Image
Skyer over Oslo

– Skyer virker nedkjølende og kompenserer litt for oppvarmingen til drivhusgassene, sier Inger Helene Hafsahl Karset. Foto: Eivind Torgersen/UiO

Skyenes opprinnelse sier mye om evnen til å kjøle ned jorda

Det blir ingen skyer uten bitte små partikler som kalles aerosoler. Men hvor kommer aerosolene fra? Og hvor mye har dette å si for skyenes nedkjølende effekt?

Noen menneskelige utslipp bidrar til oppvarming. Andre utslipp sørger for mer skyer, som igjen bidrar til nedkjøling.

De bitte små dråpene i skyene reflekterer nemlig deler av sollyset ut av atmosfæren, så det ikke kommer ned og varmer opp jorda.

– Skyer virker nedkjølende og kompenserer litt for oppvarmingen til drivhusgassene, sier Inger Helene Hafsahl Karset.

Det er ikke snakk om at disse går opp i opp, men det er likevel viktig å kjenne begge mekanismene best mulig for å kunne lage best mulige klimamodeller.

– Siden førindustriell tid har vi bidratt til at klimagassene varmer opp litt mer enn før og til at skyene kjøler litt mer ned enn før, sier Karset til Titan.uio.no.

– Men det har vært veldig usikkert hvor stor den ekstra nedkjølingen har vært. Det har vært den største usikkerheten i klimaberegninger.

I doktorgraden sin har Karset forsket på hvordan skyer blir til, og kanskje kan resultatene hennes sørge for at klimaforskerne kan gjøre mer nøyaktige beregninger av skyenes bidrag i regnskapet.

For å få til det har Karset sett nærmere på hva som skjer når skyer blir til. Når vanndamp blir til en skydråpe som kan sende sollyset i retur.

LES OGSÅ: Sju ting du kanskje ikke visste om skyer

Uten aerosoler – ingen skyer

For at dampen skal kondensere til en fuktig dråpe, må den ha en liten partikkel den kan kondensere på.

– Alle skyene i atmosfæren startet med en aerosolpartikkel, sier Karset.

Fakta

Aerosoler

Aerosoler er ørsmå dråper eller partikler av enten fast stoff eller væske i en gass.

I meteorologien viser aerosoler til faste partikler, for eksempel sot- eller saltpartikler, eller væskedråper i atmosfæren. Partiklene/dråpene er så små at de kan holde seg svevende i lufta i lang tid.

Størrelsen på partiklene varierer fra mindre enn 10 nanometer til over 100 mikrometer i diameter.

Kilde: Store norske leksikon

Aerosoler kan være flytende eller faste, men de må være så små og lette at de ikke faller rett ned igjen.

For eksempel en saltpartikkel som slipper fri fra en bølge som slår. Er den lett nok, kan den sveve av sted med vinden som en mulig landingsplass for kondenserende vanndamp.

Det samme gjelder sulfater, som både kan komme fra vulkanutbrudd og fra industriutslipp.

– Vi slipper ut aerosolpartikler, men det er også mange som finnes der naturlig, sier Karset.

Må ta hensyn til oksidantene

Noen aerosoler blir dannet gjennom kjemiske prosesser i atmosfæren. Og her har Karset oppdaget noe som kan bli av stor verdi for klimaforskerne.

– Hvis skal se på forskjellene mellom førindustriell tid og nå, så må vi ikke bare se på forskjellene i utslipp av aerosolpartikler. Vi må også ta hensyn til oksidantnivået i atmosfæren, og det er ikke blitt tatt hensyn til før, sier Karset.

Oksidanter er gasser i atmosfæren som kan reagere med stoffer vi slipper ut og danne aerosoler. Det gjelder for eksempel utslipp av svoveldioksid (SO2).

– Gassen i seg selv er ingen aerosol, men hvis den reagerer med oksidanter i atmosfæren, kan du få en aerosol, forklarer Karset.

– Mengden aerosoler er avhengig av hvor mye SO2 som slippes ut, men også av hvor mye oksidanter det er i atmosfæren.

«Oksidanter» er en samlebetegnelse på en rekke kjemiske forbindelser som oppfører seg på lignende vis i reaksjoner med andre stoffer. Ozon er en oksidant, og Karset nevner også O2, OH og nitrater som eksempler på oksidanter.

Vil du ha flere forskningsnyheter om realfag og teknologi: Følg Titan.uio.no på Facebook eller abonner på nyhetsbrevet vårt

Mer oksidanter enn før

Konsentrasjonen av oksidanter varierer stort avhengig av hvor på jorda og hvor høyt opp i atmosfæren du måler. Oksidantnivået varierer også fra natt til dag. Og det varierer over tid.

Karset har sett på endringen i oksidantkonsentrasjonen fra førindustriell tid og frem til i dag.

– Stort sett er det en økning, og det er viktig å ta hensyn til hvordan dette har endret seg med tiden, sier hun.

Inger Helene Hafsahl Karset
Inger Helene Hafsahl Karset håper doktorgraden hennes kan bidra til enda bedre klimamodeller. Foto: Eivind Torgersen/UiO Bruk bildet.

I noen områder er oksidantkonsentrasjonen tidoblet i denne perioden. Det øker evnen til å danne aerosoler – og dermed skyer – betraktelig. Og disse skyene bidrar altså til å kjøle ned.

Samtidig er det ikke gitt at mindre oksidanter fører til færre aerosoler og skyer. I simuleringer med de lave førindustrielle oksidantnivåene viste det seg tvert imot at det ble flere aerosoler, flere små skydråper og skyer som reflekterer mer solstråling.

– Ved lave oksidantnivåer blir forløpsgasser som SO2 transportert lengre opp i atmosfæren og til «renere» steder langt borte før de reagerer. Disse gassene og aerosolene går ikke like lett tapt, og skydråper som dannes i disse rene stedene, ofte over mørkt hav, bidrar til mye mer nedkjøling enn over lyst land, sier Karset. 

Hun er ikke først og fremst ute etter å tallfeste den nedkjølende effekten.

– Skal vi klare å bruke klimamodellene til å gjøre et estimat, er vi nødt til å klare å ta hensyn til alle komponentene som bidrar til denne effekten. Jeg har avslørt at det er veldig viktig å ta hensyn til oksidantene.

– Det er viktig å vite hvor mye nedkjøling vi har forårsaket fordi vi kan bruke de temperaturendringene vi har observert til å si noe om hvor mye oppvarming drivhusgassene har bidratt til, sier Karset.

Utslippene går ned

Utslippene av aerosoler er nå på vei nedover. Det kan bety mindre nedkjølende skyer, men først og fremst er det bra.

I store byer i Kina og India er nemlig luftkvaliteten veldig dårlig på grunn av store utslipp av aerosoler.

– Vi ser at aerosolutslippene går ned, og det er bra fordi det bidrar til bedre luftkvalitet, sier Karset.

Men hun mener det er viktig å kjenne til disse mekanismene og ta hensyn til dem når man beregner hva som har skjedd og vil skje med klimaendringene.

– Hva blir effekten av dette på temperaturen på jorda hvis det er slik at skyer og aerosoler har bidratt veldig nedkjølende? Jeg håper jeg har bidratt til en bedre forståelse av hvordan aerosoler påvirker skyer og hvordan vi mennesker har bidratt til å øke den effekten.

Les mer om skyer på Titan.uio.no

Doktorgrad:

Inger Helene Hafsahl Karset: Enhancing the confidence in estimates of effective radiative forcing by aerosol through improved global modelling, Institutt for geofag, Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet, Universitetet i Oslo, 2020.