De relatie tussen aerosolen (fijnstofdeeltjes) en hun afkoelende effect op aarde door middel van wolkenvorming is ruim twee keer zo sterk als tot dusver geschat. Omdat het aantal aerosolen zal gaan afnemen, zijn klimaatmodellen die een snellere opwarming van de aarde voorspellen waarschijnlijker.
Dat concludeert onderzoeker Otto Hasekamp van SRON Netherlands Institute for Space Research, die de resultaten woensdag publiceert in Nature Communications. Hij deed zijn onderzoek samen met Edward Gryspeerdt van het Imperial College Londen, en Johannes Quaas van de Universiteit van Leipzig.
Fijnstofdeeltjes in de lucht zorgen voor wolken die meer licht reflecteren dan wolken in een 'schone' atmosfeer, zo weten we sinds de jaren 70. Wolken in ‘vervuilde’ lucht bevatten meer waterdruppeltjes. Hun sterkere reflectie geeft een afkoelend effect op de aarde.
Geschikte deeltjes
Wolkendruppels ontstaan doordat water condenseert op een aerosol-deeltje. Dat de ene aerosol geschikter is dan de andere om als 'condensatiekern' te dienen is al een tijdje bekend uit laboratoriumwerk van collega’s.
De geschiktheid hangt af van de grootte van het deeltje en ook van hoe bolvormig het is. “Woestijnstofdeeltjes nemen bijvoorbeeld nauwelijks water op om wolkendruppeltjes te vormen, terwijl industrieel aerosol dat juist wel doet”, verduidelijkt Hasekamp. Hoe meer geschikte condensatiekernen er zijn in de atmosfeer, hoe meer wolkendruppeltjes er zullen zijn en hoe beter de zo gevormde wolk het licht kan reflecteren.
Nieuwe analysemethode
Eerder is ook met satellieten de relatie onderzocht tussen de hoeveelheid aerosolen en de hoeveelheid wolkwaterdruppeltjes. Het aantal condensatiekernen werd toen geschat door te meten in hoeverre licht door het aanwezig fijnstof wordt verzwakt. Dit leidde tot te zwakke schattingen van het effect van aerosol op wolken.
Hasekamp en zijn collega-onderzoekers gebruikten een nieuwe analysemethode van SRON, om uit bestaande satellietdata van de Franse satelliet POLDER ook de grootte en de vorm van aerosoldeeltjes af te leiden, naast de hoeveelheid, en dus ook hun geschiktheid als condensatiekern. Hiermee kregen de onderzoekers het verband tussen aerosolen en hun afkoelend effect nauwkeuriger in beeld.
Ruim twee keer zo sterk als geschat
“Het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) van de Verenigde Naties heeft in het IPCC Assessment Rapport-5 uit 2013 veel gewicht gegeven aan satelliet resultaten die een te zwak aerosol effect op wolken laten zien, terwijl veel modellen een sterker effect laten zien”, concludeert Hasekamp. “Wij denken dat het effect ruim twee keer zo sterk is als door het IPCC geschat.”
De verwachting is dat de uitstoot van fijnstof in de atmosfeer zal gaan afnemen. Hasekamp: “Dat betekent dat de temperatuur dus sneller zal stijgen, omdat de afkoeling deels wegvalt. Uit de verschillende klimaatvoorspellingen, zijn de voorspellingen op basis van pessimistische modellen die uitgaan van meer opwarming, waarschijnlijker.”
Nog nauwkeuriger met PACE/SPEXone
In de toekomst komen meer nauwkeurige metingen van aerosol vanuit de ruimte beschikbaar. Omdat POLDER alleen bruikbare metingen boven oceaan geeft, bevat de schatting van Hasekamp en collega’s nog steeds een grote onzekerheidsmarge. Het instrument SPEXone dat SRON samen met Airbus Defense & Space NL ontwikkelt voor op de NASA satelliet PACE, zal deze onzekerheidsmarge kunnen verkleinen door nauwkeurige metingen boven land te geven.
De onderzoekers publiceerden hun resultaten woensdag met de titel Analysis of polarimetric satellite measurements suggests stronger cooling due to aerosol-cloud interactionsin Nature Communications.