Droner svæver op til skyer for at forstå effekten af ​​isdannelse på klimaet

EU-finansierede forskere brugte instrumentbærende droner til at undersøge virkningen af ​​aerosoler på iskrystaller i skyer, som menes at påvirke klima og klimaændringer.

Samspillet mellem skyer og aerosoler menes at spille en vigtig rolle i klimaændringer, men dets relevans er dårligt forstået. Det EU-finansierede BACCHUS-projekt samlede 20 institutioner og organisationer fra et dusin lande – mere end 60 forskere med speciale i skyer indeholdende is – for at undersøge, hvordan aerosoler ændrer skyens egenskaber og påvirker nedbør.

Aerosoler er et resultat af menneskelige aktiviteter eller forekommer naturligt som støv, pollen, svampesporer, bakterier eller marine organiske stoffer. "Vi undersøgte betydningen af ​​biogene (naturlige eller præ-industrielle) versus menneskeskabte (menneskeskabte) emissioner for aerosol-sky-interaktioner i regioner, der er centrale regulatorer af jordens klima, såsom Amazonas regnskoven eller Arktis, "siger projektkoordinator professor Ulrike Lohmann, Professor i Atmosfærisk Fysik ved Instituttet for Atmosfære- og Klimavidenskab, ETH Zürich, Schweiz.

"Meget få data er tilgængelige for mange af disse regioner, især over oceaner, "bemærker hun." Til at begynde med ville vi vide, hvilken brøkdel af skyen der består af vanddråber kontra iskrystaller og derefter hvordan dette blev påvirket af aerosoler. "

På Europas mellem breddegrader, selv lavtliggende skyer kan indeholde is; dette er væsentligt, fordi isskyer udfælder lettere og påvirker strålingsbudgettet mere end vandskyer. Denne balance mellem stråling fra Solen og det, som Jorden udstråler tilbage, er en vigtig ligning i modellering af klimaændringer.

Innovativ brug af droner til at studere skyer

Ud over at bruge satellit-fjernmålingsmålinger og data fra jorden, forskningsfartøjer og store forskningsfly projektet brugte også droner. Disse var udstyret med kommercielt tilgængelig letvægtstemperatur, fugt- og aerosolsensorer og sendt et par kilometer op i himlen. Dette var første gang, forskere har brugt droner til denne form for vertikal profilering, sætter projektet i stand til at foretage målinger, der er mere repræsentative for de atmosfæriske forhold ved isdannelse i skyer end jordbaserede målinger.

Droner er at foretrække frem for forskningsfly, som flyver for hurtigt gennem skyen. "Du får kun få målepunkter ved hjælp af fly, ", siger professor Lohmann. "Droner er lette og meget fleksible. De kan også lette hyppigere skymålinger forskellige steder rundt om i verden, især fjerntliggende områder, hvor der mangler data."

Unik database om isskyer

Dronerne blev først brugt over et fjerntliggende sted på Cypern, hvor luften ofte er fyldt med ørkenstøv. Oplysningerne blev ført ind i en unik database om isskyer, at samle langsigtede observationer og feltdata om skyens mikrofysiske egenskaber, iskernedannende partikler, som krystallerne dannes omkring, og aerosoler.

"Der er databaser for aerosoler, og databaser for alle meteorologiske variabler, men en database for iskernedannende partikler eksisterede ikke. Vi byggede det fra bunden, " siger professor Lohmann. Det første kommercielt tilgængelige instrument til måling af iskernedannende partikler, baseret på et design udviklet af projektets forskere, blev først tilgængelig for få år siden. "Det er en meget ung disciplin, " forklarer hun.

Med analyse af Grønlands iskerner, BACCHUS-databasen vil omfatte data om den førindustrielle periode, der går tilbage til omkring 1300 e.Kr.

Et BACCHUS-hold omsejlede Antarktis på forskningsfartøjet Akademic Tryoshnikov for at indsamle data til polære klimamodeller. "Vi var i stand til at få mange målinger af iskernedannende partikler i et tidligere undersamplet område af det sydlige ocean, " siger professor Lohmann.

"Vi ønskede også at se, hvor vigtig fremtidig arktisk skibstrafik kan være for skyer, og hvor meget skibsforurening betyder noget i et så uberørt miljø." Hidtil har resultaterne været for forskellige til at drage konklusioner, dels på grund af usikkerhed om naturlige aerosolers kilder og levetid.