Klimatförändringar i samband med global uppvärmning kan påverka astronomiska observationer. Det är resultatet av en studie som involverar forskare från universitetet i Köln. Det internationella forskarteamet undersökte en rad klimatparametrar vid Very Large Telescope (VLT) vid Paranal i Atacamaöknen i Chile, där European Southern Observatory (ESO) driver sina teleskop. Bland annat, teamet utvärderade data för temperatur, vindhastighet och vindriktning, och vattenånghalten i atmosfären under en period av flera decennier. Detta avslöjade en ökning av temperaturer över världsgenomsnittet och även ökande bildsuddare på grund av luftturbulens - så kallad se.

Studien "The impact of climate change on astronomical observations" publicerades i det aktuella numret av Natur astronomi och kan ses online. Dess resultat är inte bara viktiga för astronomer att anpassa sina observationer till förändrade miljöförhållanden, men måste också tas med i beräkningen när man planerar nya stora teleskop – som Extremely Large Telescope (ELT), som för närvarande byggs nära Paranal.

De Kölnbaserade forskarna professor Dr Susanne Crewell och Christoph Böhm från Institutet för geofysik och meteorologi var involverade i studien. Förr, de hade redan utforskat olika aspekter av det förflutna, nuvarande och framtida klimat vid teleskopets plats inom ramen för Collaborative Research Center 1211 "Earth—Evolution at the Dry Limit." Första författaren till artikeln är Faustine Cantalloube från Max Planck Institute for Astronomy i Heidelberg.

Forskarna undersökte i vilken utsträckning klimatförändringarna påverkar astronomi och i synnerhet kvaliteten på observationer. Teamet fokuserade på Paranal-observatoriet i norra Chile eftersom det har en hel rad miljösensorer som dokumenterar lokala meteorologiska förhållanden. Dessa mätningar gav en av de mest omfattande datamängderna under de senaste tre decennierna på en i stort sett orörd plats.

Baserat på denna datamängd, astronomer, klimatforskare, atmosfärsforskare, och meteorologer gick samman för att identifiera viktiga meteorologiska parametrar som spelar en roll för kvaliteten på astronomiska observationer. Datan gjorde det möjligt för dem att analysera långsiktiga trender under en period på mer än trettio år för att fastställa klimatförändringarnas inverkan på framtida observationer. Med hjälp av fyra exempel, de visade hur klimatförändringarna redan påverkar, eller kan påverka driften av ett astronomiskt observatorium i framtiden. VLT, drivs av ESO, tjänades som ett exempel.

"Data visade en 1,5 °C ökning av temperaturen nära marken under de senaste fyra decennierna vid Paranal Observatory. Detta är något högre än det globala genomsnittet på 1 °C sedan den förindustriella tidsåldern, ", sa Susanne Crewell. Eftersom det ursprungliga teleskopets kylsystem inte var designat för så varma förhållanden, kvaliteten på observationerna äventyras i allt högre grad av mer frekventa turbulenser – en följd av temperaturökningen. Den förväntade ökningen på 4°C (det mest pessimistiska scenariot för ICCP-klimatsimuleringarna) inom nästa århundrade måste därför beaktas vid konstruktionen av 39-meters Extremely Large Telescope (ELT) på en närliggande plats.

Särskilt, astronomer står inför utmaningen att minska den så kallade kupolseende, " en minskning av upplösningen på grund av turbulens i teleskopets kupol. Forskarna noterade dessutom en ökning av turbulensen i luftlagret nära marken, gör bilder suddiga eftersom kalla och varma luftlager med olika brytningsindex växlar snabbare. Dock, att tillskriva detta till klimatförändringarna är svårt, eftersom det också skett konstruktionsförändringar. Ökningen av vindskjuvning i den övre troposfären i samband med jetströmmen leder också till en så kallad "vinddriven halo." Detta fenomen uppstår när atmosfäriska turbulensförhållanden varierar snabbare än vad teleskopets styrsystem kan korrigera dem. Detta begränsar instrumentets kontrastkapacitet och skulle potentiellt kunna begränsa exoplanetstudier.En ökning av vattenånga i atmosfären kan dessutom leda till en minskning av den astronomiska signalen.

Genom deras unika perspektiv på universum, astronomer vet att livets ursprung på jorden var en komplex process som endast möjliggjordes av extremt sällsynta omständigheter. Det finns ingen andra jord i vårt grannskap. Av denna anledning, det aktuella numret av Natur astronomi , publicerad den 10 september, är tillägnad ämnet klimat. Specialnumret syftar till att öka medvetenheten inom astronomi för klimataspekter som är viktiga för astronomernas arbete.