Blandingsfase-skyer i Sveits. Disse skyene er veldig vanlige, men de har kanskje en mindre nedkjølende effekt enn forskere har trodd. (Foto: Larissa Lacher)
Skyer kan kjøle ned klimaet mindre enn vi har trodd
Skyer har kanskje ikke en så stor nedkjølende effekt som det ser ut som i klimamodellene, ifølge ny studie.
Skyer er svært viktige for klimaet på jorden. De reflekterer mye stråling fra solen, og de holder på varmen som er på jorden. De fungerer også avkjølende på klimaet.
– De fleste har kjent hvordan en varm sommerdag blir kjøligere med en gang det kommer en sky, sier Jon Egill Kristjansson til forskning.no. Han er professor i meteorologi ved Institutt for geofag ved Universitetet i Oslo. Han har jobbet mye med modellering av skyer, men han har ikke deltatt i den nye studien.
– En vinternatt blir også mye kaldere hvis det er klarvær.
Selv om skyer er svært viktige for hele klimasystemet på jorden, er ikke skyene godt nok representert i klimamodellene som brukes i dag.
Gode klimamodeller er viktige for å kunne si noe om hvordan klimaet kommer til å bli i framtiden, men også for å si hvor alvorlig temperaturøkningen vil bli.
Kompliserte skyer
– Skyer er kompliserte, og dråpe- og isformasjonen som skjer inne i skyen skjer på bittesmå skalaer, bare noen hundredels meter.
Klimamodellene deler opp atmosfæren i store «bokser» som ligger i et rutenett. Disse boksene er rundt 200x200x1 kilometer store.
– Simuleringen av skyer blir ofte veldig forenklet i disse modellene, sier Kristjansson.
Nå har det kommet en ny studie som prøver å lage et klarere bilde av hvordan skyene egentlig oppfører seg ute i den virkelige verden, når CO2-konsentrasjonen stiger i atmosfæren.
Forskerne mener at klimamodellene overdriver skyenes nedkjølende effekt når klimaet varmes opp. Dette fører til at den globale oppvarmingen blir undervurdert.
Hvis det blir dobbelt så mye CO2 i atmosfæren, sier modellene at temperaturen kan øke med 2 til 4,6 grader. Forskerne tror at vi kanskje må legge på 1,3 grader til, hvis du tar med den nye sky-kunnskapen.
Forskerne understreker at temperaturanslagene endret seg mye mellom forskjellige klimamodeller.
Men hva er det folk har misforstått om skyer?
Is og vann
Her snakker vi om en svært vanlig skytype som kalles blandingsfase-skyer, og de består av iskrystaller og vanndråper. Disse skyene finnes når det er mellom 0 og -40 grader oppe i høyden, og du finner dem over hele kloden.
Vanndråpene i skyene kan overleve flere titalls minusgrader, uten å fryse til is. Vannmolekylene trenger for eksempel en støvpartikkel som den fester seg til for å fryse, og noen ganger finnes det ikke sånne partikler. Disse dråpene kalles underkjølte vanndråper.
Iskrystaller og underkjølte vanndråper finnes om hverandre i skyene, men de reflekterer stråling forskjellig, og det får konsekvenser for temperaturen på jorda.
Vanndråper reflekterer stråling fra solen effektivt, mens is slipper gjennom mer solstråling, forteller Kristjansson.
Dermed vil skyer med mer vanndråper sende mer sollys tilbake ut i verdensrommet, og gjøre klimaet på jorden kaldere. Skyer med mer iskrystaller slipper mer stråling gjennom skyene, som vil varme opp atmosfæren.
– Når vi får et varmere klima på jorden, har flere forskere tenkt seg at isen i skyene vil smelte, og det blir flere vanndråper i skyene, sier Jon Egill Kristjansson.
Da vil skyene få en forsterket nedkjølende effekt som vil motvirke noe av temperaturøkningen i klimaet på jorden. Dette kan være en motvekt til global oppvarming.
Mindre is, mer vann
Men den nye studien, som er publisert i Science, sier at de opprinnelige antagelsene om forholdet mellom is og vann i skyer som brukes i klimamodeller er feil.
Forskerne mener at det er mindre is i skyene i dagens klima enn vi har trodd. Når vannmengden øker i framtiden, vil det øke mindre enn klimamodellene har tatt høyde for, forklarer Ivy Tan til New York Times. Tan er forsker ved Yale University, og har ledet studien.
Dette betyr at skyene ikke vil reflektere så mye solstråling i framtiden som dagens klimamodeller viser.
Den nedkjølende effekten vil nemlig bli mindre, og oppvarmingen blir større enn modellene sier, ifølge forskerne.
Norske Trude Storelvmo har også vært med på studien. Hun er forsker ved Institutt for geologi og geofysikk ved Yale.
Satellittundersøkelser
Men hvorfor har ismengden i skyene vært feil? Forskerne trekker fram ny kunnskap om isdannelse i skyer.
Forskere har antatt at en spesiell prosess som får i gang veksten av iskrystaller har vært mye vanligere enn den faktisk er i virkeligheten, ifølge den nye studien. Det har heller ikke vært gjort så mange detaljerte undersøkelser av den typen skyer som forskerne nå har tatt for seg.
De har også brukt satellittmålinger av skyer for å se om det er mer vann i skyene enn antatt, og det viste det seg å være.
NASAs CALIPSO-satellitt kan måle hvordan skyer er bygget opp ved hjelp av en laser. Laserstrålen skytes inn i skyer, og forskerne kan studere hvordan lyset reflekteres for å bestemme om det er mye is eller mye vann.
Ved å putte satellittmålingene fra denne studien inn i klimamodeller, får forskerne dermed en mer dramatisk temperaturøkning enn det modellene sier i dag.
Men temperaturøkningen i seg selv er ikke nødvendigvis riktig, siden forskjellige klimamodeller vil gi forskjellige resultater, og det er mange usikre faktorer. Men det viser at modellene kan overdrive skyenes motkraft til global oppvarming.
– Dette fungerer som en illustrasjon, men det betyr også at vi trenger bedre fysikk i modellene for å simulere skyene og klimautviklingen bedre, sier Kristjansson.
Referanser:
Tan mfl: Observational constraints on mixed-phase clouds imply higher climate sensitivity. Science, april 2016. DOI: 10.1126/science.aad5300. Sammendrag.
