Een team van atmosferische chemici is dichterbij gekomen naar wat wordt beschouwd als de 'heilige graal' van de wetenschap over klimaatverandering: de allereerste directe detectie van biologische deeltjes in ijswolken. Ice in Clouds-experiment - Layer Clouds (ICE-L) -team monteerde een massaspectrometer op een C-130-vliegtuig en maakte een reeks hogesnelheidsvluchten door een type wolk dat bekend staat als een golfwolk. Analyse van de ijskristallen bracht aan het licht dat de deeltjes die hun groei begonnen, bijna geheel uit stof of biologisch materiaal bestonden, zoals bacteriën, schimmelsporen en plantmateriaal. Hoewel het al lang bekend is dat micro-organismen in de lucht komen en grote afstanden afleggen, is deze studie de eerste die directe gegevens oplevert over hoe ze werken om de vorming van wolken te beïnvloeden.
Het team, onder leiding van Kimberly Prather en Kerri Pratt van de University of California in San Diego, Scripps Institution of Oceanography, voerde in-situ metingen uit van wolkenijskristalresten en ontdekte dat de helft mineraal stof was en ongeveer een derde bestond uit anorganisch ionen gemengd met stikstof, fosfor en koolstof - de kenmerkende elementen van biologisch materiaal.
Door de snelheid van seconde voor seconde van de analyse konden de onderzoekers onderscheid maken tussen waterdruppels en ijsdeeltjes. IJskernen zijn zeldzamer dan druppelkernen.
Het team toonde aan dat zowel stof als biologisch materiaal inderdaad de kernen van deze ijsdeeltjes vormen, iets wat voorheen alleen in laboratoriumexperimenten kon worden nagebootst.
'Dit was voor ons echt een soort heilige graalmeting', zei Prather.
“Als je begrijpt welke deeltjes ijskernen vormen, en welke extreem lage concentraties hebben en die inherent moeilijk te meten zijn, kun je processen gaan begrijpen die resulteren in neerslag. Elk nieuw stuk informatie dat u kunt krijgen, is van cruciaal belang. '
De bevindingen suggereren dat de biologische deeltjes die door stofstormen worden meegesleurd, de vorming van wolkenijs helpen induceren en dat hun oorsprongsgebied een verschil maakt. Er zijn steeds meer aanwijzingen dat stof dat vanuit Azië wordt vervoerd de neerslag in bijvoorbeeld Noord-Amerika zou kunnen beïnvloeden.
Onderzoekers hopen de ICE-L-gegevens te gebruiken om toekomstige onderzoeken te ontwerpen die zijn afgestemd op gebeurtenissen waarbij dergelijke deeltjes een grotere rol kunnen spelen bij het veroorzaken van regen of sneeuwval.
"Als we de bronnen van de deeltjes die wolken vormen, en hun relatieve overvloed begrijpen, kunnen we hun impact op het klimaat bepalen", zegt Pratt, hoofdauteur van het artikel.
De effecten van kleine deeltjes in de lucht, aerosolen genaamd, op de vorming van wolken zijn enkele van de moeilijkste aspecten van weer en klimaat die wetenschappers kunnen begrijpen.
In de wetenschap over klimaatverandering, die veel van haar projecties ontleent aan computersimulaties van klimaatverschijnselen, vertegenwoordigen de interacties tussen aerosolen en wolken wat wetenschappers beschouwen als de grootste onzekerheid bij het modelleren van voorspellingen voor de toekomst.
"Door wolken in realtime uit een vliegtuig te bemonsteren, konden deze onderzoekers op ongekend detailniveau informatie krijgen over ijsdeeltjes in wolken", zegt Anne-Marie Schmoltner van NSF's Afdeling Atmosferische Wetenschappen, die het onderzoek financierde.
Bron: EurekAlert
