Baserat på den långsiktiga tidsserien för Potsdam-strålning, ETH Professor Martin Wild och hans medarbetare har visat att variationer i intensiteten av solljus under decennier är nere till ultrafina, konstgjorda smutspartiklar i atmosfären.

I slutet av 1980- och 1990 -talen forskare vid ETH Zürich upptäckte de första indikationerna på att mängden solljus som nådde jordens yta stadigt hade minskat sedan 1950-talet. Fenomenet var känt som "global dimning". Dock, en vändning i denna trend kunde skönjas i slutet av 1980-talet. Atmosfären ljusnade igen på många platser och solstrålningen på ytan ökade.

"I tidigare studier, vi visade att mängden solljus som når jordens yta inte är konstant under många decennier utan istället varierar avsevärt – ett fenomen som kallas global dimning och ljusning, säger ETH-professor Martin Wild vid Institutet för atmosfärs- och klimatvetenskap.

Naturliga variationer eller luftföroreningar?

Ändå är lite känt om orsakerna till dessa fluktuationer, som har observerats i decennier. En särskilt kontroversiell punkt är om fluktuationerna orsakas av luftföroreningar, med aerosoler som blockerar solljuset, eller om de är ett resultat av naturliga variationer i klimatsystemet.

Ett antal forskare misstänkte att molntäcket kan ha förändrats under åren, absorberar solens strålar mer effektivt under dimningsfasen än under ljusningsfasen.

Det är därför Wild och kollegor från andra forskningsinstitut analyserade mätningar som samlats in mellan 1947 och 2017 i Potsdam-strålningstidsserien, som är känt bland klimatforskare. Serien erbjuder en av de längsta, mest homogena, kontinuerliga mätningar av solstrålning på jordens yta.

Dämpning skedde också under molnfria förhållanden

I denna nya studie, de kunde visa att snarare än att dessa fluktuationer berodde på naturliga förändringar i molntäcket, de genereras istället av olika aerosoler från mänsklig aktivitet. Tidningen publicerades i tidningen Geofysiska forskningsbrev .

"I vår analys, vi filtrerade bort effekterna av molntäcket för att se om dessa långvariga fluktuationer i solstrålningen också inträffade under molnfria förhållanden, " förklarar Wild. Som det visade sig, de decadala fluktuationerna i solljuset som mottogs vid jordens yta var uppenbara även när himlen var klar.

Forskarna identifierade aerosoler som kommer in i atmosfären på grund av luftföroreningar som den största bidragsgivaren till global dämpning och ljusning. "Även om vi redan hade antagit så mycket, vi hade inte kunnat bevisa det direkt förrän nu, " han säger.

Ljusning efter ekonomisk kollaps

Det faktum att övergången från dimning till ljusare sammanföll med den ekonomiska kollapsen i de tidigare kommunistiska länderna i slutet av 1980 -talet stöder argumentet att dessa variationer har en mänsklig orsak. Dessutom, vid den här tiden, många västerländska industriländer införde strikta luftföroreningsbestämmelser, vilket förbättrade luftkvaliteten avsevärt och underlättade överföringen av solstrålarna genom atmosfären. Slutligen, atmosfären höll på att återhämta sig från vulkanutbrottet vid berget Pinatubo, som hade kastat ut enorma mängder aerosoler i luften 1991.

Wild och hans kollegor hade redan uteslutit fluktuationer i solaktivitet i en tidigare studie. "Solen själv hade bara en oändlig liten, försumbar effekt, som inte på något sätt förklarar omfattningen av de intensitetsförändringar som hade observerats under åren vid ytan, " säger Wild.

Dimning minskade avdunstning och nederbörd

Yttersolstrålning är en viktig parameter för klimatfrågor. Det styr inte bara temperaturen, det har också en grundläggande inverkan på vattnets kretslopp genom att reglera avdunstning, som, i tur och ordning, styr molnbildningen och påverkar nederbörden. Under den globala nedtoningen, mindre vatten avdunstat från jordens yta, orsakar nederbörd att minska världen över.

Solstrålning påverkar även kryosfären, dvs glaciärer, snö och is. "Glacial reträtt accelererade när atmosfären började ljusna igen, " Wild säger, tillägger:"Det blir också allt viktigare för solcellsindustrin att få en bättre förståelse för dessa fluktuationer när det gäller att planera nya anläggningar."

Tysklands nationella meteorologiska tjänst, Deutscher Wetterdienst, driver ett observatorium i Potsdam som har mätt solstrålning sedan 1937. Det betyder att stationen har en av världens längsta strålningstidsserier. "Jag är oerhört tacksam över att ha tillgång till decenniers värde av data; trots allt, det är bara tack vare mätserier som denna som vi kan registrera och visa förändringar i vår miljö och klimat, "Wild säger, och tillägger att detta gör det absolut nödvändigt att stödja övervakningsnätverk runt om i världen under längre perioder. Visserligen, denna uppgift är inte särskilt spektakulär, gör det svårt att säkra finansieringen. "Men om vi vill förstå klimatförändringarna och klargöra effekterna av mänskliga aktiviteter, vi behöver tidsserier som går tillräckligt långt tillbaka, säger han. För detta ändamål, ETH upprätthåller Global Energy Balance Archive (GEBA), en oöverträffad databas över ytenergiflöden över hela världen.