Vertikala luftrörelser ökar isbildningen i moln med blandade faser. Denna korrelation förutspåddes teoretiskt under lång tid, men kan nu observeras för första gången i naturen. Denna forskning publicerades av ett team från Leibniz Institute for Tropospheric Research (TROPOS) i Leipzig i npj Klimat och atmosfärisk vetenskap , en öppen tillgångstidskrift publicerad av Nature Research.

Med hjälp av laser- och radarutrustning, teamet mätte vertikal lufthastighet och isbildning i tunna moln med blandad fas. Sådana moln innehåller ispartiklar, vattenånga samt underkylda vätskedroppar. Resultaten från Leipzig skulle kunna bidra till att kartlägga en viktig del av vattnets kretslopp bättre i väder- och klimatmodellerna i framtiden genom isbildning i moln.

Bildandet av is i moln är en central del av vattnets kretslopp på jorden. Det är vanligtvis svårt att isolera isbildningsprocessen för att studera den individuellt eftersom interaktionen mellan aerosolpartiklar, luftrörelse och mikrofysiska processer i moln är för komplexa. Ändå, det är nödvändigt att förstå dessa processer i detalj för att bättre kunna kartlägga denna mekanism i väder- och klimatmodeller.

Molnforskarna koncentrerade sig på en mindre spektakulär och därför mindre övervägd form av moln för att utesluta andra processer än primär isbildning. De undersökte stora molnfält på en höjd av cirka 2 till 8 kilometer med en vertikal utsträckning på endast 100 till 200 meter och som innehöll extremt lite is i intervallet mikrogram per kubikmeter. Sådana tunna moln gör att både is kan detekteras med en molnradar och den vertikala luftrörelsen med en Dopplerlidar, eftersom laserstrålen fortfarande kan penetrera molnen. Både lidar- och radarinstrument var därför nödvändiga för att undersöka turbulensen och isbildningen i dessa moln ovanför Leipzig från marken.

"Effekten blev synlig först när vi observerade isen direkt under molnens översta lager. Våra fynd möjliggör för första gången kvantitativa och väl begränsade insikter om förhållandet mellan turbulens och isbildning i atmosfären. Ju starkare ett moln skakas" ' genom vertikala luftrörelser, ju mer is faller ut ur den, " rapporterar Dr Johannes Bühl från TROPOS. Denna korrelation mättes för moln kallare än -12 °C. Nästa, fjärranalysforskarna vill utforska aerosolers inverkan genom att titta närmare på början (iskärnbildning) och slutet (utfällning av ispartiklar) av isbildningsprocessen.

Isbildning i moln är en viktig process i atmosfären, för utan denna is skulle praktiskt taget ingen nederbörd falla från moln på jordens mellersta breddgrader. Hur långtgående dessa processer än kan vara, många detaljer har ännu inte förståtts tillräckligt och tas därför inte med i väder- och klimatmodellerna.