Nasa je v okviru novega projekta pripravila najbolj realističen model gibanja in koncentracije ogljikovega dioksida po atmosferi do zdaj. Temelji na meritvah tega toplogrednega plina, ki ga je izvedel vremenski satelit, in na zapletenem vremenskem modelu, vse skupaj pa je združeno in obdelano s superračunalnikom, so sporočili z Nase.

Pretekla desetletja so meritve ogljikovega dioksida večinoma opravljali s tal. Zaznavali so porast koncentracije plina, ki v atmosferi zadržuje toploto, a zgolj površinsko, dvorazsežnostno. Zdaj so pri Nasi te podatke združili z opazovanji satelita Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) in s tem priskrbeli še tretjo dimenzijo. Svetovalna vizualizacija podatkov v filigranskih detajlih prikazuje nastanek, gibanje in izginjanje ogljikovega dioksida med septembrom 2014 in septembrom 2015.
Za podnebje usodna vprašanja
Ogljikov dioksid v atmosferi deluje kot termostat. Višje koncentracije vplivajo ogrevalno, z manjšimi se ozražje hladi. Na nastajanje in izginjanje iz ozračja vplivajo zapleteni procesi. Znanstveniki si že dolgo prizadevajo razumeti dejavnike, ki vplivajo na to, koliko oddanega ogljikovega dvokisa ostane v atmosferi in kako dolgoživ je. Prav ti mehanizmi utegnejo odločilno vplivati na prihodnje podnebje, s tem pa tudi na usodo velikih delov sveta.

Skoraj polovica vsega ogljikovega dioksida človeškega izvora se absorbira v morju in na kopnem skozi rastline, po 25 odstotkov vsak. Okoli 50 odstotkov izpustov ostane v ozračju. Sistem je na videz preprost in lepo odrezan. Znanstvenike pa zanimajo podrobnosti, ki so precej bolj zapletene. Koliko absorpcije pade na določen ekosistem, še posebej na kopnem? In še pomembnejše: ker izpusti ves čas naraščajo, bosta kopno in morje ves čas zmožna odvajati zdajšnjo polovico? Ali pa se bosta nekoč zasičila?

Skozi modele do realnosti
Z novim modelom so naredili pomemben korak naprej pri razumevanju ogljikovega toka, so zatrdili na Nasinem JPL-ju. "Toka ne moremo meriti neposredno in z visoko ločljivostjo po vsem svetu. Zato gradimo orodja, ki nam omogočajo sestavljanje natančnejše slike dogajanja v ozračju, kar skušamo prevesti v čim natančnejši pogled na ogljikov tok. Veliko je še neznanega in polno dela nas čaka, a vsaj ta zadnji korak predstavlja nujen in pomemben napredek v verigi odkritij," je izjavila Lesley Ott, strokovnjakinja za ogljikov tok in članica znanstvene ekipe za satelitom OCO-2.
OCO-2 je bil izstreljen pred dvema letoma in je prvi satelit na svetu, ki je namenjen izključno meritvam toka na merilu celotnih regij. "Od septembra 2014 do zdaj OCO-2 poskrbi za skoraj 100.000 ocen ogljikovega dioksida dnevno," je povedal David Crisp, vodja znanstvene ekipe za satelitom.
Za analizo in interpretacijo teh ocen so nujni modeli, kakršne razvijajo denimo pri Nasinem oddelku GMAO. Ta je gibanje ogljikovega dioksida že vključeval v svoj obsežni model GEOS, ki se uporablja za zelo raznolike atmosferske študije. Novi model temelji na GEOS-u in vanj s procesom asimilacije vključuje satelitske podatke. "Asimilacija podatkov je proces zlivanja modelskih simulacij z realnimi meritvami pri najvišji mogoči natančnosti, ločljivosti in široki pokritosti. S tem smo na najboljši mogoč način predstavili, kako najbolje razumemo izmenjavo ogljikovega dioksida med površjem in atmosfero," je povedal raziskovalec v GMAO-ju, Brad Weir.

Rdeče na severu
In kaj se da videti na vizualizaciji? Predvsem to, kako ogromno ogljikovega dioksida se skozi leto dviga in spušča na severni polobli in kako malo na južni. Evropa, Severna Amerika in Kitajska so poglavitni viri. Pomembni dejavniki so položaj celin, obširnejša območja rastlinja in posledično fotosinteze, požiralke ogljikovega dioksida; gorske verige, pa tudi izraziti morski tokovi in vremenski vzorci.

Nasa si prizadeva, da bi z naslednjo misijo natančnejše preučila vpliv biocenoze in ga vključila v model.

Povečane koncentracije, ki so večinoma nastale s kurjenjem fosilnih goriv, so pomembno prispevale k obstoječemu, dolgoročnemu trendu segrevanja.

Globalno segrevanje je opazno na drugi dolgoročni analizi, ki je prav tako prišla iz logov ameriške vesoljske agencije - debelini ledenega oklepa na severnem polu.

Vse tanjši oklep
Znanstveniki Nasinega instituta Goddard Space Flight Center z različnimi metodami že od leta 1984 spremljajo starost in debelino ledu na Arktiki. Ta ledeni oklep je zelo spremenljiv. Vsako leto se severna morja zaledenijo in poleti deloma odtalijo, pri čemer viskozni led potuje, teče. Ugotovili so, da je skozi leta vse manj starejšega in zanesljivejšega ledu, ki je vedno debelejši od štirih metrov. Vse manj je tistih delov, ki vsako leto ostanejo tudi čez poletje. Vse bolj prevladuje tanjši in hitrotopni metrski led.

"Izgubili smo skoraj ves stari led. V 80 let prejšnjega stoletja so večletna področja zavzemala četrtino vsega ledenega oklepa, danes zgolj tri odstotke, pri čemer je stari led neke vrste varuh, zavarovalna polica Arktike. Ko ga izgubljamo, postajajo poletja večinoma brez ledu na Arktiki vse bolj mogoča," je izjavil glaciolog Walt Meier z Goddarda. Več v spodnjih videoposnetkih.

Video 1: Vizualizacija ogljikovega dioksida

Video 2: Dve leti meritev satelita OCO-2

Video 3: Tanjšanje in pomlajevanje Arktike