Ny skymodel kan hjælpe med klimaforskning

Når skyer møder klar himmel, fordamper skydråber, når de blandes med tør luft. Et nyt studie, der involverer forskere fra Göteborgs Universitet, er lykkedes med at fange, hvad der sker i en model. I sidste ende kan dette føre til mere nøjagtig klimamodellering i fremtiden.

Skyerne på himlen har en væsentlig indflydelse på vores klima. De producerer ikke kun nedbør og giver skygge fra solen, men de fungerer også som store reflektorer, der forhindrer udstråling af varme fra Jorden – almindeligvis kendt som drivhuseffekten.

"Selvom skyer er blevet undersøgt i lang tid, er de en af ​​de største kilder til usikkerhed i klimamodeller," forklarer Bernhard Mehlig, professor i komplekse systemer ved Göteborgs Universitet. "Det skyldes, at der er så mange faktorer, der bestemmer, hvordan skyerne påvirker strålingen. Og turbulensen i atmosfæren betyder, at alt er i konstant bevægelse. Det gør tingene endnu mere komplicerede."

Fokusering på skykanten

En artikel i Physical Review Letters præsenterer en ny statistisk model, der beskriver, hvordan antallet af vanddråber, deres størrelser og vanddampen interagerer ved den turbulente skykant. Fordelingen af ​​vanddråber er vigtig, fordi den påvirker, hvordan skyer reflekterer stråling.

"Modellen beskriver, hvordan dråberne skrumper og vokser ved skykanten, når turbulens blander sig i tørre luft," tilføjer Johan Fries, tidligere doktorand i fysik og medforfatter til undersøgelsen.

Forskerne har identificeret de vigtigste parametre, og har bygget deres model derefter. Kort fortalt tager modellen højde for termodynamikkens love og dråbernes turbulente bevægelse. Modellen svarer godt til tidligere numeriske computersimuleringer og forklarer deres resultater.

Vigtigheden af ​​fordampning

"Men vi er stadig langt fra målstregen," fortsætter professor Mehlig. "Vores model er i øjeblikket i stand til at beskrive, hvad der sker i en kubikmeter sky. Lad os sige, for femten år siden var det kun en kubikcentimeter, så vi gør fremskridt."

Når politikere diskuterer klimaændringer, tillægges IPCC klimamodeller stor betydning. Ifølge IPCC er skyernes mikrofysiske egenskaber dog blandt de mindst forståede faktorer inden for klimavidenskab.

"Desuden er fordampningen af ​​dråber en vigtig proces, ikke kun i sammenhæng med atmosfæriske skyer, men også inden for infektionsmedicin. Små dråber, der produceres, når vi nyser, kan indeholde viruspartikler. Hvis disse dråber fordamper, vil virusset partikler kan forblive i luften og inficere andre."

Professor Mehlig har også været medforfatter til en anden undersøgelse, der beskriver, hvordan faste partikler, såsom iskrystaller, bevæger sig i skyer.

"Iskrystallerne og vanddråberne påvirker hinanden. Men vi ved endnu ikke hvordan."

Flere oplysninger: J. Fries et al., Lagrangian Supersaturation Fluctuations at the Cloud Edge, Physical Review Letters (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.131.254201

Journaloplysninger: Physical Review Letters

Leveret af Göteborgs Universitet