Ett team av atmosfäriska kemister har rört sig närmare vad som anses vara den "heliga gral" av klimatförändringsvetenskap: de första direkt upptäckten av biologiska partiklar i ismoln. Ice in Clouds Experiment - Layer Clouds (ICE-L) team monterade en masspektrometer på ett C-130-flygplan och gjorde en serie höghastighetsflyg genom en typ av moln känd som ett vågmoln. Analys av iskristallerna avslöjade att partiklarna som startade deras tillväxt bestod nästan helt av antingen damm eller biologiskt material såsom bakterier, svampsporer och växtmaterial. Även om det länge har varit känt att mikroorganismer blir luftburna och reser stora avstånd, är denna studie den första som ger direkt data om hur de arbetar för att påverka molnbildningen.
Teamet, ledat av Kimberly Prather och Kerri Pratt från University of California i San Diego, Scripps Institution of Oceanography, utförde mätningar på plats av molnis kristallrester och fann att hälften var mineraliskt damm och ungefär en tredjedel bestod av oorganiskt joner blandade med kväve, fosfor och kol - signaturelementen av biologiskt material.
Analysens hastighet sekund för sekund gjorde det möjligt för forskarna att göra skillnader mellan vattendroppar och ispartiklar. Iskärnor är sällsynta än droppkärnor.
Teamet demonstrerade att både damm och biologiskt material verkligen bildar kärnorna i dessa ispartiklar, något som tidigare bara kunde simuleras i laboratorieexperiment.
”Detta har verkligen varit en slags helig gralmätning för oss,” sade Prather.
”Att förstå vilka partiklar som bildar iskärnor och som har extremt låga koncentrationer och är i sig svårt att mäta, betyder att du kan börja förstå processer som resulterar i nederbörd. All ny information du kan få är avgörande. ”
Resultaten tyder på att de biologiska partiklarna som sopas upp i dammstormar hjälper till att inducera bildandet av molnis och att deras ursprungsregion gör skillnad. Bevis tyder allt mer på att damm som transporteras från Asien kan påverka nederbörden i till exempel Nordamerika.
Forskare hoppas kunna använda ICE-L-data för att utforma framtida studier som är tidsinställda till händelser när sådana partiklar kan spela en större roll för att utlösa regn eller snöfall.
"Om vi förstår källorna till partiklarna som kärnan molnar, och deras relativa överflöd, kan vi bestämma deras påverkan på klimatet," säger Pratt, huvudförfattare till tidningen.
Effekterna av små luftburna partiklar som kallas aerosoler på molnbildning har varit några av de svåraste aspekterna av väder och klimat för forskare att förstå.
I klimatförändringsvetenskap, som härleder många av sina prognoser från datorsimuleringar av klimatfenomen, representerar samspelet mellan aerosoler och moln vad forskare anser vara den största osäkerheten i modelleringsprognoser för framtiden.
"Genom att ta prov på moln i realtid från ett flygplan kunde dessa utredare få information om ispartiklar i moln på en enastående detaljnivå," sade Anne-Marie Schmoltner från NSF: s avdelning för atmosfärsvetenskaper, som finansierade forskningen.
Källa: EurekAlert
