Den preindustrielle atmosfæren inneholdt flere partikler og så lysere skyer enn vi tidligere trodde. Dette er siste funn av CLOUD-eksperimentet, et samarbeid mellom rundt 80-forskere ved CERN partikkelfysikklaboratoriet i nærheten av Genève. Det endrer vår forståelse av hva som var i atmosfæren før mennesker begynte å legge til forurensning - og hva det kan være som igjen i fremtiden.

De fleste sky-dråper trenger små luftbårne partikler til å fungere som "frø" for dannelse og vekst. Hvis en sky har flere av disse frøene, og dermed flere dråper, vil det virke lysere og reflektere bort mer sollys fra jordens overflate. Dette kan i sin tur avkjøle klimaet. Derfor er forståelse av antall og størrelse av partikler i atmosfæren viktig for å forutsi ikke bare hvor lyse og reflekterende planetens skyer er, men hva globale temperaturer vil være.

I dag kommer rundt halvparten av disse partiklene fra naturlige kilder. Det inkluderer støv fra bakken, vulkaner, brannfeller som gjør sot, eller sjøsprøyt som fordamper midair etterlater små salttyper i atmosfæren.

Mange luftbårne partikler skyldes også at vi brenner fossilt brensel. Dette gir sot, men også svoveldioksydgass som gjøres til svovelsyre i atmosfæren. I tillegg til å forårsake surt regn, kan svovelsyremolekyler holde seg sammen og vokse til partikler. Andre molekyler som ammoniakk hjelper ofte lim svovelsyremolekylene sammen, og generelt danner denne prosessen rundt halvparten av skyenspartiklene i dagens atmosfære.

De SKY eksperiment på CERN oppdaget også nylig gasser utgitt av trær kan holde sammen for å lage nye frø for skyer i atmosfæren - uten å trenge hjelp fra andre forurensende stoffer som tidligere var antatt. Forskere hadde trodd at skyens frø trengte svovelsyre (ofte blandet med andre forbindelser) eller jodmolekyler for å holde seg sammen for å starte prosessen.

I vår nye oppfølgingsstudie, publisert i PNAS, vi jobbet med andre CLOUD forskere for å simulere denne prosessen i atmosfæren. Vårt arbeid tyder på at selv i dag produserer trær en stor brøkdel av skyfrø over de reneste skogkledde delene av verden.

Simuleringer av atmosfæren før brenning av fossilt brensel startet alvorlig, og den industrielle revolusjonen begynte (i klimavitenskap definert som år 1750) forutsi færre partikler enn det som er til stede i dag. Med færre partikler ville de renere skyene ha reflektert mindre av solens energi, og kanskje mot intuitivt ville de ha sett litt gråere.

The CLOUD-eksperimentet

Gassens evne fra trær (terpener) til å lage partikler ble først foreslått tilbake i 1960 for å forklare blå haze sett over skoger i avsidesliggende områder. Mange laboratorieforsøk har siden bekreftet terpener kan hjelpe skjemaet nye partikler, men inntil nylig ble det antatt det andre forurensende stoffer som svovelsyre var påkrevd.

Mye av de siste fremskrittene i dette området er takket være CLOUD-eksperimentet: en sylinder av rustfritt stål, omtrent tre meter i diameter og tre meter høy. Gasser injiseres i sylinderen, hvor de reagerer mye som de ville i atmosfæren og deretter holder sammen for å lage partikler. State-of-the-art instrumenter teller gassmolekylene og partiklene i kammeret. Vi studerer hvordan antall nye partikler som dannes hvert sekund, endres når vi øker mengden av klebrige gasser i sylinderen.

Hva betyr dette for atmosfæren?

I dagens atmosfære er det så mye svovelsyre rundt at det er vanskelig å måle hvor mye alt annet bidrar til å danne nye partikler, og så til skyene. Men vår nye simulering ved hjelp av CLOUD-resultatene viser at terpener var svært viktige i renere atmosfæren for noen hundre år siden. Datamodellering antyder at estimater av partikkelkonsentrasjoner i den renere preindustrielle atmosfæren skal økes, mens våre estimater av dagens konsentrasjoner for det meste er uendret.

Det er vanskelig å gjøre nøyaktige spådommer i dette tidlige stadiet, ettersom ikke alle de kompliserte kjemiske prosessene er forstått. De nye resultatene kan imidlertid være viktige fordi flere partikler i atmosfæren betyr mer reflekterende skyer og et kjøligere klima.

Forurensing maskerende klimaendringer

I løpet av det siste århundre har avkjøling på grunn av økende antall partikler i atmosfæren kompensert, eller maskert, noe av oppvarmingen på grunn av økende karbondioksidnivå. Våre simuleringer tyder på at denne ekstra kjølingen kanskje ikke har vært like sterk som tidligere antatt.

Det har nylig vært bekymringer at når vi kollektivt forbedrer luftkvaliteten over hele verden, ved å sende færre partikler inn i atmosfæren, vil vi også redusere partikkelkapasiteten til å fungere som skyfrø og ha kjøleeffekt.

Mens våre simuleringer forblir ganske usikre, tyder den potensielle betydningen av denne nye prosessen på at når vi reduserer forurensning fra forbrenning og andre kilder, kan naturlige forbindelser igjen bli viktigere. Ved å bidra til å erstatte skyfrø fra luftforurensning, kan trær kunne bidra til å begrense globale temperaturstigninger.

Om forfatteren

Hamish Gordon, forsker i Amospheric Science, University of Leeds

Cat Scott, forsker i atmosfærisk vitenskap, University of Leeds

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker:

at InnerSelf Market og Amazon