Wolken boven de Zuidelijke Oceaan zouden de sleutel kunnen zijn tot nauwkeurigere voorspellingen van de wereldwijde klimaatverandering. Onderzoekers van de Universiteit van Canterbury (UC) hebben een Deep South National Science Challenge-project geleid om informatie te verzamelen over wolkenformaties in de buurt van Antarctica.

Als onderdeel van zijn Ph.D., UC Research Associate Peter Kuma voegde zich bij andere wetenschappers aan boord van onderzoeksschepen in ruwe zuidelijke zeeën met behulp van hi-tech instrumenten om de wolkendichtheid te meten, hoogte en vorm.

Hij zegt dat wolken belangrijk zijn omdat ze regelen hoeveel zonnestraling het aardoppervlak bereikt. en absorberen ook thermische straling van de aarde.

Ze kunnen een verwarmende of verkoelende rol spelen, afhankelijk van hun hoogte, vorm en dichtheid.

"Wolken zijn de grootste onzekerheid voor de modellen die worden gebruikt bij het berekenen van klimaatverandering en de Zuidelijke Oceaan is een gebied waar ze het meest worstelen, ' zegt Kuma.

"Het is een van 's werelds meest ontoegankelijke plaatsen, dus nauwkeurige metingen van wolken daar zijn moeilijk te verkrijgen en zijn meestal gebaseerd op satellietinformatie, die een wolk op een lager niveau mist. Het kan niet vanuit de ruimte worden gezien omdat het wordt verduisterd door wolken op een hoger niveau, dus nauwkeurigere metingen vanaf de grond zijn van vitaal belang."

Kuma was op het onderzoeksschip Tangaroa dat in 2017 twee weken het Campbell Plateau bezocht, en bracht in 2018 zes weken door in de Rosszee, samen met andere UC en National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA) wetenschappers.

Ze gebruikten instrumenten zoals lidars (laser "radars") en weerballonnen om de atmosfeer te onderzoeken, het verzamelen van een schat aan zeer gedetailleerde informatie over de structuur en fysica van wolken in een grotendeels onbekende regio.

Het project, onder leiding van directeur van Gateway Antarctica UC Professor Adrian McDonald, was een samenwerking tussen UC, NIWA, de Australische Antarctische Divisie, Universiteit van Colorado, Boulder en de New Zealand Defense Force.

Op schepen gebaseerde observaties en gegevens verzameld door het team tijdens drie jaar onderzoek in de Zuidelijke Oceaan zijn geanalyseerd en zullen experts nu helpen om de impact van toenemende broeikasgassen op de planeet nauwkeurig te voorspellen.

De informatie zal worden gebruikt voor de ontwikkeling van invloedrijke internationale modellen voor klimaatverandering die worden gebruikt door het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering (IPCC) van de Verenigde Naties.

Kuma is hoofdauteur van een artikel over de studie die onlangs in het internationale tijdschrift is gepubliceerd Atmosferische chemie van de natuurkunde .

De belangrijkste bevinding van het onderzoek van het team heeft betrekking op laaggelegen stratocumuluswolken, die vlak zijn en een groot gebied beslaan, zijn de meest voorkomende in de Zuidelijke Oceaan tijdens de zomermaanden.

Echter, de meeste modellen voor klimaatverandering zijn gebaseerd op simulaties met cumuluswolken, die een kleiner gebied beslaan, maar dikker en reflecterender zijn.

Ze vonden het New Zealand Earth System Model (NZESM), een klimaatmodel gebaseerd op een Brits MetOffice klimaatmodel in ontwikkeling bij NIWA en UC, simuleert te weinig laaghangende bewolking boven de Zuidelijke Oceaan.

Kuma zegt dat de op het schip gebaseerde waarnemingen zullen leiden tot een beter begrip van hoe deze wolken zich vormen en een betere nauwkeurigheid voor de modellen zullen opleveren. vooral wanneer ze worden toegepast op het zuidelijk halfrond.

"De simulaties die ze gebruikten bevatten relatief grote fouten die van invloed zouden zijn op de nauwkeurigheid van toekomstige voorspellingen van klimaatverandering, vooral voor Nieuw-Zeeland, dat dicht bij de Zuidelijke Oceaan ligt."

Het onderschatten van bewolking veroorzaakt fouten die kunnen leiden tot vertekeningen in de temperatuur van het warme zeeoppervlak, onderschatte zee-ijsbedekking en het beïnvloedt de positie van de sterke wind die het zuidelijk halfrond omcirkelt.

Kuma komt uit Slowakije en is sinds drie jaar in Nieuw-Zeeland. Hij ontving een UC Doctoral Scholarship en financiering via de Deep South National Science Challenge om zijn Ph.D. in de atmosferische fysica.

Hij genoot van zijn ervaring in de Zuidelijke Oceaan ondanks de ruige omstandigheden met golven tot vier meter hoog.

"Het is een opwindende plek voor klimatologen om te gaan, omdat het een zeer weinig bestudeerde plek op de wereld is."

Verrassend genoeg, in tegenstelling tot veel van zijn collega's, hij werd niet zeeziek op de reizen. "Ik geniet er gewoon van om buiten te zijn, dus voor mij voelde het natuurlijk aan."