Disse strålende billeder viser, hvordan forskere i Schweiz bruger vejrmodificeringsteknikker til at forstå, hvordan iskrystaller dannes i skyer, en vigtig og dårligt forstået faktor i klima- og vejrmodeller
CloudLab -forskere bruger en kæmpe hvid ballon til at hejse en enhed, der måler iskrystaller højt i luften
En person, der tog en tur i de sneklædte bakker nær den schweiziske hovedstad Bern sidste vinter, ville have været forvirret af en kæmpe hvid ballon, der steg ind i de lavtliggende skyer. I nærheden af bakketoppen, hvor ballonen var bundet, ville de have fundet en gruppe forskere, der lancerede en drone, og derefter flyvede den modvind for at drysse krystaller af sølvpulver ind i tågen.
”Vi bruger den naturlige sky som laboratorium,” siger Ulrike Lohmann ved Eth Zurich i Schweiz, et medlem af forskningsgruppen bag den usædvanlige scene. Kaldet CloudLab har gruppen fundet måder at bruge skyfrøningsmetoder, der normalt anvendes til at øge sne eller nedbør for at måle, hvordan iskrystaller dannes i skyer med ny præcision.
De snedækkede bakker omkring Bern, Schweiz tilbyder et ideelt sted til at studere, hvordan iskrystaller dannes i skyer
Sådanne oplysninger er nøglen til at forbedre vejr- og klimamodeller. Den hastighed, hvormed vanddråber i skyer danner iskrystaller, bestemmer, når prognoser forudsiger, at en sky vil begynde at sne eller regne. ICE i skyer er også en vigtig variabel i klimamodeller for at estimere, hvor meget sollys de reflekterer, og hvor meget de køler planeten. Men den nøjagtige opførsel af is i skyer er stadig en stor usikkerhed.
Lohmann og hendes kolleger har forsøgt at få bedre målinger i mere end et årti. De har set iskrystaller vokse i laboratorie sky kamre, men dette mangler variationen i turbulens og temperatur, der findes i en faktisk sky. De har foretaget målinger på sky-skurede bjergtoppe, men disse blev forvirrede af blæse sne. De har endda tilknyttet instrumenter til svævebaner i Alperne, kun for at se dem lukke ned under det dårlige vejr, de forsøgte at studere.
Lav liggende stratusskyer dannes regelmæssigt over det schweiziske plateau som “et slags sky kammer på himlen”
”Så tænkte vi, du ved, vi kunne faktisk være smartere,” siger Lohmann. ”Vi har denne vedvarende lave stratus i Schweiz.” Disse stabile, berømte glumskyer dannes regelmæssigt over det schweiziske plateau, tragt mellem Jura -bjergene mod nord og Alperne mod syd. Forskerne indså, at disse skyer ville gøre det muligt for dem at udføre den samme form for kontrollerede eksperimenter fra laboratoriet i en faktisk sky – en slags sky kammer i himlen. ”Vi kan forstyrre skyen på en måde, vi ønsker,” siger Lohmann.
I slutningen af 2022 og igen den følgende vinter oprettede forskerne butik på en bakketop nær den lille by Eriswil, øst for Bern. Når forholdene var rigtige, fløj de en drone for at frigive en lille mængde sølviodidpartikler i skyen. Disse partikler fungerer som frø, som superkølede vanddråber begynder at dyrke iskrystaller og til sidst bliver tunge nok til at falde ud. Formålet med ballonen, flere kilometer medvind af dronen, var at hejse en enhed til at registrere 3D -billeder af krystallerne, da de passerede for at skelne forskellige typer vækst. Grundbaserede radarinstrumenter spurgte også isens skum, da den faldt gennem skyen.
Forskere bruger en drone til at drysse sølv iodidpartikler i skyer til frø snefald
Normalt “Hvis du måler iskrystaller i en rigtig sky, ved du aldrig, om iskrystallen er dannet der, eller om det kommer fra andre steder,” siger Lohmann. Denne tilgang løste dette problem, hvilket gjorde det muligt for dem at foretage præcise målinger af den hastighed, hvormed iskrystaller dannet efter, at dronen frigav sit sølv.
Et vigtigt fund fra disse målinger er, at iskrystaller i virkeligheden kan vokse væsentligt hurtigere end vejr- og klimamodeller i øjeblikket forventer, siger Lohmann. Det kunne forklare prognoser, der undervurderer, hvor hurtigt en sky vil regne eller sne. Det kan også betyde, at klimamodeller overvurderer køleeffekterne af nogle skyer, fordi skyer med mere is afspejler mindre sollys end skyer med mere flydende vand, siger hun.
Størrelsen og formen på iskrystaller ændrer, hvor meget sollysskyer reflekterer væk fra planeten
Deres 3D -målinger af individuelle krystaller har også gjort det muligt for CloudLab -forskerne at undersøge de forskellige måde, dråber af superkølet vandformis under forskellige forhold, hvilket også kunne have konsekvenser for effekten, som skyerne har på klimaet. ”De ville meget gerne være is,” siger Lohmann.