Droog en onbewolkt weer was voornamelijk verantwoordelijk voor de ongewoon hoge zonnestraling in West-Europa in het voorjaar van 2020, niet de vermindering van de uitstoot van aerosolen als gevolg van de eerste lockdown. Dit was het resultaat van een internationale meteorologische studie, waaraan wetenschappers van de Universiteit van Keulen deelnamen. De resultaten zijn gepubliceerd in het huidige nummer van Natuur Communicatie Aarde &Milieu .

Een groot deel van West-Europa had van 23 maart tot eind mei 2020 uitzonderlijk zonnig en droog weer. In het Verenigd Koninkrijk werden nieuwe zonneschijnextremen gemeld, België, Duitsland, en Nederland, gecombineerd met uitzonderlijk diepblauwe luchten. Tegelijkertijd, deze landen waren in lockdown gegaan als reactie op de pandemie van het coronavirus. De hypothese was dat een hogere zonnestraling aan het aardoppervlak werd veroorzaakt door verminderde uitstoot van aerosolen door industrie en verkeer.

Uit de analyses van het onderzoeksteam blijkt dat de verminderde aerosolen en condensstrepen als gevolg van COVID-19-maatregelen in het voorjaar van 2020 veel minder invloed hadden dan het droge en – belangrijker nog – grotendeels wolkenvrije weer. De studie werd uitgevoerd door een internationaal team, waaronder professor Dr. Stephanie Fiedler van het Instituut voor Geofysica en Meteorologie van de Universiteit van Keulen. Ook betrokken waren onderzoekers uit Nederland van Wageningen University &Research en het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI), evenals uit Zwitserland van het "Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos" van het World Radiation Center (PMOD-WRC).

Voorjaar 2020 brak zonnerecords in heel West-Europa. Nederland registreerde de hoogste zonnestraling sinds 1928, overtreft de vorige extreme waarde van 2011 met 13 procent. De diffuse component van zonnestraling bereikte een record lage waarde (38 procent). Het samenvallen van de extreme waarde van zonnestraling met een vermindering van vervuiling veroorzaakt door mensen als gevolg van COVID-19-maatregelen leidde tot de hypothese dat schonere lucht dan normaal bijdroeg aan het record. Lagere transport- en industriële activiteiten leidden tot vermindering van stikstofoxide, zwaveldioxide, en kooldioxide-emissies van enkele procenten met overeenkomstige veranderingen in atmosferische samenstelling en straling. Het doel van deze studie was daarom om de respectievelijke bijdragen van weer en aerosolen aan extreme zonnestraling in West-Europa te kwantificeren.

Gebaseerd op analyses van grond- en satellietgebaseerde waarnemingen en experimenten met een stralingsoverdrachtsmodel, de onderzoekers schatten een toename van 1,3 procent in zonnestraling ten opzichte van het gemiddelde van 2010-2019 vanwege de lagere gemiddelde optische diepte van de aerosol, een maat voor de aërosolbelasting in de atmosfeer, en een stijging van 17,6 procent als gevolg van enkele uitzonderlijk droge dagen en zeer lage bewolking. "Uit de analyses blijkt dat de verminderde aerosolen en contrails als gevolg van COVID-19-maatregelen minder belangrijk zijn voor het zonnestralingsrecord dan het droge en vooral wolkenvrije weer, " legde professor Stephanie Fiedler uit.

Liever, de belangrijkste redenen voor de toegenomen zonnestraling zijn weerpatronen met aanhoudende noordelijke tot oostelijke stroming over West-Europa en zwakke winden in het centrum van hogedruksystemen. Als resultaat, er waren meer dagen met weinig en geen bewolking, waardoor een grotere zonnestraling mogelijk was.

Met behulp van een objectieve weertypeclassificatie, een methode om weersituaties te beschrijven op basis van rasterpuntgegevens, het team toonde aan dat 2020 ongeveer tien lentedagen meer had met droog weer geassocieerd met een hogedruksysteem in vergelijking met het gemiddelde voor 1980-2019. De hoeveelheid neerslag laat ook het ongewone weer zien. Dus, lente 2020 is een van de drogere jaren ooit (2004-2020), met de zeer droge periode die begint op 21 maart, 2020.

Door mensen veroorzaakte aerosolemissies zijn in Europa relatief laag in vergelijking met andere regio's in de wereld. "Als antropogene aerosolemissies in de toekomst vrij klein blijven, of als ze verder afnemen, zoals scenario's van het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering suggereren, het weer zal de belangrijkste factor zijn bij het vestigen van nieuwe records voor zonnestraling in het voorjaar, "zei Stephanie Fiedler. "Momenteel, echter, veel regio's van de wereld worden meer getroffen door aerosolen dan West-Europa. Op dergelijke locaties zijn al meer significante regionale effecten van aërosolreductie op de zonnestraling door COVID-19-vergrendelingen gedocumenteerd."

Toekomstig onderzoek zal onderzoeken in hoeverre aërosolveranderingen weerpatronen kunnen beïnvloeden, bijvoorbeeld. Klimaatwetenschappers werken momenteel aan een nieuw internationaal project om klimaatsimulaties te vergelijken met emissiedatasets die zijn aangepast aan de COVID-19-pandemie om dergelijke vragen te beantwoorden. In deze context, Fiedler is bezig met het samenstellen van datasets voor door de mens veroorzaakte aerosolen die dergelijke modelsimulaties mogelijk zullen maken.