Baumerkennung bringt Klimaberechnungen durcheinander

Jedes Jahr zwischen September und Dezember erzeugt Lubna Dada Wolken. Dada, ein Atmosphärenforscher, trifft sich mit Dutzenden Kollegen, um Experimente in einer 7.000 Gallonen fassenden Edelstahlkammer am CERN in der Schweiz durchzuführen. „Es ist wie ein Wissenschaftscamp“, sagt Dada, der untersucht, wie natürliche Emissionen mit Ozon interagieren und Aerosole erzeugen, die das Klima beeinflussen.

Wolken sind die größte Quelle Verdacht In Klimavorhersagen. Je nach Standort kann es zu Wolkendecke kommen Reflektieren Sie das Sonnenlicht von Land und Ozeanen, die ihre Wärme absorbieren würden, ein seltenes Merkmal in einer sich erwärmenden Welt. Es kann aber auch zurückgezogen werden fangen Hitze über dem Eis in der Arktis und Antarktis. Wissenschaftler wollen mehr darüber erfahren, was die Entstehung von Wolken verursacht und ob es sich hierbei um eine Kühlung oder eine Erwärmung handelt. Vor allem, sagt Dada, „wollen wir wissen, wie wir Menschen die Wolken verändert haben.“

Am Himmel ziehen Aerosolpartikel Wasserdampf oder Eis an. Wenn die kleinen nassen Kugeln groß genug werden, werden sie… Wolkensamen. Die Hälfte der Wolkendecke der Erde besteht aus Sand, Salz, Ruß, Rauch und Staub. Die andere Hälfte besteht aus Dämpfen, die von lebenden Organismen oder Maschinen, z. B. Maschinen, freigesetzt werden Schwefeldioxid, das bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entsteht.

Am CERN wiederholen Wissenschaftler diesen Vorgang, indem sie die Stahlkammer mit Dämpfen injizieren, die bestimmte Umgebungen darstellen. (Sie wird Wolkenkammer genannt, nachdem die kosmischen Tröpfchen im Freien zurückgelassen wurden.) Sie könnte beispielsweise die Gase simulieren, die über Städten vorkommen. Doch Dada, der normalerweise am Paul Scherrer Institut in der Schweiz arbeitet, ging zum Europäischen Zentrum für Kernforschung (CERN), um einen Blick in die Vergangenheit zu werfen. Ihr Team aus Wissenschaftlern aus der ganzen Welt wollte die Luft über Wäldern nachbilden, denn eine „reine“ Atmosphäre bezieht sich auf die Wolkenbildung vor der Industrialisierung. „Wir brauchen diesen Vergleich mit einer Zeit, als es keine menschlichen Emissionen gab, damit wir unsere Klimamodelle korrigieren können“, sagt sie.

In einem veröffentlichten Artikel Dieser Monat In „Science Advances“ hat Dadas Team einen leistungsstarken neuen Faktor bei der Wolkenbildung geschaffen: eine Art Chemikalie, die von Bäumen freigesetzt wird. Bäume emittieren Natürliche flüchtige Stoffe Wie Isopren und Monoterpene, die Funken erzeugen können Wolkenbildung Chemische Reaktionen. Dadas neue Arbeit konzentriert sich auf eine vernachlässigte Klasse weniger häufig vorkommender flüchtiger Stoffe, die Sesquiterpene genannt werden und je nach Molekül und Art der Pflanze oder Mikrobe, die sie abgeben, einen holzigen, erdigen, sauren oder würzigen Duft haben.

Das Team zeigt, dass Sesquiterpene bei der Bildung von Wolken wirksamer sind als erwartet. Nur ein Verhältnis von 1 zu 50 von Sesquiterpenen zu anderen flüchtigen Stoffen Verdoppelt Wolkenbildung.

Die Rolle, die Bäume bei der Bildung von Wolken spielen, ist wichtig, denn sie lässt darauf schließen, wie der Himmel über manchen Gebieten aussehen könnte, wenn die Regierungen die Schwefelemissionen begrenzen könnten. In einer Welt mit weniger Umweltverschmutzung werden Pflanzen und Bäume zum wichtigsten Treiber der Wolkenbildung werden, ein Echo der vormodernen Welt.

Diese Forschung könnte dazu beitragen, die Schätzungen darüber zu verbessern, wie die Atmosphäre vor der Industrialisierung war. Möglicherweise haben wir die Anzahl der Aerosole auf der Welt unterschätzt, indem wir einen großen Teil der von Bäumen stammenden Aerosole übersehen haben. Wenn ja, müssen die Klimamodelle umgerüstet werden.

„Die Bildung neuer Teilchen ist derzeit ein sehr heißes Thema“, sagt Paquita Zuidema, Atmosphärenforscherin an der University of Miami, die nicht an der Studie beteiligt war. „Uns wird immer klarer, dass wir nicht genau wissen, wie reines Wetter aussieht.“

Während anthropogene Emissionen die Wolkenbildung in besiedelten Gebieten dominieren, dominieren pflanzliche flüchtige Stoffe andernorts unberührte Gebiete. Laborgeräte sind in letzter Zeit empfindlich genug geworden, um zu verstehen, welche davon den größten Beitrag leisten.

Viele Entdeckungen über Sesquiterpene sind relativ neu. In 2010, Forscher haben sie entdeckt In der Nähe des Amazonas-Waldbodens. Hoch oben im Blätterdach waren Sesquiterpene schwer aufzuspüren. Dies deutet darauf hin, dass Ozon Sesquiterpene in wolkenfördernde Aerosole umwandelt. Dada berichtete über ein ähnliches System in Finnische Wälder und Moore letztes Jahr. „Wir sehen immer mehr, weil unsere Werkzeuge jetzt viel besser sind“, sagt sie. „Es gibt sie nicht nur im Amazonasgebiet.“