Hur molnens egenskaper förändras som svar på lokala föroreningar - främst från kolförbränning och fartygsmotorer - har fastställts mer exakt.

Detta fynd, publiceras idag i Proceedings of the National Academy of Sciences , skulle kunna hjälpa forskare att bättre modellera hur framtida globala temperaturer kommer att bli med ökade koncentrationer av växthusgaser.

Moln är ansamlingar av vattendroppar som vanligtvis bildas runt mycket små partiklar, känd som aerosoler. Dessa aerosoler inkluderar ökendamm, sot eller föreningar som kallas sulfater.

Mänskliga aktiviteter kan öka de lokala koncentrationerna av dessa aerosoler. Till exempel, förbränning av kol frigör sot och sulfater, skapa lokala hotspots av aerosoler över kraftverk eller städer.

Forskare vet att dessa lokala hotspots av aerosoler förändrar molnens egenskaper genom att förse dem med fler aerosoler för att bilda droppar runt omkring, skapar moln med ett större antal mindre droppar än vanliga moln. Dessa moln är också ljusare än moln som inte påverkas av föroreningar.

De ljusare molnen reflekterar mer av det inkommande solljuset, ger en lokal kyleffekt. Detta betyder att medan mänskliga aktiviteter värmer planeten, genom utsläpp av växthusgaser som koldioxid, de hjälper också till att kyla delar av planeten, genom att släppa ut föroreningsaerosoler.

Huvudförfattare Dr Edward Gryspeerdt från Institutionen för fysik vid Imperial, som presenterar forskningen idag vid European Geosciences Union General Assembly i Wien sa:"Att förbränna fossila bränslen frigör växthusgaser, men ofta även aerosoler som kan få moln att reflektera mer solljus tillbaka ut i rymden. Mänskliga aktiviteter har alltså både en värmande och en kylande effekt.

"Även om kyleffekten är mycket mindre än uppvärmningseffekten, Att veta hur aerosoler har ändrat molnegenskaper i det förflutna och nuvarande klimatet hjälper oss att bättre förstå hur mycket jorden sannolikt kommer att värmas under olika framtida scenarier för växthusgasnivåer."

Mer exakt mått

Aerosoler och moln varierar kraftigt över hela världen. Satellitdata kan användas för att bestämma hur aerosoler påverkar molnens egenskaper, men denna metod kommer med ett antal osäkerheter, särskilt kring hur forskare mäter aerosolen från rymden.

Nu, ett team ledd av forskare vid Imperial har hittat ett mer exakt sätt att förutsäga effekten med hjälp av ett annat mått på aerosolegenskaperna som samlats in från satellitdata.

Detta mått inkluderar information om storleken på aerosolpartiklarna, vilket är relaterat till hur lätt molndroppar kan bildas runt dem. Detta kommer att göra det möjligt för klimatmodellerare att mer exakt plocka isär de olika faktorerna som påverkar den globala temperaturen.

Förutsäga molnsvar

Vanligtvis, för att ta reda på hur moln kan reagera på aerosolföroreningar, forskare jämför hur molnegenskaper varierar som svar på mängden aerosoler. Dock, olika typer av aerosoler har olika effekter på molnegenskaper, vilket innebär att ett mått på den enkla mängden aerosoler kan vara missvisande.

Det är svårare för molndroppar att bildas runt vissa aerosoler, som ökendamm och sot, jämfört med andra aerosoler, som sulfater, som är mer effektiva för att ljusna upp moln.

Före den industriella revolutionen och massförbränningen av fossila bränslen, det fanns mindre sulfater, som skapar ljusare moln med mindre droppar.

Detta betyder att om forskare försökte jämföra kyleffekten av moln runt idag och de tidigare baserat enbart på mängden närvarande aerosoler, de skulle inte ha kunnat eftersom molnens svar på aerosolen skulle vara annorlunda.

Förbättra klimatförändringsprognoser

Genom att använda flera olika globala klimatmodeller, teamet visade att genom att använda satelliter för att fastställa extra information om aerosolens storlek, osäkerheterna orsakade av variationer i aerosoltyp skulle kunna minskas. Detta innebär att förändringen i molnegenskaper på grund av mänsklig aktivitet kan bestämmas mer exakt.

Måtten kan erhållas från satellitobservationer av moln, vilket innebär att klimatmodellerare kan använda mer exakta siffror för molnreflektans över tiden, förbättra sina prognoser för klimatförändringar.