Hur påverkar molnen vårt klimat? Satelliter kan ge nya svar

Ett varmare klimat kan inverka på molnigheten över jorden. Men förändrad molnighet kan i sin tur även ge återverkningar på klimatet. Dock finns fortfarande stora kunskapsluckor kring sambanden. Med hjälp av satelliter intensifieras nu forskningen för att bättre övervaka molnen.

Molnen bidrar i hög grad, tillsammans med polarisar och ökenområden, till att nästan en tredjedel av all solstrålning reflekteras tillbaka ut i rymden. Mindre moln, eller förändrad molnighet, kan därför teoretiskt leda till att jorden värms upp ännu mera.

-Uppvärmningseffekten är välkänd när det gäller smältande polarisar. Men molnförändringar skulle kunna ha ännu större återverkningar för det globala klimatet, säger Karl-Göran Karlsson, forskare inom fjärranalys SMHI.

Idag råder ganska stor säkerhet på att molnighetsförändringar dock inte kan förklara den kraftiga globala temperaturökningen under de senaste 30 åren. Studier av tillgängliga satellitdata visar att molnigheten i stort sett varit konstant.

-Vi vet inte om detta kommer att förändras. Många klimatmodeller indikerar att molnighetsförändringar faktiskt ser ut att förstärka uppvärmningen ytterligare. Därför är det av största vikt att bevaka utvecklingen.

Flera forskningsprogram igång

Inom ramen för europeiskt samarbete görs stora satsningar för att bättre förstå hur molnen inverkar på klimatet. Utgångspunkten är att tolka och sammanställa de enorma rådatamängder som väder- och forskningssatelliter samlat in under årens lopp. Som experter på moln deltar SMHI-forskare i flera program.

En viktig milstolpe har just uppnåtts, att analysera jordens medelmolnighet och flera andra molnegenskaper för de gångna 20 åren, utifrån data nertagna från amerikanska satelliter som kretsar kring jordens poler.

Arbetet kommer nu att drivas vidare bland annat genom att bygga på mätserierna med information från fler satelliter och längre tillbaka i tiden. Om några år är målsättningen att ha tidsserier från slutet av 1970-talet, då de första mer avancerade vädersatelliterna började användas.

Medelmolnighet
Bilden visar en preliminär sammanställning över medelmolnighet för juli månad under perioden 1989-2009. Mörkblå färg indikerar klart väder och mörkröd färg motsvarar helt mulet.

Utmaning med långa mätserier

Långa serier med observationer är nödvändiga för att kunna följa klimatet. Men med tiden byts och föråldras de satellitinstrument som ”läser av” molnen. Instrumenteringen kan också variera mellan olika satelliter. Det är därför en stor utmaning för forskarna att arbeta fram enhetliga mätserier. En annan komplicerad uppgift är att tolka satelliternas rådata till fysikaliska variabler med tillräckligt hög kvalitet, en nödvändighet för att överhuvudtaget kunna dra säkra slutsatser om molnens inverkan på klimatet.

För klimatutvecklingen är det viktigt att veta den genomsnittliga molnigheten, men också hur fördelningen ser ut över jorden. Helt väsentligt är fördelningen mellan tunna och tjocka moln, tunna moln reflekterar mindre strålning än tjocka men de kan också tvärtom bidra till att förstärka växthuseffekten. I sammanhanget är det också viktigt att ha kunskap om temperaturen i molnens topp och vilka partiklar som finns i molnen.

-Molnanalyserna kräver oerhört mycket beräknings- och lagringskapacitet. För tio år sedan skulle arbetet varit omöjligt, det är först nu som vi har tillräckligt kraftfulla datorer för att klara detta, säger Karl-Göran Karlsson.

Flera program för att tolka satellitdata

Satelliten Metop används för molnanalyserna. Bild: EUMETSAT

Molnanalyserna tas fram inom två projekt ”CM SAF” och ”ESA-CLOUD-CCI”, initierade av organisationerna EUMETSAT och ESA, European Space Agency. En rad andra program pågår också parallellt för andra parametrar än molnighet, i syfte att tolka och göra satellitinformation användbar för klimatberäkningar.

Molnanalyserna görs utifrån data från 20-talet operationella vädersatelliter, bland annat amerikanska NOAA och europeiska Metop, samt från forskningssatelliterna ENVISAT och ERS. Satelliterna har valts för ändamålet eftersom de har liknande typ av instrument.