En av de store utfordringene med dagens klimamodeller er at de ikke i tilstrekkelig grad greier ? ta hensyn til hvordan skyene endrer seg n?r klimaet blir varmere. Det ?nsker Trude Storelvmo ? gj?re noe med. Hun er professor i meteorologi p? Institutt for geofag ved UiO og leder en rekke forskningsprosjekter. De skal ?ke forst?elsen for hva som skjer med skyene n?r klimaet endrer seg. Den nye kunnskapen er viktig for ? kunne forutsi hvordan klimaet blir i fremtiden.
Det er allment kjent at ?kning av klimagasser varmer opp atmosf?ren. Derimot er det mindre kjent at ogs? skyene endrer seg n?r atmosf?ren blir varmere.
– Kloden v?r hadde blitt mye varmere om vi hadde hatt en verden uten skyer. Vi vet at skyer har en sterkt avkj?lende effekt p? klimasystemet, og vi vet at skyer reagerer p? klimaendringer. Sp?rsm?let er hvordan og hvor mye. Vi ?nsker derfor ? finne ut av hvordan skyene forsterker oppvarmingen.
Dr?per og iskrystaller
N?r skyer dannes, er det sv?rt viktig ? forst? hva som skjer p? mikroskopisk niv?. Her snakker vi om s? sm? dimensjoner som ti til tjue mikrometer. En mikrometer er en tusendels millimeter.
– Vi er spesielt interessert i de skyene som er relativt kalde og som best?r av b?de dr?per og iskrystaller. Det er nettopp der det skjer dramatiske endringer n?r atmosf?ren blir varmere. Da endres sammensetningen av dr?per og is i skyene. N?r det blir mer dr?per og mindre is, endres den avkj?lende effekten av skyene.
Uheldigvis er den termodynamiske balansen mellom dr?per og is ganske ustabil. Forskerne vet ikke nok om hvordan skyene endrer seg n?r det blir en annen sammensetning av is og dr?per.
– N?r vi har sameksistens av dr?per og is, sier termodynamikken at iskrystallene skal vokse fort og at dr?pene skal fordampe, men i realiteten er fysikken langt mer kompleks. Det finnes ingen perfekt blanding av iskrystaller og dr?per. Sameksistensen er kaotisk og turbulent. Og i visse mikro-omr?der i skyene er det mer vanndr?per, og i andre omr?der er det mer is.
G?r galt i dagens modeller
Trude Storelvmo jobber n? med ? forst? skyene bedre p? mikroniv?.
– Klimamodellene strever med ? beskrive disse skyene. De beregner ofte at det er for mye is og for lite flytende vann i skyene. Det f?rer til at klimamodellene overestimerer den avkj?lende effekten fra skyene og bommer p? hva skyene har ? si for oppvarmingen. Dessverre har vi funnet ut at oppvarmingen vil v?re sterkere enn det mange klimamodeller har kommet frem til. Det er ikke gode nyheter.
Trude Storelvmo ?nsker ? forst? hvordan skyene p?virker klimaet over hele jorden. For ? l?se denne gordiske knuten er hun spesielt interessert i ? unders?ke skyer i polare str?k. Da snakker hun om b?de Arktis og Antarktis. Det er her de st?rste problemene oppst?r.
Mangler kunnskap om skyer
Uheldigvis fins det sv?rt f? m?linger av sammensetningen av skyer i de polare omr?dene. Forskerne er derfor prisgitt satellittm?linger. Satellittene beveger seg i baner 20 000 kilometer over bakken. Da er det kanskje ikke s? vanskelig ? forst? at m?lingene blir usikre. Forskerne er n?dt til ? gj?re en del antakelser.
Storelvmo ?nsker derfor bedre m?linger av skyenes indre, mikroskopiske liv. Blant annet er forskerteamet hennes allerede i gang med ? avsl?re hvordan skyene ser ut fra bemannete fly med base p? And?ya helt ytterst i Nordland. De skal ogs? m?le skyene i Antarktis. Disse m?lingene m? gj?res fra bakken.
– Hvorfor m? dere reise til Antarktis for ? observere skyene der? Er ikke skyene de samme som i Arktis?
– Mye er likt, men en del er ogs? forskjellig. Skyer oppf?rer seg ulikt over hav og land. Superviktige aerosoler. Dessuten handler det om hva slags partikler som befinner seg i skyene. Disse partiklene kalles for aerosoler.
– S? lenge det er varmere enn minus f?rti grader, trengs det spesielle partikler i atmosf?ren for ? danne iskrystaller. De er veldig sjeldne i atmosf?ren. Dr?per fryser ikke spontant f?r de kommer i kontakt med disse partiklene eller f?r en lavere temperatur enn f?rti minusgrader. Det er derfor det fins s? mye flytende vann i atmosf?ren, selv om det er bitende kaldt.
Det er f?rre aerosoler i Antarktis enn i Arktis.
– Vi kan derfor ikke bare m?le skyene i Arktis og vite hvordan skyene er i Antarktis.
Det er nettopp i S?rishavet at mange skyer best?r av en blanding av dr?per og iskrystaller som har en temperatur p? mellom null og minus f?rti grader. S? Antarktis er en viktig del av verden for ? forst? hvordan skyer dannes.
– Vi jakter p? de aerosolene som har evnen til ? danne iskrystaller. Bare én av ti tusen aerosoler har denne evnen.
