Nye studier viser en sterk forbindelse mellom variasjoner i solaktivitet og mengden skyer. Resultatene styrker klimateorien til danske Henrik Svensmark.
Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.
"Henrik Svensmark titter gjennom skykammeret som var kjernen i forsøkene i 2002. (Foto: DTU SPace)"
Visste du
I en av bøkene sine argumenterer Henrik Svensmark for at den globale temperaturen nådde et høydepunkt i 1998, og at den deretter har stabilisert seg på et lavere nivå.
Han forutser et globalt temperaturfall på grunn av en nedgang i aktivitet til solen.
Vi har prøvd det alle sammen. Å sitte badet i sol og så merke varmen forsvinne når en sky glir foran den glødende solskiven.
Skyer er kort sagt effektive til å kjøle ned atmosfæren, men paradoksalt nok er skydekket en av de faktorene som man i dag vet minst om når det gjelder å forstå klimaet.
En av de fysikerne som har gjort et iherdig forsøk på å forstå skydekkets rolle for det globale klimaet, er professor Henrik Svensmark fra Institut for rumforskning og -teknologi (DTU Space) ved Danmarks tekniske universitet (DTU).
Partikler
Skyer oppstår lettere når vanndampen har noe å feste seg på, når det er bittesmå partikler i luften, såkalte aerosoler.
I 1996 fremsatte Svensmark og hans kollega Eigil Friis-Christensen en hypotese om at mengden aerosoler i atmosfæren henger sammen med den kosmiske strålingen som strømmer inn i solsystemet fra verdensrommet.
Hvor mye kosmisk stråling som treffer atmosfæren, er avhengig av solaktiviteten, som både varierer i sykluser på elleve år og på lengre sikt. Svingninger i solaktiviteten vil altså påvirke klimaet på jorda.
Denne hypotesen har forskerne senere styrket gjennom laboratorieeksperimenter.
Kontroversielt
Både eksperimentene og hypotesen har vært svært omdiskutert, men nå har Svensmark, sammen med Torsten Bondo og Jakob Svensmark analysert en mengde målinger fra tre forskjellige satellitter.
Analysene peker på at mekanismen spiller en avgjørende rolle for skydannelsen.
Resultatene er nettopp publisert i tidsskriftet Geophysical Research Letters.
– Vi har oppnådd en svært markant støtte for idéen vår. Vi har brukt fire forskjellige datasett, og vi oppnår de samme konklusjonene for alle fire. Det er et omfattende arbeid vi har gjennomført, sier han.
– Resultatene er svært klare og viser at det er en mekanisme som har stor betydning for skydannelsen. En endring i solaktiviteten vil ha betydning for skydannelsen og dermed også for klimaet.
Startet i det små
I jakten på prosessen som kunne redegjøre for hvordan de kosmiske strålene dannet aerosolene, gjennomførte fysikere fra DTU Space i 2002 eksperimentet Sky i et laboratorium i kjelleren på universitetet.
Annonse
"Når det skjer store utbrudd på solens overflate, Corona Mass Ejections, resulterer det i en nedgang i den kosmiske strålingen som treffer jordens atmosfære – de såkalte Forbush-reduksjonene. (Foto: NASA)"
Forsøkene åpnet øynene deres for en ukjent fysisk mekanisme som de presenterte i en vitenskapelig artikkel i 2006.
I eksperimentet har instrumenter målt resultatet av de kjemiske reaksjonene som utløses i atmosfæren av de kosmiske strålene.
Studien viser at de ionene som den kosmiske strålingen frigjør i atmosfæren, fremmer produksjonen av aerosoler, noe som gjør at vanndamp kan kondensere til skydråper.
Ble ikke overbevist
Dermed påviste forskerne hvordan den kosmiske strålingen kan påvirke mengden av skyer og dermed også klimaet på jorden.
Men det var ikke nok til å overbevise kritikerne.
Motargumentet lød at det er stor forskjell på forholdene i et laboratorium og de kompliserte klimaprosessene som foregår i svært stor skala i atmosfæren.
Mekanismen ville drukne i alle de andre prosessene som finner sted her, lød kritikken.
Eksplosjoner på solen
For å dokumentere at denne mekanismen har betydning på stor skala, har Svensmark og teamet hans nå studert noen voldsomme begivenheter på solen, der store mengder plasma slynges ut i atmosfæren til solen – såkalte Coronal Mass Ejections.
Disse utbruddene har i utgangspunktet ikke noe å gjøre med verken solens elleve år lange syklus eller klimaforandringer.
Annonse
Men de kan betraktes som naturlige eksperimenter som gjør det mulig å kaste lys over den effekten den kosmiske strålingen har på skydannelsen.
Påvirker kosmisk stråling
I 1937 viste den amerikanske fysikeren Scott E. Forbush nemlig at disse begivenhetene blir fulgt av en nedgang i mengden kosmisk stråling som treffer jorden.
