Klimaændringer gør natteskinnende skyer mere synlige

Øget vanddamp i Jordens atmosfære på grund af menneskelige aktiviteter gør glitrende højhøjdeskyer mere synlige, finder en ny undersøgelse. Resultaterne tyder på, at disse mærkelige, men stadig mere almindelige skyer, der kun ses om sommernætter, er en indikator for menneskeskabte klimaændringer, ifølge undersøgelsens forfattere.

Noctilucent, eller natskin, skyer er de højeste skyer i jordens atmosfære. De dannes i den mellemste atmosfære, eller mesosfæren, omkring 80 kilometer (50 miles) over jordens overflade. Skyerne dannes, når vanddamp fryser omkring støvpletter fra indkommende meteorer. Se en video om natteskyer her.

Mennesker observerede første gang natteskyer i 1885, efter udbruddet af Krakatoa-vulkanen i Indonesien spyede massive mængder vanddamp i luften. Observationer af skyerne blev mere almindelige i løbet af det 20. århundrede, og i 1990'erne begyndte videnskabsmænd at spekulere på, om klimaændringerne gjorde dem mere synlige.

I en ny undersøgelse, forskere brugte satellitobservationer og klimamodeller til at simulere, hvordan virkningerne af øgede drivhusgasser fra afbrænding af fossile brændstoffer har bidraget til dannelse af natteskyer i løbet af de sidste 150 år. Udvinding og afbrænding af fossile brændstoffer leverer kuldioxid, metan og vanddamp ud i atmosfæren, som alle er drivhusgasser.

Undersøgelsens resultater tyder på, at metan-emissioner har øget vanddampkoncentrationerne i mesosfæren med omkring 40 procent siden slutningen af ​​1800-tallet, hvilket har mere end fordoblet mængden af ​​is, der dannes i mesosfæren. De konkluderer, at menneskelige aktiviteter er hovedårsagen til, at nattelysskyer er betydeligt mere synlige nu, end de var for 150 år siden.

"Vi spekulerer i, at skyerne altid har været der, men chancen for at se en var meget, meget dårlig, i historisk tid, sagde Franz-Josef Lübken, en atmosfærisk videnskabsmand ved Leibniz Institute of Atmospheric Physics i Kühlungsborn, Tyskland og hovedforfatter af den nye undersøgelse i Geofysiske forskningsbreve , et tidsskrift for American Geophysical Union.

Resultaterne tyder på, at natteskyer er et tegn på, at menneskeskabte klimaændringer påvirker mellematmosfæren, ifølge forfatterne. Uanset om det er tykkere, mere synlige noctilucente skyer kan selv påvirke Jordens klima er genstand for fremtidig forskning, sagde Lübken.

"Vores metan-emissioner påvirker atmosfæren ud over blot temperaturændringer og kemisk sammensætning, " sagde Ilissa Seroka, en atmosfærisk videnskabsmand ved Environmental Defense Fund i Washington, D.C., der ikke var forbundet med den nye undersøgelse. "Vi registrerer nu et tydeligt svar i skyer."

At studere skydannelse over tid

Forholdene skal være helt rigtige for at nattlige skyer skal være synlige. Skyerne kan kun dannes på mellem til høje breddegrader om sommeren, når mesosfæriske temperaturer er kolde nok til, at der kan dannes iskrystaller. Og de er kun synlige ved daggry og skumring, når Solen oplyser dem fra under horisonten.

Mennesker har sprøjtet enorme mængder af drivhusgasser ind i atmosfæren ved afbrænding af fossile brændstoffer siden starten af ​​den industrielle periode for 150 år siden. Forskere har spekuleret på, hvilken effekt, hvis nogen, dette har haft på den midterste atmosfære og dannelsen af ​​natlige skyer.

I den nye undersøgelse, Lübken og kolleger kørte computersimuleringer for at modellere den nordlige halvkugles atmosfære og nattelysskyer fra 1871 til 2008. De ønskede at simulere virkningerne af øgede drivhusgasser, inklusive vanddamp, på nattelys skydannelse i løbet af denne periode.

Forskerne fandt ud af, at tilstedeværelsen af ​​natlysende skyer svinger fra år til år og endda fra årti til årti, afhængig af atmosfæriske forhold og solcyklussen. Men i hele studietiden, skyerne er blevet markant mere synlige.

Årsagerne til denne øgede synlighed var overraskende, ifølge Lübken. Kuldioxid opvarmer jordens overflade og den nederste del af atmosfæren, men afkøler faktisk den mellemste atmosfære, hvor der dannes natteskyer. I teorien, denne afkølende effekt skulle gøre det lettere at danne nattlige skyer.

Men undersøgelsens resultater viste, at stigende kuldioxidkoncentrationer siden slutningen af ​​1800-tallet ikke har gjort natlysende skyer mere synlige. Det virker kontraintuitivt, men når den mellemste atmosfære bliver koldere, Der dannes flere ispartikler, men de er mindre og derfor sværere at se, Lübken forklarede.

"At holde vanddamp konstant og gøre det bare koldere betyder, at vi ville se færre ispartikler, " han sagde.

Tværtimod, undersøgelsen viste, at mere vanddamp i den midterste atmosfære gør iskrystaller større og nattelysende skyer mere synlige. Vanddamp i mellematmosfæren kommer fra to kilder:vanddamp fra Jordens overflade, der transporteres opad, og metan, en potent drivhusgas, der producerer vanddamp gennem kemiske reaktioner i mellematmosfæren.

Undersøgelsen fandt, at stigningen i atmosfærisk metan siden slutningen af ​​1800-tallet har øget mængden af ​​vanddamp i mellematmosfæren betydeligt. Dette mere end fordoblede mængden af ​​mesosfærisk is på de midterste breddegrader fra 1871 til 2008, ifølge undersøgelsen.

Folk, der bor på mellem til høje breddegrader, har nu en god chance for at se nattelys flere gange hver sommer, sagde Lübken. I det 19. århundrede, de var sandsynligvis kun synlige en gang hvert flere årtier eller deromkring, han sagde.

"Resultatet var ret overraskende, at Ja, på disse tidsskalaer på 100 år, vi ville forvente at se en stor ændring i skyernes synlighed, "Sagde Lübken.