Eclips doet stapelwolken verdwijnen

Stapelwolken boven land lossen vrijwel direct op tijdens een gedeeltelijke zonsverduistering. Dit blijkt uit onderzoek van de TU Delft en het KNMI. Wolken die er niet zijn houden ook geen zonlicht tegen. Met dit tegenwerkende effect moet rekening gehouden worden in onderzoek naar het ‘dimmen’ van zonlicht om de gevolgen van klimaatverandering tegen te gaan, schrijven de onderzoekers in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications Earth & Environment.

Klimaatverandering kan bestreden worden door de hoeveelheid broeikasgas in de atmosfeer te laten afnemen. Het is de vraag of dat gaat lukken, en of dat op tijd gebeurt. Daarom is er ook interesse in – hoogst controversiële – technische ingrepen om klimaatverandering aan te pakken door zonnestraling tegen te houden en zo de temperatuur te laten dalen. Dit wordt solar geo-engineering genoemd.

Nieuwe methode

Om de gemiddelde wereldwijde temperatuurstijging ongedaan te maken, zou een paar procent van het zonlicht tegengehouden moeten worden. Manieren om dat te doen zijn spiegels in de ruimte plaatsen, of op grote schaal zwaveldeeltjes in de stratosfeer spuiten zodat die daar zonlicht kunnen weerkaatsen. Regionaal kan het effect van zulke ingrepen sterk verschillen, zowel qua temperatuur als wat betreft het neerslagpatroon, wat de technieken zeer risicovol maakt.

Nog niet eerder is onderzocht welke invloed het dimmen van het zonlicht op laaghangende stapelwolken heeft. Om hier zicht op te krijgen, keken de onderzoekers naar satellietmetingen van drie zonsverduisteringen, die in 2005, 2006 en 2016 plaatsvonden. Tot nu was het niet mogelijk om satellietmetingen die tijdens zonsverduisteringen gemaakt waren te gebruiken. Doordat zulke verduisteringen maar zo weinig voorkomen, hield het verwerkende algoritme er geen rekening mee. Dankzij een nieuwe methode konden de metingen nu wel worden gebruikt.

De onderzoekers zagen dat laaghangende stapelwolken boven land bij 15 procent zonsverduistering snel verdwenen – het is dan buiten nog volop licht. Dit was niet het geval op vergelijkbare dagen met vergelijkbare bewolking maar zonder eclips. Boven zee verdwenen de wolken niet.

Stralingsbalans

De oorzaak van het oplossen van de wolken is de temperatuurdaling van het landoppervlak als de zonnestraling afneemt. Daardoor is er minder opstijgende warme lucht, die er normaalgesproken voor zorgt dat wolken vormen en in stand blijven. Dit effect hebben de onderzoekers bevestigd met computersimulaties waarin wolkenvorming en oppervlaktetemperatuur zijn nagebootst.

Hun nieuwe inzicht is van belang omdat het verdwijnen van wolken effect heeft op de stralingsbalans van de aarde. Stapelwolken kaatsen zonlicht terug en als er minder wolken zijn, bereikt meer straling de aarde. Dit zou een deel van het beoogde effect van ruimtespiegels of stratosfeerinjectie teniet doen. Ook kunnen stapelwolken misschien niet meer uitgroeien tot regenwolken.

Vijftien procent zonsverduistering is meer verduistering dan het percentage dat voor solar geo-engineering nodig lijkt te zijn. „Die vijftien procent zegt iets over het moment dat we het zien in de wolken, maar de atmosfeer is al veel eerder beïnvloed door de eclips”, zegt Victor Trees, promovendus Geosciences en Remote Sensing aan de TU Delft en eerste auteur van het onderzoek. „De grond koelt bijna meteen af, de wolken reageren daar iets later op.”

Moeilijk te bewijzen

Het kan bovendien zo zijn dat solar geo-engineering lokaal of regionaal op momenten wel voor vijftien procent verduistering zorgt. „Op het moment en op de plek waar de zwaveldeeltjes in de stratosfeer worden geïnjecteerd bijvoorbeeld, of als de deeltjes niet gelijkmatig verdelen in de stratosfeer”, zegt Trees. „Dan is het lokaal misschien wel vergelijkbaar met een gedeeltelijke zonsverduistering. Als je zulke technieken gaat toepassen, dan wil je op zijn minst goed begrijpen wat er tijdens een eclips gebeurt met de atmosfeer.”

Een van de dingen die Trees graag nog verder zou uitzoeken is wat er ná de eclips met de wolken gebeurt. In het computermodel komen na de eclips meer wolken terug dan dat er wolken zijn op dat tijdstip in het model zonder eclips. Dan zouden ze misschien méér straling tegenhouden. „Dat is nog moeilijk te bewijzen met metingen, omdat de wolkenontwikkeling in de vergelijkingsdata ook enorm uiteenloopt”, zegt Trees. „Ook het tijdstip van de eclips maakt sterk uit voor wolkenontwikkeling na de eclips.”