Turbulens skaber is i skyerne

Lodrette luftbevægelser øger isdannelsen i blandetfaseskyer. Denne sammenhæng blev forudsagt teoretisk i lang tid, men kan nu observeres for første gang i naturen. Denne forskning blev offentliggjort af et hold fra Leibniz Institute for Tropospheric Research (TROPOS) i Leipzig i npj Klima og Atmosfærisk Videnskab , et open access-tidsskrift udgivet af Nature Research.

Brug af laser- og radarudstyr, holdet målte lodret lufthastighed og isdannelse i tynde blandetfaseskyer. Sådanne skyer indeholder ispartikler, vanddamp samt superkølede væskedråber. Resultaterne fra Leipzig kan være med til at kortlægge en vigtig del af vandets kredsløb bedre i vejr- og klimamodellerne i fremtiden ved isdannelse i skyer.

Dannelsen af ​​is i skyer er et kerneelement i vandkredsløbet på Jorden. Det er normalt vanskeligt at isolere isdannelsesprocessen for at studere den individuelt, fordi interaktionen af ​​aerosolpartikler, luftbevægelse og mikrofysiske processer i skyer er for kompleks. Alligevel, det er nødvendigt at forstå disse processer i detaljer for bedre at kortlægge denne mekanisme i vejr- og klimamodeller.

Skyforskerne koncentrerede sig om en mindre spektakulær og derfor mindre velovervejet form for skyer for at udelukke andre processer end primær isdannelse. De undersøgte store skyfelter i en højde på omkring 2 til 8 kilometer med en lodret udstrækning på kun 100 til 200 meter, og som indeholdt ekstremt lidt is i området mikrogram pr. kubikmeter. Sådanne tynde skyer tillader både is at blive detekteret med en skyradar og den lodrette luftbevægelse med en Doppler lidar, da laserstrålen stadig kan trænge igennem skyerne. Både lidar- og radarinstrumenter var derfor nødvendige for at undersøge turbulensen og isdannelsen i disse skyer over Leipzig fra jorden.

"Effekten blev først synlig, da vi observerede isen direkte under skyernes øverste lag. Vores resultater muliggør for første gang kvantitative og velbegrænsede indsigter i forholdet mellem turbulens og isdannelse i atmosfæren. Jo stærkere en sky bliver 'rystet' ' ved lodrette luftbevægelser, jo mere is falder ud af det, " rapporterer Dr. Johannes Bühl fra TROPOS. Denne korrelation blev målt for skyer koldere end -12 °C. Dernæst, fjernmålingsforskerne ønsker at udforske aerosolers indflydelse ved at se nærmere på begyndelsen (iskernedannelse) og slutningen (udfældning af ispartikler) af isdannelsesprocessen.

Isdannelse i skyer er en vigtig proces i atmosfæren, fordi uden denne is ville praktisk talt ingen nedbør falde fra skyer på jordens midterste breddegrader. Hvor vidtrækkende disse processer end kan være, mange detaljer er endnu ikke tilstrækkeligt forstået og er derfor ikke taget i betragtning i vejr- og klimamodellerne.