Gebaseerd op de lange termijn stralingstijdreeksen van Potsdam, ETH-professor Martin Wild en zijn medewerkers hebben aangetoond dat variaties in de intensiteit van zonlicht gedurende tientallen jaren te wijten zijn aan ultrafijne, door de mens gemaakte vuildeeltjes in de atmosfeer.

Eind jaren tachtig en negentig, onderzoekers van ETH Zürich ontdekten de eerste aanwijzingen dat de hoeveelheid zonlicht die het aardoppervlak bereikt sinds de jaren vijftig gestaag afnam. Het fenomeen stond bekend als 'global dimming'. Echter, eind jaren tachtig werd een ommekeer in deze trend waarneembaar. Op veel plaatsen klaarde de atmosfeer weer op en nam de zonnestraling aan het oppervlak toe.

"In eerdere onderzoeken we hebben aangetoond dat de hoeveelheid zonlicht die het aardoppervlak bereikt niet gedurende vele decennia constant is, maar aanzienlijk varieert - een fenomeen dat bekend staat als global dimming and brightening, ", zegt ETH-professor Martin Wild van het Institute for Atmospheric and Climate Science.

Natuurlijke variaties of luchtvervuiling?

Er is echter weinig bekend over de redenen voor deze fluctuaties, die al tientallen jaren worden waargenomen. Een bijzonder controversieel punt is of de schommelingen worden veroorzaakt door luchtvervuiling, met aerosolen die het zonlicht blokkeren, of dat ze het gevolg zijn van natuurlijke variaties in het klimaatsysteem.

Een aantal wetenschappers vermoedde dat de bewolking in de loop der jaren veranderd zou kunnen zijn, tijdens de dimfase de zonnestralen effectiever absorberen dan tijdens de ophelderingsfase.

Daarom analyseerden Wild en collega's van andere onderzoeksinstituten metingen die tussen 1947 en 2017 zijn verzameld in de stralingstijdreeks van Potsdam, die bekend is onder klimaatonderzoekers. De serie biedt een van de langste, meest homogene, continue metingen van zonnestraling op het aardoppervlak.

Dimmen vond ook plaats in wolkenvrije omstandigheden

In deze nieuwe studie ze konden aantonen dat deze fluctuaties niet het gevolg waren van natuurlijke veranderingen in de bewolking, ze worden in plaats daarvan gegenereerd door verschillende aerosolen van menselijke activiteit. Het artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Geofysische onderzoeksbrieven .

"In onze analyse we hebben de effecten van bewolking eruit gefilterd om te zien of deze langdurige fluctuaties in zonnestraling ook voorkomen in wolkenvrije omstandigheden, " legt Wild uit. Zoals later bleek, de decadale schommelingen in het zonlicht dat op het aardoppervlak werd ontvangen, waren zelfs bij heldere hemel duidelijk.

De onderzoekers identificeerden aerosolen die de atmosfeer binnendringen als gevolg van luchtvervuiling als de belangrijkste bijdrage aan het wereldwijde dimmen en oplichten. "Hoewel we al zoveel hadden aangenomen, we hadden het tot nu toe niet direct kunnen bewijzen, " hij zegt.

Opheldering na economische ineenstorting

Het feit dat de overgang van verduisteren naar verhelderen samenviel met de economische ineenstorting van de voormalige communistische landen eind jaren tachtig ondersteunt het argument dat deze variaties een menselijke oorzaak hebben. Bovendien, Rond deze tijd, veel westerse geïndustrialiseerde landen voerden strikte regels voor luchtvervuiling in, die de luchtkwaliteit aanzienlijk verbeterde en de overdracht van de zonnestralen door de atmosfeer vergemakkelijkte. als laatste, de atmosfeer herstelde van de vulkaanuitbarsting van de berg Pinatubo, die in 1991 enorme hoeveelheden aerosolen in de lucht had uitgestoten.

Wild en zijn collega's hadden in een eerder onderzoek al schommelingen in zonneactiviteit uitgesloten. "De zon zelf had slechts een oneindig kleine, verwaarloosbaar effect, die op geen enkele manier de omvang verklaart van de intensiteitsveranderingen die in de loop der jaren aan de oppervlakte waren waargenomen, ' zegt Wild.

Dimmen verminderde verdamping en neerslag

Oppervlakte zonnestraling is een belangrijke parameter voor klimaatkwesties. Het regelt niet alleen de temperatuur, het heeft ook een fundamentele impact op de watercyclus door de verdamping te reguleren, die, beurtelings, regelt wolkenvorming en beïnvloedt neerslag. Tijdens het globale dimmen, minder water verdampt van het aardoppervlak, waardoor de neerslag wereldwijd afneemt.

Zonnestraling beïnvloedt ook de cryosfeer, d.w.z. gletsjers, sneeuw en ijs. "De terugtrekking van de ijstijd versnelde toen de atmosfeer weer begon op te helderen, "Wilde zegt, toevoegend:"Het wordt ook steeds belangrijker voor de zonne-energie-industrie om deze fluctuaties beter te begrijpen als het gaat om het plannen van nieuwe faciliteiten."

Duitse Nationale Meteorologische Dienst, de Deutscher Wetterdienst, heeft een observatorium in Potsdam dat sinds 1937 de zonnestraling meet. Dit betekent dat het station beschikt over een van 's werelds langste stralingstijdreeksen. "Ik ben enorm dankbaar dat ik toegang heb tot tientallen jaren aan gegevens; het is alleen dankzij meetreeksen zoals deze dat we veranderingen in onze omgeving en klimaat kunnen registreren en tonen, "Wilde zegt, eraan toevoegend dat dit het noodzakelijk maakt om monitoringnetwerken over de hele wereld voor langere tijd te ondersteunen. toegegeven, deze taak is niet bijzonder spectaculair, waardoor het moeilijk is om financiering rond te krijgen. "Maar als we klimaatverandering willen begrijpen en de impact van menselijke activiteiten willen verduidelijken, we hebben tijdreeksen nodig die ver genoeg teruggaan, "zegt hij. Daartoe, ETH onderhoudt het Global Energy Balance Archive (GEBA), een ongeëvenaarde database van oppervlakte-energiefluxen wereldwijd.