Het mondiale klimaat is een enorm complex fenomeen, en onderzoekers boeken nauwgezette vooruitgang bij het ontwikkelen van steeds nauwkeurigere modellen. Nutsvoorzieningen, een internationale groep met onderzoekers van het Advanced Institute for Computational Science (AICS) in Japan, met behulp van de krachtige K-computer, hebben voor het eerst de effecten van aerosolen op wolken nauwkeurig berekend in een klimaatmodel.

Aërosolen spelen een sleutelrol bij wolkenvorming, omdat ze de "zaden" leveren - wolkencondensatiekernen genoemd - die wolken in staat stellen zich te vormen en hun levenscyclus beïnvloeden. Het water in de lucht condenseert op de kleine deeltjes, en groeien geleidelijk uit tot druppeltjes en uiteindelijk tot regendruppels die neerslaan. De werking van aerosolen is een belangrijk onderdeel van onderzoek naar klimaatverandering, omdat ze de opwarming van broeikasgassen gedeeltelijk tegengaan.

Eerder werd aangenomen dat een toenemende aërosoldichtheid altijd zou leiden tot meer wolken, maar recente satellietwaarnemingen toonden aan dat dit niet per se waar is. Men begrijpt nu dat, door temperatuurverschillen tussen de bovenste en onderste wolkenlaag, er is een delicaat evenwicht tussen verdamping en condensatie, met aerosolen in de lagere delen van de wolken die wolkenvorming bevorderen, maar die in de bovenste delen waardoor het water kan verdampen.

Eerder, klimaatmodellen waren niet in staat om de reactie van deze microprocessen in de wolken op aerosolvariatie te modelleren, maar met de K-computer, de door RIKEN geleide groep combineerde een model dat het hele wereldwijde weer over een jaar simuleert, met een horizontale resolutie van slechts 14 kilometer, met een simulatie van hoe de aerosolen zich in wolken gedragen. In tegenstelling tot conventionele modellen, die een uniforme toename van wolken boven de aarde laten zien wanneer er een toename is van aerosolen, het model met hoge resolutie, die rekening houdt met de verticale processen in wolken, nauwkeurig weergegeven hoe grote gebieden een daling van de bewolking ervaren.

Volgens Yosuke Sato van het Computational Climate Science Research Team van RIKEN AICS en Nagoya University, "Het was heel bevredigend om te zien dat we een krachtige supercomputer konden gebruiken om de microfysica van wolken nauwkeurig te modelleren, geeft een nauwkeuriger beeld van hoe wolken en aerosol zich in de echte wereld gedragen. In de toekomst, we hopen nog krachtigere computers te gebruiken om klimaatmodellen meer zekerheid te geven in klimaatvoorspelling."

Het werk, die werd gepubliceerd in Natuurcommunicatie , werd gedaan door wetenschappers van AICS in samenwerking met onderzoekers van Nagoya University, Nationaal Instituut voor Milieustudies, Kyushu-universiteit, de Universiteit van Tokio, en het Japan Aerospace Exploration Agency.