Eksplosjonene skjermer for den kosmiske strålingen over en periode på et par uker, slik at man får en kortvarig, men kraftig nedgang av kosmisk stråling i atmosfæren til jorden. Disse fenomenene kalles for «Forbush-reduksjoner».
Spørsmålet Svensmark og hans kolleger har undersøkt, er om reduksjonene reduserer antallet aerosoler i den lavere delen av atmosfæren, slik at det dannes færre skyer.
Hvis Svensmarks teori om sammenhengen mellom kosmisk stråling og mengden skyer holder vann, vil det være en sammenheng mellom styrken av Forbush-reduksjonene og en nedgang i aerosolproduksjonen, og det er nettopp det teamet mener å ha funnet.
Siste 20 år
Forskerne har undersøkt utbruddene på solen gjennom de siste 20 årene. Dette er målt ved hjelp av instrumenter som registrerer svinger i den kosmiske strålingen.
For å samle data for skyene, har teamet brukt tre forskjellige slags satellittmålinger (ISCCP, MODIS, SSM/I), som på hver sin måte beskriver skydekket for enten hele kloden eller for verdenshavene.
Dessuten har de brukt data fra jordbaserte måleinstrumenter (AERONET), som måler konsentrasjonen av de aerosolene som skyer bygger seg opp rundt.
Markant reaksjon
For alle de tre datasettene som beskriver skyene, finner teamet en markant reaksjon på Forbush-reduksjonene, ved at det – med seks-syv dagers forsinkelse – dannes færre skyer.
Annonse
Umiddelbart er det ikke noe merkelig ved den forsinkelsen, påpeker Svensmark. Tidligere eksperimenter har nemlig vist at aerosolene ikke bygges opp over natten.
Det går en ukes tid før aerosolene har vokst seg store nok til å virke som kjerner for skykondensering.
"Henrik Svensmarks kontroversielle klimateori hevder at kosmisk stråling i jordens atmosfære påvirker klimaet. Strålingen øker dannelsen av skyer, som reflekterer sollys tilbake til rommet, mener han."
– Man kan sammenligne det med å se noen bare flekker der bonden har glemt å så noen frø.
- Tre uavhengige satellittmålinger forteller alle den samme historien om skyer som plutselig forsvinner, og det skjer om lag en uke etter at mengden kosmisk stråling har nådd sitt minimum, sier Svensmark.
Skyene mister vann
De fem kraftigste Forbush-reduksjonene i perioden 1987-2007 viser et gjennomsnittlig fall i vanninnholdet til det globale skydekket på 7 prosent.
Det tilsvarer 3 milliarder tonn vann, som i løpet av noen få dager forsvinner fra atomsfæren.
Vannet som normalt bindes i aerosoler, opptrer i form av vanndamp, som i motsetning til aerosolene ikke skjermer for sollyset, og dermed har sollyset fri passasje ned til havoverflaten, som varmes opp.
– Effekten på skydekket er stor. En nedgang i mengden av lavtliggende skyer på 4-5 prosent lyder kanskje ikke som så mye, men det øker mengden sollys som når fram til havet med omkring to watt per kvadratmeter.
- Det svarer til hele den globale oppvarmingen som er observert i det 20. århundre, sier Svensmark.
Samme effekt for solsyklusene
Selv om Forbush-reduksjonene er for kortvarige til å ha noen varig innvirkning på klimaet, så demonstrerer den ifølge teamet effekten av de mekanismene som også virker på lang sikt i forbindelse med endringer i aktiviteten til solen.
Annonse
Ifølge beregningene til de danske forskerne er faktisk variasjonene i den kosmiske strålingen under en solsyklus sammenlignbare med de svingningene som skjer under en typisk Forbush-reduksjon.
Her foregår endringene bare over lengre tidsperioder, og de langsomme endringene forklarer den oppvarmingen og avkjølingen av verdenshavene man ser under en solsyklus.
- Fundamental betydning
På bakgrunn av de nye resultatene konkluderer Svensmark med at solen via den kosmiske strålingen har fundamental betydning for de prosessene som danner skyer.
Dermed spiller solen, gjennom de kosmiske strålene, en stor rolle for klimaet på jorden, mener forskerne.
– Hvis aktiviteten til solen endres, og dermed også den kosmiske strålingen, så påvirkes klimaet på jorden. Målingene utgjør en sterk dokumentasjon av denne sammenhengen, sier han.
– Ettersom ingen klimamodeller tar med effekten av kosmisk stråling i simuleringer av klimaet de siste 100 årene, vet vi at det mangler en vesentlig mekanisme.
- Tas skymekanismen med, følger det logisk at betydningen av CO2 gjennom de siste 100 årene må være mindre enn det modellene har estimert, sier Svensmark.
