Boomdetectie knoeit met klimaatberekeningen

Elk jaar tussen september en december creëert Lubna Dada wolken. Dada, een atmosferische wetenschapper, komt samen met tientallen collega’s om experimenten uit te voeren in een roestvrijstalen kamer van 7.000 gallon op CERN in Zwitserland. “Het is net een wetenschapskamp”, zegt Dada, die onderzoekt hoe natuurlijke emissies in wisselwerking staan ​​met ozon, waardoor aërosolen ontstaan ​​die het klimaat beïnvloeden.

Wolken zijn de grootste bron vermoeden Bij klimaatvoorspellingen. Afhankelijk van de locatie kan er sprake zijn van bewolking Reflecteer zonlicht weg van land en oceanen die de hitte ervan zouden absorberen, een zeldzaamheid in een opwarmende wereld. Maar het kan ook worden ingetrokken val Warmte boven het ijs in het Noordpoolgebied en Antarctica. Wetenschappers willen meer weten over de oorzaken van het ontstaan ​​van wolken, en of dit effect afkoeling of verwarming is. Bovenal, zegt Dada, ‘willen we weten hoe wij mensen de wolken hebben veranderd.’

In de lucht trekken aerosoldeeltjes waterdamp of ijs aan. Wanneer de kleine natte balletjes groot genoeg worden, worden ze… Wolken zaden. De helft van de bewolking op aarde bestaat uit zaken als zand, zout, roet, rook en stof. De andere helft wordt gevormd rond dampen die vrijkomen door levende organismen of machines, b.v Zwaveldioxide, dat ontstaat bij de verbranding van fossiele brandstoffen.

Bij CERN herhalen wetenschappers dit proces door de stalen kamer te injecteren met dampen die specifieke omgevingen vertegenwoordigen. (Het wordt een wolkenkamer genoemd, nadat de kosmische druppels buiten zijn achtergelaten.) Het zou bijvoorbeeld de gassen kunnen simuleren die boven steden worden aangetroffen. Maar Dada, die normaal gesproken bij het Paul Scherrer Instituut in Zwitserland werkt, ging naar de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek (CERN) om in het verleden te kijken. Haar team van wetenschappers van over de hele wereld wilde de lucht boven bossen nabootsen, omdat een ‘zuivere’ atmosfeer verwijst naar hoe wolkenvorming er vóór de industrialisatie uitzag. “We hebben deze vergelijking nodig met een tijd waarin er geen menselijke uitstoot was, zodat we onze klimaatmodellen kunnen verbeteren”, zegt ze.

In een gepubliceerd artikel Deze maand In Science Advances heeft Dada’s team een ​​krachtige nieuwe factor in wolkenvorming gecreëerd: een soort chemische stof die vrijkomt door bomen. Bomen stoten uit Natuurlijke vluchtige stoffen Zoals isopreen en monoterpenen, die kunnen vonken Wolkenvorming Chemische reacties. Dada’s nieuwe werk richt zich op een verwaarloosde klasse van minder overvloedige vluchtige stoffen, sesquiterpenen genaamd, die een houtachtige, aardse, zure of kruidige geur hebben, afhankelijk van het molecuul en het type plant of microbe dat ze uitstraalt.

Het team laat zien dat sesquiterpenen effectiever zijn dan verwacht bij het zaaien van wolken. Slechts een verhouding van 1 op 50 tussen sesquiterpenen en andere vluchtige stoffen Verdubbeld Wolkenvorming.

De rol die bomen spelen bij het zaaien van wolken is belangrijk, omdat het suggereert hoe de lucht er in sommige gebieden uit zou kunnen zien als regeringen de zwaveluitstoot zouden kunnen beperken. In een wereld met minder vervuiling zullen planten en bomen de meest dominante aanjager van wolkenvorming worden, een echo van de premoderne wereld.

Dit onderzoek zou kunnen helpen bij het verbeteren van schattingen van hoe de atmosfeer was vóór de industrialisatie. Mogelijk hebben we het aantal aerosolen in de wereld onderschat door een groot deel van de aerosolen die afkomstig zijn van bomen over het hoofd te zien. Als dat zo is, zullen de klimaatmodellen moeten worden aangepast.

“De vorming van nieuwe deeltjes is momenteel een zeer actueel onderwerp”, zegt Paquita Zuidema, een atmosferische wetenschapper aan de Universiteit van Miami, die geen deel uitmaakte van het onderzoek. “We beginnen steeds meer te beseffen dat we niet precies weten hoe puur weer eruit ziet.”

Terwijl antropogene emissies de wolkenvorming in bevolkte gebieden domineren, domineren vluchtige planten de ongerepte gebieden elders. Laboratoriuminstrumenten zijn de laatste tijd gevoelig genoeg geworden om te begrijpen welke het meest bijdragen.

Veel ontdekkingen over sesquiterpenen zijn relatief recent. In 2010, Onderzoekers hebben ze ontdekt Dichtbij de bodem van het Amazonewoud. Hoog in het bladerdak waren sesquiterpenen moeilijk te volgen. Dit suggereert dat ozon sesquiterpenen omzet in wolkenvoedende aërosolen. Dada rapporteerde een soortgelijk systeem in Finse bossen en veengebieden afgelopen jaar. “We zien er steeds meer omdat onze tools nu zoveel beter zijn”, zegt ze. “Ze bevinden zich niet alleen in de Amazone.”