De viktigste aerosolene for isdannelse er mikropartikler fra mineraler og ?rkensand. Andre er de som stammer fra marine organismer p? havoverflaten.
– Demper partiklene oppvarmingen?
– Partiklene styrer veldig mye av levetiden til skyer og deres evne til ? reflektere solstr?ler. De har en avkj?lende effekt, men det er mange ?pne sp?rsm?l, slik som hva opphopning av st?v i t?rre omr?der vil gj?re med skyene.
– Hva med menneskeskapte partikler?
– Vi har inntil nylig trodd at de ikke var s? viktige, men n? vet vi at partikler fra visse typer industrielle utslippskilder kan danne is i skyene. De kan derfor ogs? v?re viktige. Vi er i startgropen med ? forst? hva dette har betydd for klima-utviklingen frem til i dag. Hva som vil skje med fremtidens klima, er avhengig av hva slags industrielle utslipp det er snakk om og om det blir flere eller f?rre av disse partiklene.
Trollstasjonen i Antarktis
For ? samle inn mer info om hvordan skyer dannes over Antarktis, skal Storelvmo, i 澳门葡京手机版app下载 med blant andre Norsk Polarinstitutt, bruke m?linger fra den norske forskningsstasjonen Troll i Antarktis.
– Blir det ikke en begrensning om dere bare m?ler skyene i den antarktiske ?sommeren??
Apollon har bevisst satt sommeren i apostrof, fordi sommeren i Antarktis fortsatt er isende kald.
– Det er faktisk overraskende lite sesongvariasjoner i skyene der nede.
澳门葡京手机版app下载sstasjonen skal dessuten bygge opp infrastruktur slik at de kan gjennomf?re m?linger ?ret rundt. Disse m?lingene skal gj?res med b?de radar og lidar. Og hvis du lurer p? forskjellen mellom radar og lidar: B?lgelengdene til lidar er kortere. Ellers g?r lidar og radar stort sett ut p? ett.
– Det som er fint med disse m?lingene: N?r vi m?ler skyene fra satellitt, klarer vi ikke ? se hele veien igjennom skyene. Signalene svekkes n?r de kommer inn i skyene. Da mister vi mye informasjon. Det er derfor verdifullt ogs? ? unders?ke skyene fra bakken.
Enorme beregninger
For ? komme i m?l har Trude Storelvmo knyttet til seg en rekke forskere fra en rekke fagfelt. Blant spesialistene hennes er de som optimerer beregningene p? tungregnemaskiner. Uten slike maskiner er det ikke mulig ? gjennomf?re beregningene.
– I den globale klimamodellen kan vi velge oss en region, slik som S?rishavet, der vi simulerer hva som skjer med h?yere oppl?sning. Vi ?nsker s? h?y oppl?sning som mulig.
Tungregnemaskiner er minst ti tusen ganger kraftigere enn en vanlig PC p? kontoret ditt. Det betyr at hvis PC-en din hadde trengt ett ?r p? ? kj?re en beregning, ville den samme beregningen ha tatt 52 minutter ? kj?re p? tungregnemaskinen. Men klimamodellene krever dessverre mye mer regnekapasitet enn dette. Avhengig av hvor h?y oppl?sning forskerne ?nsker seg, kan det ta opptil en m?ned ? kj?re klimamodellen p? tungregnemaskinen. Skulle du ha gjort de samme beregningene p? PC-en din, ville de ha tatt mer enn 800 ?r.
?konomiske konsekvenser
Selv om nitti prosent av forskningen deres handler om hvordan de kan forbedre klimamodellene ved ? forst? mer om dannelsen av skyer, er Trude Storelvmo ogs? interessert i de ?konomiske konsekvensene av klimaendringene.
– Det startet som et lite nysgjerrighetsdrevet sideprosjekt.
Hun fikk ideen da hun for noen ?r siden var professor p? Yale University i Connecticut, tretten mil nord?st for New York. Der 澳门葡京手机版app下载et hun tett med ?konomer, deriblant professor William Nordhaus som i 2018 fikk nobelprisen i ?konomi for nettopp ? beregne de ?konomiske konsekvensene av klimaendringer.
Forskerne p? Yale har laget en modell som simulerer hvordan den ?konomiske situasjonen endrer seg i de ulike delene av verden n?r temperaturen ?ker.
– Den eneste klimarelaterte parameteren i modellen er temperaturendringer. Modellen viser at en moderat temperatur?kning vil bedre ?konomien p? de nordlige breddegradene, men at ?konomiene i det globale s?r vil rammes selv om oppvarmingen er relativt liten.
Usikkerheten er dessverre stor.
– Selv om modellen er mye brukt, mener vi at den er for enkel.
Storelvmo s? en enest?ende mulighet til ? koble den ?konomiske modellen p? Yale med den norske klimamodellen NorESM for ? f? et bedre bilde av hvordan klimaendringene p?virker ?konomien.
– Vi har n? laget et modellverkt?y der vi etter hvert kan ta hensyn til flere klimavariabler. Dette handler om mer enn temperaturer. Det er vel s? viktig ? ta hensyn til ekstreme hendelser, slik som ekstrem nedb?r og ekstrem t?rke.
Trude Storelvmo sier det har v?rt krevende ? koble sammen de to modellene.
– Samarbeidet v?rt er utenom det vanlige. Ingen andre har s? langt gjort noe tilsvarende. Vi er i ferd med ? publisere de f?rste resultatene. De kommer i l?pet av ?ret.
?