Když havajská sopka Kīlauea v roce 2018 intenzivně uvolňovala plyny a drobné částice, nevznikla jen nápadná sopečná epizoda. Nad okolním tropickým Pacifikem se zároveň odehrál přirozený pokus, který vědci nemohli naplánovat v laboratoři ani v běžném terénním měření. Aerosol z vulkanické činnosti se dostal do vzduchu nad mořem, kde se setkal s nízkými oblaky. Výsledek zkoumal mezinárodní tým pomocí satelitních pozorování a metod strojového učení: v některých situacích nebyly mraky pouze světlejší, ale bylo jich nad oceánem podstatně více.
Aerosol je soubor pevných nebo kapalných částic rozptýlených v ovzduší. Může jít o mořskou sůl, pouštní prach, kouř, průmyslové znečištění i částice vznikající při sopečné činnosti. Pro vznik oblaků jsou důležité proto, že na nich může kondenzovat vodní pára. Takovým částicím se říká kondenzační jádra oblaků. Když je jader více, může se stejná zásoba vody rozdělit do většího počtu menších kapek. Oblak pak obvykle účinněji rozptyluje sluneční světlo zpět do vesmíru.
Tohle pravidlo je známé dlouho, jenže jeho dopad na skutečnou oblačnost je mnohem složitější. Menší kapky mohou zpomalit vznik deště, a tím mrak prodloužit nebo rozšířit. Jindy ale mohou naopak usnadnit vypařování kapek na okrajích oblaku, zvlášť když do něj proniká suchý vzduch z vyšších vrstev atmosféry. V takovém případě by aerosol mohl oblak zmenšit. Právě proto patří vztah mezi aerosoly a mraky k nejistějším částem klimatických výpočtů.
Podle studie zveřejněné v časopise Nature Geoscience poskytla Kīlauea vzácně čistý signál. Autoři porovnávali satelitní snímky, meteorologické podmínky a množství aerosolu při několika sopečných epizodách. Strojové učení jim mělo pomoci oddělit vliv částic od běžných proměn počasí, které by samy o sobě mohly měnit množství oblačnosti. Nejvýraznější případ zaznamenali v červnu 2018: v teplém, vlhkém a stabilním vzduchu se oblačnost zvýšila relativně o 54 %.
Nejdůležitější není jen samotné zesvětlení jednotlivých mraků. Ve studovaném případě připadala hlavní část zesíleného ochlazovacího účinku na větší plochu oblačnosti. Mraky tedy nad oceánem vytvořily rozsáhlejší sluneční štít. Z pohledu energetické bilance Země jde o podstatný rozdíl: tmavý oceán pohlcuje velkou část dopadajícího záření, zatímco nízké bílé oblaky ho ve dne výrazně odrážejí.
Nečekaná lekce pro klimatické modely
Pozorování zároveň ukázalo, že účinek nebyl automatický. Nejlépe se projevil ve vlhkém a stabilním tropickém prostředí, kde se nad čistým oceánem mohou udržovat mělké oblaky. V sušších podmínkách by podobný zásah do ovzduší mohl mít opačný výsledek a oblačnost zmenšit. To je důležité varování před jednoduchou představou, že více částic vždy znamená více mraků a méně oteplování.
Zjištění se týká také návrhů na takzvané zesvětlování mořských oblaků. Tato hypotetická metoda by chtěla do vhodných nízkých oblaků přidávat jemné částice, například ze slané mořské vody, aby více odrážely slunce. Havajské pozorování není důkazem, že by takový postup byl bezpečný nebo použitelný ve velkém měřítku. Ukazuje však, že část očekávaného účinku může spočívat ve změně rozsahu mraků, nikoli jen v jejich zbělení. Nezávislý odborný komentář ve stejném časopise zdůraznil, že právě tato odezva oblačnosti patří mezi jevy, které současné klimatické modely stále nedokážou zachytit se stejnou jistotou jako skleníkové plyny.
Sopečný aerosol z Kīlauey tak nepřinesl návod, jak řídit klima. Poskytl ale mimořádně názornou ukázku toho, že drobné částice v atmosféře dokážou změnit nejen vzhled jednotlivého oblaku, ale za přesně daných podmínek i celé pole mraků nad oceánem. A právě takové detaily rozhodují o tom, kolik sluneční energie planeta skutečně přijme.
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.