Klimamodeller om fremtidens skyer

Har du merket hvor kaldt det brått kan bli når en tykk sky skygger for sola en varm sommerdag? Eller hvor varm natta kan være hvis hele himmelen er dekket av skyer? Skyer kan både skygge for sola eller fange opp varme slik som drivhusgasser gjør.

De som har flydd over Atlanterhavet har kanskje lagt merke til de store teppene av endeløse hvite skyer så langt øyet kan se. Disse skyene, marine statocumulus-skyer, dekker omtrent 1/5 av verdenshavene og reflekterer mye solstråling tilbake til verdensrommet. Men om natta blir skyene til digre varmetepper. Tynne fjærskyer som svever høyt på himmelen, derimot, virker oppvarmende både dag og natt. De inneholder store iskrystaller og er gjennomsiktige slik at de slipper igjennom sollys, men er gode på å fange varmen fra jorda. Totalt sett har skyene en avkjølende effekt på bakketemperaturen.

Høye og lave skyer

Skykoblingsprosesser er koblinger mellom skyer og bakketemperaturen, og handler om hvordan skyene enten vil forsterke eller minske bakketemperaturen når det blir varmere. F. eks kan mer vann fordampe fra varmere hav og gjøre de lave skyene tykkere og hvitere, slik at mer sollys reflekteres. Men man kan også tenke seg at de kan fordampe, slik at oppvarmingen forsterkes. For de høye skyene med mye iskrystaller er det omvendt, flere av disse vil forsterke oppvarmingen. Hvor høyt skyen er på himmelen, hvor mye is den inneholder og hvor lav temperaturen er rundt skyen, har mye å si for hvordan den påvirker bakketemperaturen. For å få svar på hva som vil skje med skyene når det blir enda varmere, trenger vi klimamodeller.

Hva er en klimamodell?

En klimamodell er som en værvarslingsmodell, men i stedet for å simulere hvordan været blir til helgen, simulerer de hvordan gjennomsnittsværet kan se ut om 50 år. I en klimamodell kan man også endre CO₂-nivået i atmosfæren og se hvor varm modellen blir. Noen klimamodeller viser en høy sensitivitet til CO₂, altså en høy temperaturøkning, mens andre viser en lavere sensitivitet. Hvorfor er det slik? Mye skyldes skyer. Å modellere skyer er noe av det vanskeligste en klimamodell gjør. Skyer kan dannes raskt og fordampe i løpet av minutter. Siden skyene bestemmer hvor mye energi som når bakken, er det svært viktig å ha skyene riktige i modellen. Problemet er at oppløsningen er for grov og det må gjøres forenklinger. Forskere rundt om i verden forbedrer hele tiden modellene, og det gjøres store framskritt, både i programmeringen av skyer og i data fra satellitter. Modellene kan kjøres på stadig større maskiner og ta mer plass. I tillegg bruker man mindre modeller, såkalte LES (large-eddy simulations) som har høy nok oppløsning til å kunne modellere en sky. Dette kan mates inn i store modellene. Til tross for dette, er det mye vi ikke vet.

Noen skykoblinger er klimamodellene likevel ganske enige om: For eksempel vil de høye skyene trolig flytte seg enda høyere og ha en sterkere drivhuseffekt. Samtidig vil iskrystallene i lave skyer på midlere breddegrader gå over til vanndråper og dermed gjøre skyene mindre gjennomsiktige.

Nye estimater overrasker forskere

I den nyeste generasjonen av klimamodeller viser nå noen en høyere klimasensitivitet enn tidligere, altså at de viser en større temperaturendring til en økning i CO₂. Dette har overrasket forskere. Vil dette si at det blir enda varmere enn vi trodde? Og hvorfor har den økt? Nye studier peker igjen på skyene, og spesielt de digre beltene av skyer i Sørishavet. Der har flymålinger vist at skyene består av mange vanndråper og ikke iskrystaller, slik det har vært simulert i eldre klimamodeller. Skyendringene vil derfor ikke dempe oppvarmingen så mye som man trodde, fordi den i utgangspunktet har færre iskrystaller som går over til vanndråper. Komplekst? Det synes forskere som jobber med dette også, og det gjenstår å se om de nye estimatene stemmer. I mellomtiden er det bare å kikke opp på himmelen og la oss fascinere av alt som foregår der.