Fra en græsk bjergtop vil forskere løse mysteriet om skydannelse

På klippeskråninger højt over grønne nåleskove og blå bjergsøer har en gruppe forskere netop færdiggjort opsætningen af deres udstyr.

Selvom vejret på strandene nede ved havet er behagelige 21 grader, har forskerne brug for varmt tøj. På toppen af bjerget klatrer temperaturen sjældent over 10 grader på denne tid af året.

Bjerget hedder Mount Helmos og ligger på den græske halvø Peloponnes. På toppen pryder allerede et observatorium, men i løbet af de sidste uger har nyt udstyr optaget mere og mere plads. 

Forskerne håber, at de med forsøget kan løse mysteriet om, hvordan skyer bliver dannet og ændrer karakter undervejs. I bestræbelsen på at forstå, hvordan klimaet på Jorden fungerer og bliver påvirket af mennesker, spiller viden om hvordan skyer bliver dannet og vekselvirker med os menneskers aktivitet en stor rolle.

Men som det er i dag, er der meget vi endnu ikke ved om skydannelse, forklarer Ulas Im, seniorforsker på Institut for Miljøvidenskab på Aarhus Universitet.

- Det at forstå skydannelse er afgørende for de forudsigelser som tusindvis af forskere udgiver hvert femte til syvende år, når den nye IPCC-rapport kommer ud. Skyer er den største usikkerhedsfaktor i klimamodellerne, som ligger til grund for rapporterne. Det er derfor, vi forsøger at skaffe mere viden om skyerne.

Ulas Im er en af de centrale forskere i et stort EU-finansieret forskningsprojekt kaldet Clean Cloud, som forskere på tværs af hele unionen samarbejder om. Formålet med projektet er at lære mere om, hvordan skyer og partikler i atmosfæren interagerer ved at bruge jordbaserede målinger, satellitobservationer, laboratorieeksperimenter og modeller.

De jordbaserede målinger er helt afgørende for projektet, og derfor er to store felteksperimenter sat i søen i Europas klima hotspots: Et i Nordgrønland og et ved Middelhavet.

- Vi har færdiggjort vores eksperimenter i det nordlige Grønland, og nu skifter vi vores fokus til Middelhavet med eksperimentet i Grækenland. Det arktiske område og Middelhavet er de to områder i Europa, som er mest påvirkede af klimaforandringerne. Ved at studere skyerne i disse områder, håber vi, at vi bliver bedre til at forudsige fremtidens klimaforandringer, siger Ulas Im.

Et stort internationalt projekt

Forskningsprojektet hedder Clean Cloud og er et samarbejde mellem forskere fra 20 institutioner i 12 europæiske lande. Med mere end 70 millioner kroner i funding fra EU, satser forskerne på at skaffe ny viden om skydannelse og skyernes interaktion med partikler i løbet af de fire år, projektet forløber. Ulas Im er koordinator af projektet

Dækket af skyer hele vinteren

Der er en grund til at Ulas Im og hans kolleger valgte Mount Helmos. Vinteren igennem er bjerget indhyllet i skyer det meste af tiden, og det gør det muligt for forskerne at studere skyerne indefra. 

- Størstedelen af den forskning, der bliver lavet i skydannelse, har målt på skyerne nedefra eller ovenfra ved hjælp af fly og satellitter. Vi håber, at vores unikke målinger kan give os ny interessant viden om, hvad der sker inde i skyerne, siger Ulas Im.

I 2021 stillede en mindre forskningsgruppe udstyr op på Mount Helmos. Resultaterne fra de eksperimenter var meget lovende, og det er derfor, at forskerne gentager successen, men med et længere og større forskningsprojekt.

- Dengang var der færre instrumenter, og forsøget varede kun nogle få uger. Nu er vi tilbage på bjerget med meget mere udstyr for at lave et længerevarende eksperiment, siger han.

Planen er, at det dyre udstyr skal stå på bjergtoppen indtil foråret. For at det kan lykkes, er det nødvendigt at flere forskere efterser udstyr med jævne mellemrum. Og det er dyrt. 

