Ett grått molntäcke eller olika små partiklar i luften kan uppfattas som dåliga nyheter, särskilt när sommaren nalkas. Faktum är dock att forskare idag vet att moln och små partiklar, också kallade aerosoler, spelar en viktig roll för jordens klimat.
Men fortfarande råder osäkerhet kring hur stor dess påverkan faktiskt är, och hur det kan komma att se ut i framtiden. Nu är förhoppningen att två nya uppdrag, ESA:s EarthCARE och NASA:s TEMPO, ska ge oss mer kunskap som kan öka vår förståelse och våra möjligheter att hålla klimatförändringarna i schack.
EarthCARE
Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer (EarthCARE) kommer snart att leverera viktig information som kastar nytt ljus över det komplexa samspelet mellan moln, aerosoler och strålning i jordens atmosfär. Satelliten är ett samarbete mellan ESA och Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), och sändes upp i slutet av maj.
Men låt oss för en liten stund uppehålla oss vid detta med moln och aerosoler, för vilken roll spelar de egentligen i ekvationen? De flesta av oss uppfattar nog moln som fluff på himlen, eller som ett tecken på kommande regn. Bakom molnen döljer sig dock en mycket komplicerad, och relativt dåligt förstådd, vetenskap.
Trots att det är känt att moln spelar en viktig roll för uppvärmning och avkylning av atmosfären är de fortfarande en av de största osäkerheterna i vår förståelse av hur atmosfären driver klimatsystemet. Och kanske ännu viktigare, hur de kommer att forma vårt framtida klimat.
Moln reflekterar inkommande solenergi tillbaka ut i rymden, men de fångar också upp utgående infraröd energi. Dessa effekter leder antingen till nedkylning eller uppvärmning. I vilken utsträckning molnen värmer eller kyler jorden beror dock på olika faktorer, bland annat molnens form, läge, höjd, vatteninnehåll och partikelstorlek.
Aerosoler är små partiklar, som exempelvis damm och föroreningar, som svävar i jordens atmosfär. Även dessa spelar en viktig roll i jordens klimatsystem. Både direkt, genom att reflektera och absorbera inkommande solstrålning och fånga upp utgående strålning, och indirekt genom att de fungerar som kärnor för molnbildning, vilket är det sätt på vilket de påverkar vårt klimat mest.
Mänskliga aktiviteter, såsom industriella processer, transporter och jordbruk, förändrar avsevärt koncentrationen av aerosoler i atmosfären och påverkar på det sättet regionala klimatmönster. Även om det är känt att moln och aerosoler idag har en övergripande kylande effekt kan förändringar i systemet minska den kylande potentialen och förvärra klimatförändringarna ytterligare.
Det är här EarthCARE kommer in i bilden och har potential att skapa stor nytta. Detta genom att kvantifiera den roll som moln och aerosoler spelar för uppvärmning och kylning av jordens atmosfär. EarthCARE bär med sig fyra vetenskapliga instrument som arbetar tillsammans för att ge en helhetsbild av det komplexa samspelet mellan moln, aerosoler och strålning. Med hjälp av data från EarthCARE kan forskare förfina våra atmosfäriska modeller och klimatprognoser, vilket ger oss verktygen att ta itu med utmaningarna med ett förändrat klimat med större noggrannhet och precision.
TEMPO
NASA:s TEMPO-uppdrag är en del av en konstellation av instrument som mäter luftkvaliteten över det norra halvklotet. Satelliten befinner sig i en geostationär bana; en cirkulär omloppsbana på ett sådant avstånd att satelliten roterar runt jorden i samma riktning och med samma omloppstid som jordens rotationstid. Där mäter den ozon, aerosoler och moln för att skapa nya dataset som ger förståelse och förbättrar förutsägelser av luftkvalitet och fysisk påverkan på klimatet.
NASA har nu gjort nya data tillgängliga som kan ge observationer av luftföroreningar med en aldrig tidigare skådad upplösning, vilket gör det möjligt att observera påverkan i specifika stadsdelar.
TEMPO-uppdraget samlar in skanningar av atmosfären över Nordamerika varje timme under dagtid; från Atlanten till Stillahavskusten och från Mexico City till centrala Kanada. Instrumentet upptäcker föroreningar genom att observera hur solljuset absorberas och sprids av gaser och partiklar i troposfären (det lägsta lagret i jordens atmosfär).
TEMPO:s mätningar omfattar luftföroreningar som kvävedioxid, formaldehyd och ozon, och blir viktiga i den vetenskapliga analysen av föroreningar. De ger en bättre rumslig och tidsmässig upplösning av luftkvaliteten, vilket kan nyttjas för att studera en rad saker. Bland annat föroreningar under rusningstid, kopplingar mellan hälsoproblem och akut exponering av luftföroreningar. Men också hur luftföroreningar oproportionerligt påverkar underförsörjda samhällen, hur potentialen för förbättrade luftkvalitétsvarningar ser ut, vilken effekt blixten har på ozon samt förflyttningar av föroreningar från skogsbränder och vulkaner.
Det kan idag vara svårt att fastställa källorna till luftföroreningar eftersom rök från skogsbränder eller föroreningar från industrier och trafikstockningar driver med vindarna. TEMPO-instrumentet kommer i framtiden att göra det lättare att spåra ursprunget till vissa föroreningar, vilket ger information för att hantera roten av problemet.
Bild: EarthCARE ska ge en bättre förståelse av jordens
strålningsbalans. ESA/ATG medialab.
