Hoe de eigenschappen van wolken veranderen als reactie op lokale vervuiling - voornamelijk door kolenverbranding en scheepsmotoren - is nauwkeuriger bepaald.

Deze vonst, vandaag gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences , zou wetenschappers kunnen helpen om beter te modelleren wat de toekomstige mondiale temperaturen zullen zijn met verhoogde broeikasgasconcentraties.

Wolken zijn opeenhopingen van waterdruppels die zich meestal rond zeer kleine deeltjes vormen, aerosolen genoemd. Deze aerosolen omvatten woestijnstof, roet of verbindingen die sulfaten worden genoemd.

Menselijke activiteiten kunnen de lokale concentraties van deze aerosolen verhogen. Bijvoorbeeld, bij het verbranden van kolen komen roet en sulfaten vrij, het creëren van lokale hotspots van aerosolen boven elektriciteitscentrales of steden.

Wetenschappers weten dat deze lokale hotspots van aerosolen de eigenschappen van wolken veranderen door ze te voorzien van meer aerosolen om druppels rond, wolken creëren met een groter aantal kleinere druppeltjes dan normale wolken. Deze wolken zijn ook helderder dan wolken die niet worden aangetast door vervuiling.

De helderdere wolken weerkaatsen meer van het binnenkomende zonlicht, zorgen voor een lokaal verkoelend effect. Dit betekent dat terwijl menselijke activiteiten de planeet opwarmen, door de uitstoot van broeikasgassen zoals koolstofdioxide, ze helpen ook om delen van de planeet af te koelen, door het vrijgeven van vervuilende aerosolen.

Hoofdauteur dr. Edward Gryspeerdt van de afdeling Natuurkunde van Imperial, die het onderzoek vandaag presenteert op de Algemene Vergadering van de European Geosciences Union in Wenen, zei:"Bij het verbranden van fossiele brandstoffen komen broeikasgassen vrij, maar vaak ook aerosolen die ervoor kunnen zorgen dat wolken meer zonlicht terug de ruimte in reflecteren. Menselijke activiteiten hebben dus zowel een verwarmend als een verkoelend effect.

"Hoewel het verkoelende effect veel kleiner is dan het verwarmende effect, weten hoe aerosolen de eigenschappen van wolken in het verleden en het huidige klimaat hebben veranderd, helpt ons beter te begrijpen hoeveel de aarde waarschijnlijk zal opwarmen onder verschillende toekomstige scenario's van broeikasgasniveaus."

Nauwkeuriger meten

Aërosolen en wolken verschillen aanzienlijk over de hele wereld. Satellietgegevens kunnen worden gebruikt om te bepalen hoe aerosolen de eigenschappen van wolken beïnvloeden, maar deze methode brengt een aantal onzekerheden met zich mee, met name over hoe wetenschappers de aerosol vanuit de ruimte meten.

Nutsvoorzieningen, een team onder leiding van onderzoekers van Imperial heeft een nauwkeurigere manier gevonden om het effect te voorspellen met behulp van een andere maatstaf voor de aerosol-eigenschappen die zijn verzameld uit satellietgegevens.

Deze maat omvat informatie over de grootte van de aerosoldeeltjes, wat gerelateerd is aan hoe gemakkelijk wolkendruppels zich om hen heen kunnen vormen. Hierdoor kunnen klimaatmodelleurs de verschillende factoren die van invloed zijn op de mondiale temperatuur nauwkeuriger uit elkaar halen.

Cloudrespons voorspellen

Gebruikelijk, om uit te zoeken hoe wolken kunnen reageren op aerosolvervuiling, wetenschappers vergelijken hoe wolkeneigenschappen variëren als reactie op de hoeveelheid aerosolen. Echter, verschillende soorten aerosolen hebben verschillende effecten op de eigenschappen van wolken, wat betekent dat een maatstaf voor de eenvoudige hoeveelheid aerosolen misleidend kan zijn.

Het is moeilijker voor wolkendruppels om zich rond sommige aerosolen te vormen, als woestijnstof en roet, in vergelijking met andere spuitbussen, zoals sulfaten, die efficiënter zijn in het ophelderen van wolken.

Vóór de industriële revolutie en de massale verbranding van fossiele brandstoffen, er waren minder sulfaten, die helderdere wolken creëren met kleinere druppeltjes.

Dit betekent dat als onderzoekers probeerden om het verkoelende effect van wolken rond vandaag en die in het verleden te vergelijken op basis van de hoeveelheid aanwezige aerosolen, ze zouden niet in staat zijn geweest omdat de reactie van de wolken op de aerosol anders zou zijn.

Voorspellingen van klimaatverandering verbeteren

Met behulp van verschillende wereldwijde klimaatmodellen, het team toonde aan dat door satellieten te gebruiken om extra informatie over de aerosolgrootte te bepalen, de onzekerheden veroorzaakt door variaties in aerosoltype zouden kunnen worden verminderd. Dit betekent dat de verandering in wolkeneigenschappen als gevolg van menselijke activiteit nauwkeuriger kan worden bepaald.

De maatstaf kan worden verkregen uit satellietwaarnemingen van wolken, wat betekent dat klimaatmodelleurs nauwkeurigere cijfers kunnen gebruiken voor wolkenreflectie in de tijd, hun voorspellingen voor klimaatverandering te verbeteren.