- Vi er en del af et stort EU-finansieret projekt, og det netop det, der muliggør sådan et stort og dyrt forskningssetup. Forhåbentlig lærer vi også en masse om skyer gennem projektet, siger han.

Ingen skyer uden partikler

Udstyret på bjergtoppen bliver snart dækket af skyer. Det muliggør, at Ulas Im og hans kolleger kan studere, hvordan små partikler i luften påvirker skydannelsen.

Fordi, som han forklarer, partikler er nøglen til at forstå skyer. Uden partikler som støv, pollen, bakterier og udstødning fra biler og fabrikker ville der slet ikke være skyer.

- Simpelt forklaret er der altid vanddamp i atmosfæren. Støv eller andre partikler skaber en overflade som vanddampen kan kondensere på. Når vandet kondenserer på partiklerne, forvandles de til de dråber, som danner skyerne, siger han. 

Men ikke alle partikler er med til at danne skyer. Nogle partikler ændrer i stedet skyernes karakteristika.

- Skyer har dråber, der enten er flydende eller frosne. Nogle skyer har kun flydende dråber, men de fleste skyer indeholder begge dele. Støv og pollen er effektive til at skabe is i skyerne. Uden støv og pollen vil den temperatur, der er krævet for at dråberne fryser til is, være langt lavere.

- Når der er flere iskrystaller, bliver skyerne gennemsigtige, så mere sollys trænger igennem. Med den globale opvarmning ændrer skyerne sig og indeholder mindre is og flere flydende dråber. Det er vigtigt, fordi skyer med flere flydende dråber reflekterer mere sollys ud i rummet, og det kan påvirke temperaturen på Jorden, siger han.

Ulas Im og hans kolleger forventer dog, at dette vil ændre sig i fremtiden.
 
- Takket være planlagte reduktioner af menneskeskabte udledninger som en konsekvens af klimatopmøderne, forventer vi, at der vil være færre menneskeskabte partikler i atmosfæren. Det betyder, at de naturlige partikler får en større rolle i en post-fossil fremtid.

- Derfor er det vigtigt at forstå og blive bedre til at forudsige, hvordan skyerne og de forskellige partikler interagerer.

Sådan skaber vi mennesker skyerne

Ikke kun støv og pollen påvirker skydannelsen. Menneskeskabte partikler spiller også, som tidligere nævnt, en stor rolle.

- Røgen fra skibene på de store oceaner spytter store mængder partikler ud, og det skaber rent faktisk lokale forandringer i skyerne. Det samme gælder for fly. De har den samme effekt. Selv store kraftværker, der brænder fossile brændstoffer af, ændrer det lokale miljø omkring dem, siger Ulas Im. 

I det allernordligste Grønland, hvor de første del af forskningsprojektet er foregået, kommer der meget få mennesker forbi. Alligevel blæser partikler fra Europa, Rusland og USA mod nord og havner i Arktis. Det sker dog mest om vinteren. I sommerhalvåret måler forskerne primært naturligt forekommende partikler deroppe.

Men sådan er det ikke i Grækenland.

Støv fra Sahara, biologiske partikler fra Europæiske skove og små partikler fra menneskelig aktivitet såsom fabrikker, opvarming af huse og de mange skibe og fly, der passerer middelhavet, skaber en helt anderledes kemisk cocktail i atmosfæren.  

- De menneskeskabte partikler har generelt en kølende effekt på klimaet. Men fordi de bliver udledt sammen med CO2, som har en opvarmende effekt og nedbrydes meget langsommere i atmosfæren, er det stadig CO2, der driver klimaforandringerne.

- Partiklerne er dog med til at afbøde en af del af den opvarmede effekt, som CO2-udledningerne skaber. Dels ved at påvirke skydannelsen og dels ved direkte at reflektere solens stråler. Derfor er det vigtigt, at vores klimamodeller er præcise og afspejler dette.

Ulas Im og hans kolleger håber, at de kan udgive de første resultater fra projektet om et års tid.