Ny studie visar skillnad i syreisotoper mellan kraftiga skyfall och storskalig nederbörd

I en ny studie publicerad i Nature Geoscience har forskare visat en skillnad i fördelning av syreisotoper mellan kraftiga skyfall och mer vidsträckta regnområden. I de kraftiga skyfallen är syreisotopen 18O vanligare. Upptäckten gör det möjligt att studera nederbörd på ett nytt sätt.

En forskargrupp har studerat syreisotoper i olika typer av regn, till exempel kraftiga skyfall och vidsträckta lågintensiva regn. De fann en stark koppling mellan nederbördstypen och förhållandet mellan de två syreisotoperna 16O och 18O över stora delar av världen. I de kraftiga skyfallen är syreisotopen 18O vanligare.

– För några år sedan arbetade jag med en studie av kraftiga skyfall och mer vidsträckta regnområden, där vi tittade på hur nederbörden förändras med ökande temperatur. Vi såg att de kraftiga skyfallen intensifierades mycket snabbare vid ökande temperaturer. Det finns ett värde i att kunna separera nederbördstyperna för att se hur klimatet förändras, eftersom många studier tyder på att kraftiga skyfall ökar vid en global uppvärmning, säger Peter Berg, forskare inom nederbörd och klimat på SMHI.

Möjliggör klimatstudier

Den aktuella studien har letts från Internationella atomenergiorganet, (International Atomic Energy Agency, IAEA) i Wien och bygger även på forskning från Kanada, Sverige och USA. Forskarna har analyserat data från övervakningssystem som skapades av IAEA och världsmeteorologiorganisationen WMO för att studera radioaktivt utfall från atmosfäriska atombombstester, i kombination med tidigare nederbördsstudier, bland annat från SMHI. De nya resultaten öppnar för nya möjligheter för att studera hur fördelningen mellan de två nederbördstyperna varierar i ett förändrat klimat, att analysera historiska förändringar och att vidareutveckla klimatmodeller.

– Med den här nya kunskapen blir det möjligt att med olika historiska isotopmätningar studera hur nederbörden ändrat karaktär, säger Peter Berg.

Användbara skillnader

De olika nederbördstyperna hämtar vattenånga från olika höjder i atmosfären. Eftersom isotopsammansättningen är olika vid jordytan och längre upp i atmosfären, samt att 16O lättare avdunstar medan 18O lättare kondenserar, påverkar det den slutliga sammansättningen i regndropparna.

Flera studier av klimatförändringar visar på en ökning av extrem nederbörd, ofta kopplad till kraftiga konvektiva stormar. Den nya upptäckten gör det möjligt att öka förståelsen för nederbördsprocessernas variationer i klimatet och kan därmed även stödja utvecklingen av klimatmodeller.

Skillnader mellan olika typer av regn

Nederbörd bildas i två grundläggande atmosfäriska processer:

  • konvektiv nederbörd (korta, ofta kraftiga skurar över ett mindre område) skapas genom starka uppåtgående vindar som lyfter marknära vattenånga många kilometer upp i atmosfären med fasövergångar mellan vatten och is
  • stratiform nederbörd (storskaliga regn över vidsträckta områden) skapas genom svaga, storskaligt stigande luftmassor med liten utsträckning i höjdled och vattenångans ursprung ett par kilometer upp i atmosfären.

Fakta: Syreisotoper

En isotop är en variant av ett grundämne. Grundämnet syre består av en blandning av tre stabila isotoper 16O, 17O och 18O. Den vanligaste är 16O som utgör 99,8 %.

Olika isotoper har olika antal neutroner, och därmed olika masstal. Skillnaderna i masstal kan innebära att vissa fysikaliska egenskaper, som densitet, smältpunkt och kokpunkt, är olika. De flesta grundämnen med flera isotoper har en stabil isotop som är dominerande i naturen.

Källa: Nationalencyklopedin, Wikipedia.