Aerosoldeeltjes koelen het klimaat minder af dan gedacht

De invloed van aerosolen in de atmosfeer op wolken en het klimaat is mogelijk anders dan eerder werd gedacht. Dat is de conclusie van wolkenonderzoeker Franziska Glassmeier van de TU Delft. De resultaten van haar onderzoek worden op vrijdag 29 januari gepubliceerd in Science.

Wolken

Enorme delen van de subtropische oceanen worden bedekt door een wolkendek. Deze koelen onze planeet af doordat ze invallend zonlicht terug de ruimte in kaatsen. Luchtvervuiling in de vorm van aerosolen (deeltjes die door de atmosfeer zweven) kunnen dit afkoelingseffect versterken, doordat wolken hierdoor lichter van kleur worden. Dit afkoelende effect van vervuiling compenseert voor een deel het opwarmende effect van broeikasgassen. Maar hoeveel precies, is voor klimaatwetenschappers een van de grootste onzekerheden.

Scheepssporen

Een treffend voorbeeld van wolken die lichter van kleur worden als gevolg van aerosolen heeft te maken met de uitstoot van schepen, ook wel ‘scheepssporen’ genoemd. Deze zijn waarneembaar als lichte strepen in een wolkendek en maken de route van vervuilende schepen die onder de wolken door varen zichtbaar. “Die scheepssporen zijn een mooi voorbeeld van het traditionele idee van het effect van aerosolen op wolken, en de manier waarop dat in de meeste klimaatmodellen nog steeds wordt weergegeven”, legt Glassmeier uit. Maar volgens de wolkenonderzoeker zijn de scheepssporen maar een deel van het verhaal. 
“Het probleem is dat de wolken weliswaar eerst lichter van kleur worden, maar naar enige tijd worden ze dunner en dus weer donkerder. En scheepssporen verdwijnen voordat we dit donkerder worden kunnen observeren.” Om het klimaateffect te bepalen van luchtvervuiling in het algemeen – die veel langer blijft hangen dan scheepssporen – vertrouwen Glassmeier en haar collega’s niet op observaties van scheepssporen. In plaats daarvan hebben ze een uitgebreide dataset met gedetailleerde wolkensimulaties gecreëerd. Voor hun onderzoek hebben de onderzoekers een slimme nieuwe manier ontwikkeld om hun gesimuleerde wolkendek te vergelijken met satellietfoto’s. Zulke foto’s bevatten informatie over de effecten van aerosolen op wolken over de hele wereld, maar waren tot nu toe lastig te interpreteren.
 

Overschatting 

“Onze conclusie is dat het afkoelende effect dat aerosolen op wolken hebben wordt overschat als we vertrouwen op gegevens over scheepssporen”, licht Glassmeier toe. “Scheepssporen verdwijnen gewoon te snel om een goede schatting te kunnen maken van het lichter van kleur worden van wolken.” Dat komt doordat gegevens over scheepssporen geen rekening houden met het dunner worden van wolken, waarvan sprake is bij wijdverspreide luchtvervuiling. “Om die effecten beter te kwantificeren en betere klimaatprojecties te verkrijgen, moeten we wolken in klimaatmodellen beter weergeven”, vervolgt Glassmeier.

Climate engineering

Dit onderzoek heeft ook gevolgen op het gebied van klimaatengineering (climate engineering). ‘Klimaatengineering’ staat voor gerichte – tot dusver grotendeels hypothetische – interventies in het klimaatsysteem met als doel de gevolgen van klimaatverandering te verkleinen. Een voorbeeld daarvan is het opzettelijk lichter van kleur maken van wolken door middel van gerichte uitstoot van zeezout-aerosolen, ook wel ‘marine cloud brightening’ genoemd. “Uit onze resultaten blijkt dat zelfs wat de fysica van wolken betreft, marine cloud brightening mogelijk een stuk complexer is dan het lijkt. Een ondoordachte toepassing ervan zou er zelfs toe kunnen leiden dat wolken donkerder worden – precies het tegenovergestelde van wat de bedoeling is”, aldus Glassmeier. “We zullen nog veel onderzoek moeten doen naar de haalbaarheid en risico’s van dergelijke methodes. Er valt nog veel te leren over de invloed van minuscule aerosoldeeltjes op wolken en uiteindelijk het klimaat.” 

Het onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met onderzoekers van de Ludwig-Maximilians-Universität München, de Universiteit van Leeds, de Universiteit van Colorado en de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) in Boulder, Colorado (VS).

Meer informatie

Artikel: Aerosol-cloud-climate cooling overestimated by ship-track data, door Franziska Glassmeier, Fabian Hoffmann, Jill S. Johnson, Takanobu Yamaguchi, Ken S. Carslaw en Graham Feingold. 
Contact: Franziska Glassmeier, TU Delft, https://www.tudelft.nl/citg/over-faculteit/afdelingen/geoscience-remote-sensing/staff/scientific-staff/drsc-f-franziska-glassmeier  
Wetenschapsvoorlichter TU Delft Roy Meijer, r.e.t.meijer@tudelft.nl, 06 14015008