Vindhastigheterna runt om i världen verkar minska i ett fenomen som kallas "stilling" och europeiska forskare hoppas kunna ta reda på varför.

Få människor har nog lagt märke till men världens vindar blir långsammare. Det är något som inte kan plockas upp genom att se dammets böljande eller lyssna på lövens prasslande på närliggande träd.

Istället, det är ett fenomen som inträffar i en annan skala, när den genomsnittliga globala vindhastigheten nära markytan minskar. Och även om det inte påverkar hela jorden jämnt, den genomsnittliga markvindhastigheten har minskat med 0,5 kilometer i timmen (0,3 miles per timme) varje decennium, enligt uppgifter från 1960-talet.

Känd som "stilla", det har bara upptäckts under det senaste decenniet. Och även om det kan låta bedrägligt lugnt, det kan vara livsviktigt, en saknad bit i klimatpusslet och ett allvarligt hot mot våra samhällen.

Dr Cesar Azorin-Molina, klimatolog vid Göteborgs universitet och ledande forskare i det EU-finansierade STILLING-projektet, anser att det finns ett akut behov av att fastställa orsakerna till stillastående i ett föränderligt klimat.

Även om 0,5 kilometer i timmen knappt tycks räcka för att rufsa några fjädrar, han varnar för att långvarig stillestånd kommer att få allvarliga konsekvenser.

"Det finns allvarliga konsekvenser av vindförändringar i områden som jordbruk och hydrologi, huvudsakligen på grund av vindens inverkan på avdunstning, sa Dr Azorin-Molina. 'En sjunkande trend i vindhastighet kan påverka den långsiktiga kraftproduktionen, och svagare vindar kan också innebära mindre spridning av föroreningar i storstäder, förvärrar luftkvalitetsproblem och därför påverkar människors hälsa.'

Global vindjakt

Dr Azorin-Molina försöker reda ut huruvida stillastående är ett nytt fenomen på grund av mänskligt drivna klimatförändringar eller om det inträffade tidigare som en del av större klimatcykler.

Att göra detta, han och hans handledare, Prof. Deliang Chen, "räddar" globala vindhastighetsobservationer som går tillbaka till 1880-talet.

"Det handlar om att känna till det tidigare vindklimatet för att förstå den nuvarande stillheten, ' förklarade Dr Azorin-Molina. 'Därifrån, Tillförlitliga framtida vindhastighetsprognoser behövs för klimatanpassning.'

Projektets världsomspännande jakt på historiska väderrekord har grävt fram portugisiska väderböcker från Azorerna, från 1907. Den har också observationer från Blue Hill Observatory, i Milton, Massachusetts, USA, som går tillbaka till 1885.

All denna data digitaliseras och homogeniseras sedan genom jämförelse med referensdataserier så att den är av tillräckligt hög kvalitet för att kunna användas vid undersökning av stillastående.

'Tillsammans, det kommer att ge oss nya insikter om vindvariabilitet i regioner som aldrig analyserats tidigare, sa Dr Azorin-Molina. Med denna data, han hoppas att det kommer att vara möjligt att reda ut några av de möjliga orsakerna som kan vara ansvariga för stillastående – något som är avgörande för att hjälpa nationer att fatta beslut om hur de ska anpassa sig till det sociala, ekonomiska och miljömässiga effekter av varje progressiv stillastående.

Bland de ledande teorierna är att urbanisering och förändrad markanvändning ökar markytans grovhet, bromsa vindarna. Andra tyder på att klimatförändringarna kan ligga bakom fallet på grund av ändrade mönster i hur luften cirkulerar runt planeten. Eller så kan det bero på att åldrande vindhastighetsinstrument ger felaktiga resultat.

Molnankare

Men det finns också bevis som tyder på att de fluffiga cumulusmolnen som blåser över våra hav i vindens infall också kan spela en roll för att förändra dessa luftcirkulationsmönster.

Även om cumulusmoln inte är kända för att vara inblandade i stilla, de är inte bara vindpassagerare och kan ha andra viktiga effekter på världens vindcirkulationsmönster.

Enligt meteorolog Dr Louise Nuijens, chefsutredare för Cloudbrake-projektet, dessa moln i subtropiska regioner kan fungera som ankare, skapar motstånd och bromsar passadvindarna.

Dålig förståelse för hur de väldiga bankerna av cumulusmoln över subtropikerna förändrar globala vindar leder alltså till stora osäkerheter i förutsägelser om framtida klimatförändringar.

Till skillnad från djupa åskväder cumulus moln, dessa svullna, fairweather cumulusmoln är för små för att registreras på den skala som de flesta klimatmodeller körs på.

"Dessa små moln är en källa till osäkerhet i klimatmodeller, inte bara för deras roll i att fånga upp solenergi utan också för deras blandningseffekt, sa Dr Nuijens. 'Effektivt, processen med konvektiv blandning ser att dessa moln transporterar atmosfärisk värme och fart, som vi antar bryter upp vindarna och skapar yta av passadvindsmotstånd.'

Hennes team vid Delft University of Technology i Nederländerna har redan börjat modellera individuell molnblandning, en finupplöst process som de sedan hoppas kunna återskapa i global skala med hjälp av kraftfulla datorer.

Hjälp uppifrån

De räknar med att använda data från Europeiska rymdorganisationens Aeolus-satellit när den skjuts upp nästa år.

Det kommer att vara den första orbiter någonsin att tillhandahålla vindprofiler från rymden, profiler som är särskilt viktiga för att studera vindhastigheter över havsområden.

När Aeolus har samlat in ett års data, ett flygplan från DLR, den tyska rymdorganisationen, kommer att flyga under Aeolus med exakt samma vindlidarutrustning för att kontrollera dess noggrannhet.

Förutom att hjälpa dem som försöker förutsäga långsiktiga klimatförändringar, forskningen kan också bidra till att förbättra de modeller som används för att förutsäga väder här i Europa.

Cloudbrake, finansierat av EU:s europeiska forskningsråd, samarbetar med forskare vid European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) för att försöka förstå inverkan av cumulusmoln på förutsägelser av vindar nära ytan.

"Vi vet att en av de bästa prognoserna i Europa, det av ECMWF, förutsäger vindar nära jordens yta som är något annorlunda än de som observerats, sa Dr Nuijens. 'Frågan är, "Vad beror det på?" En idé är att det är relaterat till konvektiv blandning som kommer från dessa cumulusmoln.'

Bättre prognoser av vind kan inte bara bidra till att förbättra förutsägelser om dagliga väderförhållanden för människor över hela Europa – det kan också visa sig vara avgörande för att hantera förnybara energikällor.

'På mitten av breddgraderna, som här i Europa, det finns osäkerhet i att försöka förutsäga hur starka vindar är på 100 meter – på vindkraftverksnivå, sa Dr Nuijens. "Vindparker vill veta variabiliteten så att de kan förutsäga sin energiproduktion i förväg och till och med koppla den till solenergiproduktion, så vi försöker också förstå dessa samband mellan vind och molntäcke för solenergiindustrin.'