Satellitbilder visar hur snabbt moln reagerar på aerosoler som släpps ut av fartyg, hjälpa till att informera om klimatmodellering.

Att veta hur aerosoler – partiklar som frigörs vid förbränning av fossila bränslen – förändrar moln är viktigt för att skapa korrekta klimatmodeller. Särskilt, aerosoler kan förändra molnens reflektionsförmåga, som kan påverka mängden energi från solen som atmosfären reflekterar tillbaka ut i rymden.

Fler reflekterande moln skulle minska energin som når jordens yta, och därför minska effekten av global uppvärmning. Det är därför viktigt att få en korrekt bild av hur moln reagerar på mänskliga föroreningar som aerosoler.

Att känna till hastigheten med vilken moln förändras som svar på aerosol är viktigt för att förstå deras effekt på klimatet. Forskare från Imperial College London, universitetet i Leipzig och University College London har nu använt aerosoler som släpps ut av fartyg som ett "stoppur" för att mäta hur snabbt aerosoler byter moln

Aerosoler som frigörs från fartyg bildar distinkta linjer i molnformationer, känd som "skeppsspår." Över det öppna havet, molnen kommer sannolikt inte att påverkas av andra faktorer än aerosoler, gör fartygsspår till det ideala "naturliga experimentet" för att bestämma aerosolernas påverkan.

Teamet tittade på satellitbilder av fartygsspår och använde vindinformation och fartygsloggar för att avgöra hur länge sedan varje fartyg passerade vissa punkter. De kunde sedan koppla molnets status till förändringarna som orsakats av fartygets emitterade aerosoler.

Studien, publiceras idag i Atmosfärskemi och fysik , är först med att studera fartygsspår över tid.

Klimat förändringar

De fann att medan antalet vattendroppar i fartygets spårmoln ökade inom en timme, när de bildades runt aerosoler, vissa förändringar inträffade mer än 20 timmar senare. Dessa inkluderade den faktiska mängden vatten i molnet, som fortsatte att förändras över timmar, och troligen över studiens 20-timmarsgräns.

Ledande forskare Dr Edward Gryspeerdt, från Institutionen för fysik vid Imperial, sa:"Kortsiktiga förändringar har studerats relativt väl, men hur svaret förändras över längre tidsskalor är mindre känt, och har till stor del studerats med enbart datormodeller.

"Detta är viktigt för klimatet eftersom vi ofta förlitar oss på kortsiktiga förändringar för att bygga upp vår förståelse för hur aerosolföroreningar påverkar moln, men våra resultat visar att vattenstatusen för moln kan underskattas om den fulla effekten av aerosoler över tid inte tas med i beräkningen.

"Detta innebär att vi mer exakt kan kontrollera molnens beteende i väder- och klimatmodeller, leder till bättre modeller och mer exakta framtida klimatprognoser."

Medan studien var den första att mäta hastigheten på molnförändringar i statiska bilder, skulle teamet vilja studera bilder från satelliter som kan se förändringar i realtid. Detta skulle kräva data från "geostationära" satelliter, som stannar och tittar på en del av jorden.

För rent för moln?

Studien hjälpte också till att svara på en annan fråga:kan atmosfären någonsin vara "för ren" för att bilda moln? Med andra ord, finns det platser där alla andra förhållanden är perfekta för moln men det finns för få aerosoler för att de ska bildas?

Teamet hittade platser där innan skeppet passerade, det fanns inga moln, men skeppets passerande fick ett nytt moln att bildas. Detta tyder på att vissa områden i det öppna havet verkligen är för "rena" för att moln ska kunna bildas, och endast tillsatsen av fartygsaerosoler gjorde dem möjliga.

"Vi observerar tidsskalorna för interaktioner mellan aerosol och moln i ögonblicksbilder av satellitbilder, " av Edward Gryspeerdt, Tom Goren, och Tristan W. P. Smith publiceras i Atmosfärskemi och fysik .