Utsläpp av växthusgaser har en uppvärmningseffekt på klimatet, medan små luftburna partiklar i atmosfären, aerosoler, fungera som en kylmekanism. Det är den mottagna visdomen i alla fall. Dock, ny forskning från Lunds universitet i Sverige kan nu visa att de minsta aerosolarna ökar på bekostnad av de normalstora och lite större aerosolarna – och det är bara de senare som har en kylande effekt.

Luften är full av små luftburna partiklar – aerosoler. Vissa är naturligt producerade, medan andra orsakas av mänsklighetens förbränning av bränsle. Vissa är skadliga för vår hälsa, medan andra reflekterar solljus.

En av de viktiga naturliga källorna till aerosoler är de doftande terpenerna från barrskogar. Till exempel, det boreala barrskogsområdet "taigan" som sträcker sig som ett band över hela världen, står för 14 procent av världens vegetationstäckning, och är därmed världens största sammanhängande markekosystem.

Genom kemiska reaktioner med ozon i atmosfären, terpenerna omvandlas till starkt syresatta organiska molekyler som fastnar på aerosolpartiklar som redan finns i luften. Detta leder till fler molndroppar, eftersom varje molndroppe bildas genom att ånga kondenseras på en tillräckligt stor aerosolpartikel. Fler molndroppar leder till tätare moln och minskad solinstrålning.

Dock, den nya studien publicerad i Naturkommunikation visar att denna "barrskogseffekt" har minskat på grund av industrialiseringen.

Utsläpp av ammoniak från jordbruket och svaveldioxid från fossila bränslen förändrar spelreglerna:terpenerna såväl som andra organiska molekyler delas istället upp i många fler, men mindre, aerosolpartiklar. Eftersom diametern på mycket små aerosoler är mindre än ljusets våglängd, partiklarna kan inte reflektera ljus.

Även om svaveldioxid och ammoniak är gaser, de genererar nya partiklar via kemiska reaktioner i atmosfären.

"Paradoxalt, ett större antal aerosolpartiklar kan leda till att kyleffekten från de organiska molekyler som frigörs från skogarna minskar eller till och med elimineras, säger Pontus Roldin, forskare i kärnfysik vid Lunds universitet i Sverige och första författare till artikeln.

Tillsammans med en internationell forskargrupp utvecklade han en modell som för första gången avslöjar processen bakom ny partikelbildning av dessa aerosoler.

"De kraftigt oxiderade organiska molekylerna har en betydande kylande effekt på klimatet. Med ett varmare klimat förväntas det att skogarna kommer att släppa ut fler terpener och därmed skapa fler kylande organiska aerosoler. Omfattningen av den effekten beror också på utsläppsvolymerna av svaveldioxid och ammoniak i framtiden. Det är väldigt tydligt, fastän, att denna ökning av organiska aerosoler inte på något sätt kan kompensera för den uppvärmning av klimatet som orsakas av våra utsläpp av växthusgaser, säger Pontus Roldin.

Denna studie kan bidra till att minska osäkerheten kring aerosolpartiklars effekt på moln och klimat.

Det har redan skett en avsevärd minskning av svaveldioxidutsläppen i Europa och USA sedan 1980-talet och steg i rätt riktning har nu också noterats i Kina.

"Det krävs relativt enkla tekniska lösningar för att minska svaveldioxiden, till exempel, rening av avgaser från fartyg och koleldade kraftverk etc. Det är mycket svårare att minska ammoniak, eftersom det frigörs direkt från djur och när jorden gödslas, säger Pontus Roldin.

Det uppskattas att i framtiden, den globala köttproduktionen kommer att öka avsevärt i takt med att välståndet i fattiga länder, främst i Asien, ökar. I dag, det är inte känt vad konsekvenserna av dessa förändringar kommer att bli, men för att göra en uppskattning krävs att man använder detaljerade modeller som den som nu har utvecklats.

Under de närmaste åren, Pontus Roldin kommer att arbeta inom ett forskningsprojekt som ska bidra med kunskap till nästa generations klimatmodeller, som EC-Earth.

"Vi vet redan att skogen är en betydande kolsänka. andra faktorer, såsom den kylande effekten av aerosoler, typer av vegetation och utsläpp, påverka klimatet. Förhoppningsvis, våra resultat kan bidra till en mer fullständig förståelse av hur skog och klimat samverkar, avslutar Pontus Roldin.