Hipótesis de la temperatura del yunque fijo
La hipótesis de la temperatura del yunque fijo es una hipótesis física que describe la respuesta de las propiedades radiativas de las nubes al aumento de las temperaturas de la superficie. Supone que la temperatura a la que las nubes de yunque emiten la radiación está restringida por procesos radiativos y, por lo tanto, no cambia en respuesta al calentamiento de la superficie. Dado que la cantidad de radiación emitida por las nubes es una función de su temperatura, implica que no aumenta con el calentamiento de la superficie y, por lo tanto, una superficie más cálida no aumenta las emisiones de radiación (y, por lo tanto, el enfriamiento) de la parte superior de las nubes. El mecanismo ha sido identificado tanto en modelos climáticos como en observaciones del comportamiento de las nubes, afectacuánto se calienta el mundo por cada tonelada adicional de gas de efecto invernadero en la atmósfera . Sin embargo, alguna evidencia sugiere que puede formularse más correctamente como una disminución del calentamiento del yunque en lugar de ningún calentamiento del yunque.
En los trópicos , el enfriamiento radiativo de la troposfera se equilibra con la liberación de calor latente a través de la condensación del vapor de agua transportado a grandes alturas por convección . El enfriamiento radiativo es principalmente una consecuencia de las emisiones de vapor de agua y, por lo tanto, se vuelve ineficaz por encima del nivel de presión de 200 hPa . Congruentemente, es en esta elevación donde se concentran las nubes gruesas y las nubes de yunque , las nubes convectivas superiores. [1]
La "hipótesis de la temperatura del yunque fijo" estipula que, debido a las restricciones energéticas y termodinámicas impuestas por la relación Clausius-Clapeyron , la temperatura y, por lo tanto, el enfriamiento radiativo de las nubes del yunque no cambia mucho con la temperatura de la superficie. [1] Específicamente, el enfriamiento disminuye por debajo de -73 °C (200 K) a medida que el enfriamiento radiativo ineficaz por CO
2se vuelve dominante por debajo de esa temperatura. [2] En cambio, la elevación de las nubes altas aumenta con las temperaturas de la superficie. [3]
Una hipótesis relacionada es que las temperaturas de la tropopausa son insensibles al calentamiento de la superficie; sin embargo, parece tener mecanismos distintos del proceso de temperatura de yunque fijo. [4] Se han relacionado entre sí en varios estudios, [5] que a veces encuentran que una temperatura de tropopausa fija es una teoría más razonable que una temperatura de yunque fija. [6]
La hipótesis de la temperatura del yunque fijo ha sido ampliamente aceptada e incluso extendida a la atmósfera no tropical. Su fuerza se basa en parte en su confianza en argumentos físicos simples. [7]
La hipótesis de la temperatura del yunque fijo fue formulada inicialmente por Hartmann y Larson 2002 en el contexto del modelo climático NCAR/PSU MM5 [8], pero la estabilidad de las temperaturas de las nubes superiores ya se observó en un modelo unidimensional de Hansen et al. 1981. [9] También se ha recuperado, con limitaciones, en modelos climáticos [10] y en numerosos modelos de circulación general . [11] Sin embargo, algunos han recuperado una dependencia del tamaño de la nube [12] y de la humedad relativa [13] o que la temperatura fija del yunque se expresa más correctamente como que la temperatura del yunque cambia más lentamente que la temperatura de la superficie.[14] Los modelos climáticos también simulan un aumento en la altura de la parte superior de las nubes [15] y algunos modelos radiativos-convectivos lo aplican a la salida de los ciclones tropicales . [dieciséis]
