Klima:Jodsyre påvirker skydannelsen på Nordpolen

Arktis opvarmes to eller tre gange hurtigere end resten af ​​planeten. Denne forstærkede opvarmning skyldes flere faktorer, men den relative betydning af hver enkelt er stadig uklar. "Vi ved, imidlertid, at skyer kunne spille en vigtig rolle, " siger Julia Schmale, en EPFL-professor, der leder Extreme Environments Research Laboratory og besidder Ingvar Kamprad-stolen. "Ved at reflektere solens stråler tilbage i rummet eller fange varme tæt på jordens overflade som et tæppe, skyer hjælper enten med at afkøle eller varme planeten op."

Schmale brugte sammen med forskere fra Paul Scherrer Institutes Laboratory of Atmospheric Chemistry og Stockholms Universitets Institut for Miljøvidenskab og Bolin Center for Climate Research adskillige uger på at indsamle data nær Nordpolen i august og september 2018, som en del af den amerikansk-svenske ekspedition Arctic Ocean 2018 om bord på den svenske isbryder Oden. Forskerne målte de kemiske og fysiske egenskaber af atmosfæriske molekyler og aerosolpartikler for bedre at forstå de forhold, der fører til skydannelse.

Hvordan aerosoler dannes i Arktis

"Et af vores mål var at undersøge, hvordan nye aerosolpartikler kunne dannes i den arktiske atmosfære, " siger Andrea Baccarini, en ph.d. studerende ved Paul Scherrer Instituttet og nu videnskabelig samarbejdspartner i det ekstreme Environments Research Laboratory. "Under de rette betingelser, gasmolekyler kondenserer sammen til små klynger, der kan vokse, til sidst danner aerosoler." Hvis disse aerosoler vokser blot en lille mængde større, de kan fungere som skykondensationskerner, som er afgørende for skydannelse.

I den arktiske sommer og efterår, koncentrationen af ​​aerosoler er ekstremt lav. "Bidraget fra nydannede aerosoler kan være ekstremt vigtigt, og selv en lille ændring i aerosolkoncentrationen i det høje Arktis kan have stor indflydelse på skydannelsen eller ændre skyernes strålingsegenskaber, " siger Baccarini. Det er stadig ikke klart, hvor vigtige lokale aerosolprocesser er for skydannelse i forhold til regional eller langdistancetransport, for eksempel. "Med denne ekspedition, vi kunne undersøge de nøjagtige kilder til aerosolpartikler, der er nødvendige for at danne skyer," tilføjer Paul Zieger, en adjunkt ved Stockholm Universitet, der ledede forskningsprojektet om aerosol-sky-processer i 2018-ekspeditionen.

Jodsyre vises i det tidlige efterår

Forskerholdet fandt ud af, at jodsyre, en kemisk forbindelse, som ikke tidligere var blevet observeret i området, udløser dannelsen af ​​nye aerosoler mellem sensommeren og det tidlige efterår. "Der er mindre is i Arktis i slutningen af ​​sommeren, meget åbent vand og koncentrationen af ​​jodsyre er meget lav på det tidspunkt, " siger Schmale. "I slutningen af ​​august falder temperaturen, og vandet begynder at fryse igen, markerer begyndelsen af ​​den såkaldte indefrysningsperiode. Dette er, når iodsyrekoncentrationen stiger kraftigt, hvilket fører til hyppige nye aerosolpartikeldannelsesbegivenheder."

Holdet udviklede en simpel model til at forklare variabiliteten af ​​jodsyre i atmosfæren, hvilket i høj grad afhænger af lokale meteorologiske forhold. De var også i stand til at beskrive den fulde kæde af begivenheder, der fører hele vejen fra ny partikeldannelse til skyer, fra gasmolekylet, der oprindeligt danner en partikel, til dannelsen af ​​skykondensationskerner. "At observere og beskrive denne proces under virkelige forhold var en yderst sjælden mulighed, " siger Schmale.

Deres resultater, for nylig udgivet i Naturkommunikation , give større indsigt i biogeokemiske processers rolle for skydannelse over den arktiske pakis og potentielt også for arktisk opvarmning.