in 1870, ontdekkingsreiziger Adolf Erik Nordenskiöld, trektochten over de kale en afgelegen ijskap van Groenland, zag iets wat de meeste mensen niet zouden verwachten in zo'n leeg, onherbergzaam landschap:nevel.

Nordenskiöld's record van de nevel was een van de eerste bewijzen dat luchtvervuiling rond het noordelijk halfrond naar de pool kan reizen en de luchtkwaliteit in het noordpoolgebied kan verslechteren. Nutsvoorzieningen, een studie van de atmosferische wetenschapper Tim Garrett en collega's van de Universiteit van Utah ontdekt dat de lucht in het noordpoolgebied buitengewoon gevoelig is voor luchtvervuiling, en dat fijnstof de vorming van Arctische wolken kan stimuleren. deze wolken, Garrett schrijft, kan fungeren als een deken, een al veranderende Noordpool verder opwarmen.

"Het Arctische klimaat is delicaat, net zoals de ecosystemen die daar aanwezig zijn, Garrett zegt. "De wolken staan ​​aan de rand van hun bestaan ​​en ze hebben een grote impact op het lokale klimaat. Het lijkt erop dat wolken daar bijzonder gevoelig zijn voor luchtvervuiling." De studie is gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven .

Vervuiling richting het noorden

Garrett zegt dat aantekeningen van vroege Arctische ontdekkingsreizigers aantonen dat luchtvervuiling zich al bijna 150 jaar of langer naar het noorden verplaatst. "Deze vervuiling zou natuurlijk naar het noorden worden geblazen, omdat dat het dominante circulatiepatroon is om van lagere breedtegraden naar de polen te gaan, "zegt hij. Eenmaal in het noordpoolgebied, de vervuiling komt vast te zitten onder een temperatuurinversie, net als de inversies die Salt Lake City elke winter ervaart. In een inversie, een dop warme lucht zit boven een plas koude lucht, voorkomen dat de opgehoopte slechte lucht ontsnapt.

Anderen hebben onderzocht welke regio's bijdragen aan de vervuiling van het Noordpoolgebied. Noordoost-Azië levert een belangrijke bijdrage. Dat geldt ook voor bronnen in het uiterste noorden van Europa. "Ze hebben veel directere toegang tot het noordpoolgebied, "zegt Garrett. "Verontreinigingsbronnen daar worden niet door de hele atmosfeer verdund."

Wetenschappers zijn geïnteresseerd in de effecten van vervuiling op poolwolken vanwege hun potentiële opwarmingseffect. In andere delen van de wereld, wolken kunnen het oppervlak koelen omdat hun witte kleur zonne-energie terug de ruimte in reflecteert. "In het Noordpoolgebied, het verkoelende effect is niet zo groot omdat het zee-ijs aan de oppervlakte al helder is, " zegt Garrett. "Net zoals wolken straling efficiënt weerkaatsen, ze absorberen ook efficiënt straling en zenden die energie opnieuw uit om het oppervlak te verwarmen." Waterdruppels kunnen zich rond fijnstof in de lucht vormen. Meer deeltjes zorgen voor meer druppels, wat zorgt voor een wolk die het oppervlak meer opwarmt.

Door de wolken kijken

Maar het kwantificeren van de relatie tussen luchtvervuiling en wolken was moeilijk. Wetenschappers kunnen luchtvervuiling in wolken alleen bemonsteren door er doorheen te vliegen, een methode die niet veel terrein of een lange tijdsperiode kan bestrijken. Satellietbeelden kunnen aerosolvervuiling in de lucht detecteren, maar niet door wolken. "We zullen op één plek naar de wolken kijken en hopen dat de aërosolen in de buurt representatief zijn voor de aërosolen waar de wolk is, "zegt Garrett. "Dat zullen ze niet zijn. De wolk is er omdat hij zich in een andere meteorologische luchtmassa bevindt dan waar de heldere hemel is."

Dus Garrett en zijn collega's, waaronder U-afgestudeerde Quentin Coopman, een andere aanpak nodig. Atmosferische modellen, het blijkt, doen goed werk door de bewegingen van luchtvervuiling rond de aarde te volgen. Met behulp van wereldwijde inventarissen van vervuilingsbronnen, ze simuleren luchtvervuilingspluimen zodat satellieten kunnen observeren wat er gebeurt wanneer deze gemodelleerde pluimen interageren met poolwolken. Met het model konden de onderzoekers luchtvervuiling en wolken tegelijkertijd en op dezelfde plaats bestuderen en ook rekening houden met de meteorologische omstandigheden. Ze konden er zeker van zijn dat de effecten die ze zagen niet alleen natuurlijke meteorologische variaties waren in normale wolkenvormende omstandigheden.

Zeer gevoelige wolken

Het onderzoeksteam ontdekte dat wolken in het noordpoolgebied twee tot acht keer gevoeliger waren voor luchtvervuiling dan wolken op andere breedtegraden. Ze weten nog niet zeker waarom, maar veronderstel dat het te maken kan hebben met de stilte van de Arctische luchtmassa. Zonder de luchtturbulentie op de middelste breedtegraden, de Arctische lucht kan gemakkelijk worden verstoord door zwevende deeltjes.

Een factor waar de wolken niet gevoelig voor waren, echter, was rook van bosbranden. "Het is niet zo dat bosbranden niet de potentie hebben, "Garret zegt, "het is alleen dat de pluimen van deze branden niet op dezelfde plek terechtkwamen als wolken." Luchtvervuiling toe te schrijven aan menselijke activiteiten overtrof de invloed van bosbranden op poolwolken met een factor van ongeveer 100:1.

Dit geeft Garrett hoop. Fijnstof is een vervuilende stof in de lucht die relatief eenvoudig kan worden bestreden, vergeleken met verontreinigende stoffen zoals koolstofdioxide. Het beheersen van de huidige fijnstofbronnen kan de vervuiling in het noordpoolgebied verminderen, bewolking verminderen, en de opwarming vertragen. Al die winsten kunnen worden gecompenseerd, andere onderzoekers hebben gesuggereerd, als het noordpoolgebied een scheepvaartroute wordt en industrialisatie en ontwikkeling ziet. Emissies van die activiteiten kunnen een onevenredig effect hebben op Arctische wolken in vergelijking met emissies uit andere delen van de wereld, zegt Garrett.

"Het noordpoolgebied verandert ongelooflijk snel, "zegt hij. "Veel sneller dan de rest van de wereld, die snel genoeg verandert."