Rogivande, roliga, vackra, oroväckande, tråkiga eller deppiga. Moln kan vara många saker beroende på väder och betraktarens humör. Men oavsett vad de ser ut som för stunden spelar de alla gånger en väldigt viktig roll för livet på jorden.
Ett moln består av små luftburna vattenpartiklar (molndroppar eller iskristaller) vilka reflekterar och sprider både solljus och jordens värmestrålning. Förutom att vara en viktig del av vattnets kretslopp står molntäcket runt jorden för en stor del av den globala strålningsbalansen och rubbningar av denna kan få långtgående konsekvenser för klimatet. I en värld utan människor, eller iallafall utan människor som släpper ut föroreningar, är systemet i balans, men i dagens nedsmutsade värld har människan en relativt trolig påverkan på atmosfärens förmåga att bilda molndroppar och ispartiklar. Framförallt handlar det om olika typer av förbränning som ger upphov till bland annat sotpartiklar.
Någon som kan mycket om detta är doktoranden John Falk som är aktuell med en avhandling om just molndroppspartiklar och ispartikelbildning.
– Människan släpper ut stora mängder partiklar i atmosfären, bland annat genom förbränningen av biomassa. Detta är ett stort problem i framförallt fattiga länder där man tvingas att använda biomassa eller restprodukter från jordbruk för att kunna laga mat och för att få tillgång till värme och belysning.
Liten, men viktig effekt
I sin forskning har John Falk genom laboratoriestudier titta på hur utsläpp från olika källor, bland annat från spisar, vanliga i länder söder om Sahara samt dieselmotorer kan leda till molndropps- och isbildning. Han och hans kollegor har även genererat sotpartiklar med hjälp av en flamsotsgenerator i laboratoriet med syfte att studera hur deras egenskaper påverkar isbildningsförmågan. Försöken till trots vill John Falk inte ge ett definitivt svar om, eller till vilken grad, sotpartiklar påverkar molnen.
– Däremot verkar andra partiklar från förbränning av biomassa ha en potentiellt stor påverkan på molnen genom att bland annat ändra nederbördsmönster.
Hittills har kunskapen om ispartikelbildning i moln varit knapphändig och forskare har länge försökt komma fram till huruvida sot bidrar till en ökad andel ispartiklar i molnen eller inte. På senare tid har forskarvärlden dock börjat luta åt att det inte gör det och John Falk har i sina studier kommit fram till liknande slutsatser, det vill säga att sot generellt är dåligt på att bilda ispartiklar. På grund av de extremt stora mängder sot som människor genererar är effekten på molntäcket ändå signifikant, speciellt på regionala nivåer.
– Eftersom det rör sig om så stora mängder är det ändå viktigt att förstå hur de bildas och vad som gör att de kan bildas. Ett fåtal ispartiklar i ett moln annars bestående av molndroppar kan drastiskt ändra molnets livstid och egenskaper, säger han.
Då ingen sotpartikel är den andra lik har den största svårigheten enligt John Falk varit att försöka identifiera vilka egenskaper hos ispartiklarna som ger dem dess isbildande förmåga.
– De metoder som finns för att mäta partiklars egenskaper bygger på ett slags medel av större grupper partiklar. I händelse av att endast en liten andel sotpartiklar skulle ha egenskaper relevanta för isbildning så går det inte att identifiera med dessa metoder. Det är en begränsning vi har fått arbeta med, men vi har ändå haft möjligheten att studera de generella egenskaperna, vilket om inget annat ger ett bra underlag för vidare studier.
Renare spisar inte automatisk lösningen
Drygt tre till fyra miljarder människor uppskattas använda traditionella spisar och traditionellt bränsle, det vill säga allt från ved till bensin till gasol, för att värma upp och belysa sina bostäder samt för att laga mat. Förutom att luftföroreningarna från dessa bidrar till den globala uppvärmningen är de även kopplade till en ökad förekomst av luftrörssjukdomar, lungcancer och hjärt- och kärlsjukdomar, vilka ansvarar för att drygt fyra miljoner människor årligen dör i förtid.
John Falk beskriver själv sin forskning som ganska grundläggande, men menar att den kan bidra till utvecklingen av bättre klimatmodeller, dels eftersom det är viktigt att förstå till vilken grad olika förbränningskällor leder till bildningen av is- och molndroppspartiklar och därmed deras klimatpåverkan. Är svaret då att människor i fattiga länder bör köpa en elektrisk spis? Nja, det är inte riktigt så enkelt enligt John Falk.
– Vad man kan göra är en komplex fråga. Renare spisar är klart bättre för folks hälsa, men det är inte en möjlighet för en stor andel av befolkningen i fattiga länder. Renare utsläpp från spisar leder dock till potentiellt färre molndroppsbildande partiklar och således till en uppvärmning av klimatet. Det är därför viktigt att vi bättre förstår dessa partikelkällor för att kunna fatta mer informerade beslut inför framtiden.