, un om de stiinta din cadrul Earth Sciences Division al Berkeley Lab si autorul principal al articolului din Nature.
„Multe alte studii au aratat cresterea concentratiilor atmosferice de CO2, dar studiul nostru evidentiaza legatura importanta dintre aceste concentratii si energia primita in sistem sau efectul de sera", adauga Feldman.
Feldman a condus cercetarea efectuata cu ajutorul colegilor de la Berkeley Lab, Bill Collins si Margaret Torn, precum si cu ajutorul lui Jonathan Gero de la University of Wisconsin-Madison, Timothy Shippert de la Pacific Northwest National Laboratory si Eli Mlawer de la Atmospheric and Environmental Research.
Oamenii de stiinta au folosit instrumente spectroscopice incredibil de precise din cadrul Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Climate Research Facility. Aceste instrumente, aflate in siturile de cercetare ARM din Oklahoma si Alaska, masoara energia termica in infrarosu care strabate atmosfera si care ajunge pana la suprafata Pamantului. Ele pot detecta semnatura spectrala unica a energiei in infrarosu de la CO2.
Alte instrumente de masura din cele doua locatii au detectat semnaturile unice ale unor formatiuni naturale care pot emite, de asemenea, energie in infrarosu, cum ar fi norii si vaporii de apa. Prin analiza acestor masuratori oamenii de stiinta au putut izola semnalele atribuite exclusiv CO2.
„Am masurat radiatiile sub forma de energie in infrarosu. In continuare ne-am concentrat asupra altor factori care ar putea influenta masuratorile noastre, cum ar fi starea vremii din regiunile respective", declara Feldman.
Rezultatul este reprezentat de doua serii de masuratori ce au avut loc intr-o anumita perioada de timp, in doua locatii diferite. Fiecare serie de masuratori se intinde din anul 2000 pana la sfarsitul anului 2010, totalizand 3.300 de masuratori in Alaska si 8.300 masuratori in Oklahoma.
Ambele serii de masuratori au aratat aceeasi tendinta: CO2 atmosferic emite o energie in infrarosu tot mai mare, avand o valoare de 0,2 W/m2 pe deceniu. Aceasta crestere reprezinta aproximativ zece la suta din contributia tuturor surselor de energie in infrarosu, cum ar fi norii si vaporii de apa.
Pe baza unei analize a datelor din sistemul CarbonTracker al National Oceanic and Atmospheric Administration, oamenii de stiinta au corelat aceasta crestere a efectului radiativ cu arderea combustibililor fosili si incendiilor.
De asemenea, masuratorile le-au permis oamenilor de stiinta sa detecteze, pentru prima data, influenta fotosintezei asupra echilibrului energetic de la suprafata Pamantului. Ei au descoperit ca efectul radiativ atribuit CO2 se reduce primavara atunci cand procesul de fotosinteza absoarbe o cantitate mai mare de gaze cu efect de sera.
Pentru a efectua o parte din cercetari, oamenii de stiinta au folosit National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) din cadrul Berkeley Lab.