Molnanalys från satellitdata viktigt bidrag till klimatforskning

Moln påverkar både vädret och klimatet, och de spelar en viktig roll vid beräkningar av ett förändrat klimat. Hur mycket de än skymmer sikten, utan moln skulle vi faktiskt kunna ha det ännu varmare på jorden, eftersom de totalt sett minskar mängden inkommande solstrålning. På SMHI studerar forskare moln utifrån satellitdata.

– För många som använder satellitdata är molnen bara i vägen. Är man intresserad av att få satellitinformation om till exempel havsytans temperatur eller jordytans tillstånd, då kan moln skymma och försvåra, säger Karl-Göran Karlsson. Han är forskare på SMHI och arbetar med att studera moln med hjälp av satellitdata.

Molnen betydelsefulla för klimatet

Molnen är en del av det system som styr temperaturen på jorden. Molnen i atmosfären reflekterar bort en del av den inkommande solstrålningen. Samtidigt fångar de upp en del av den strålning som lämnar jorden och hindrar den från att färdas vidare upp i atmosfären och ut i rymden. Så även om molnen tar emot och håller kvar en del värme och på så sätt hjälper till att värma upp atmosfären, så är deras avkylande effekt i nuläget större.

– Molnen är viktiga för klimatet. Om molnen helt skulle försvinna så skulle det kunna bli en stor förändring av klimatet, och då talar vi om förändringar som kan motsvara närmast en tredubbling av koldioxidhalten i atmosfären. Nu är detta scenario synnerligen osannolikt, men även små förändringar i molnigheten kan ändå få stor betydelse. Det är bland annat detta som ligger bakom den stora spridningen av resultaten från klimatmodellerna när det gäller uppskattningen av hur mycket temperaturen kommer att stiga de närmaste hundra åren. Därför är det så intressant att analysera molnen, säger Karl-Göran Karlsson.

Att studera moln med satellit

Hur gör man då för att studera moln med satellit? Det kan ibland vara svårt att säga vad som är ett moln i satellitbilder. Brandrök och aerosoler, små partiklar i atmosfären, kan se ut som moln på satellitbilderna. De allra tunnaste molnen kan kanske inte upptäckas mer än indirekt, genom att de kastar skuggor på jordytan, till exempel över Grönlands snöytor.

De flesta moln kan identifieras genom att studera hur solljuset reflekteras och vilken termisk strålning som sänds ut i jämförelse med hur ytor på land och hav uppträder.

– En intressant alternativ teknik är att studera de ljusreflektioner som molnen kastar när de belyses med en laser-radar, så kallad lidar. Moln är ganska lätta att identifiera med denna teknik och därför är dessa observationer ovärderliga vid utvecklingen och valideringen av satellitbildsbaserad teknik.

Sedan 2006 har lidar-mätningar gjorts från Calipso-satelliten, en fransk-amerikansk satellit för miljöövervakning.

– Idag arbetar vi med att skapa en sannolikhetsbaserad molnanalys som beskriver molnigheten på ett mera objektivt sätt. Den förmedlar även en osäkerhetsbedömning i molninformationen. Det gör det sedan lättare att använda informationen för vidare forskning, till exempel för att studera hur molnigheten påverkas när klimatet förändras, avslutar Karl-Göran Karlsson.

Satellitbild över Grönland med moln, och en molnanalys
Att titta på en satellitbild och avgöra vad som är moln eller inte moln kan vara svårt. Men genom att analysera ytterligare satellitinformation går det att skapa en bild som visar sannolikheten för att det är moln över en viss yta. Den vänstra bilden visar moln över Grönland, vilka kan vara svåra att urskilja från snöklädd mark och is. Bilden visar information från tre av fem spektralband i AVHRR-sensorn. Den högra bilden visar sannolikheten för moln i samma område, där vita områden visar hög sannolikhet och svarta områden visar låg sannolikhet för moln. Den får man fram genom att använda information från ytterligare två spektralband.
Förstora Bild