Áhrif ryks í andrúmsloftinu á myndun ísskýja staðfest

Það er vitað að hlutfall ísþöktra skýja er háð rykögnum í skýinu sem virka sem kjarnar fyrir myndun ískristalla. Hins vegar hefur það ekki verið sýnt fram á með miklu gagnasafni. Í rannsókn sem birt var 31. júlí 2025 hafa vísindamenn staðfest þetta samband.syngja 35 ára gervihnattagögn. Þeir hafa sýnt að hlutfallið af ísþöktum skýjum (þ.e. tíðni frá ís á skýjatopp til heildar eða ITF) in Norðurhvel jarðar á milli −15° og −30°C hefur sterka fylgni við magn rykagna í skýjunum. Þetta er mikilvægt fyrir loftslagslíkön vegna þess að Geislunarþrýstingur og úrkoma skýjanna verður undir áhrifum þess hvort þau eru þakin ís- eða vatnsskýjalagi. 

Orðið „ryk“ vekur upp óþægindi og óþægindi, sem er réttilega vegna þess að ryk frá náttúrulegum uppsprettum og starfsemi manna (svo sem byggingarframkvæmdir, iðnaðarferlar og umferð ökutækja) stuðlar að agnum í loftið sem leiðir til loftmengun sem hefur skaðleg áhrif á heilsu öndunarfæra og hjarta- og æðakerfis. Í þurrum og hálfþurrum svæðum dæla sand- og rykstormar miklu magni af steinefnum í loftið. Loftmengunin sem af því hlýst hefur áhrif á lýðheilsu, umhverfið og geislunarútgjöld.  

Loftborið steinefnaryk gegnir einnig mikilvægu hlutverki í loftslagskerfinu. Það gleypir og dreifir sólar- og varmageislun og hefur því bein áhrif á orkujafnvægi jarðar. Sérhver breyting á álagi loftborins steinefnaryks breytir geislunarjafnvægi svæðis (þ.e. nettóbreyting á geislunarflæði vegna ryks eða geislunarþvingunar ryks). Loftborið agnir allt að 0.2 μm að stærð virka einnig sem fræ fyrir myndun skýjadropa þegar vatnsgufa þéttist á þau. Þessar agnir, sem kallast skýjaþéttingarkjarnar (e. cloud condensation nuclears (CCN), þjóna sem grunnur að skýjadropa og eru nauðsynlegar fyrir upphaf myndunar skýjadropa og þróun skýja og rigningar. Það hefur óbein áhrif á loftslagskerfi jarðar, þar á meðal geislunarþvingun. Breytingar á styrk loftborinna agna sem virka sem CCN hafa veruleg áhrif á eiginleika skýja, geislunarþvingun og loftslag. 

Skýjategundir og égce-til-heildartíðni (ITF) 

Ský geta verið af þremur gerðum eftir því hvort þau eru aðallega úr ískristöllum eða fljótandi vatnsdropum. Ísský eru úr ískristöllum sem myndast við kjarnamyndun umhverfis ískjarnamyndandi agnir (INPs) eins og steinefnaryk. Þau myndast venjulega í mikilli hæð þar sem frostmark ríkir. Vatnsský, hins vegar, eru aðallega úr fljótandi vatnsdropum og myndast þegar vatnsgufa í andrúmsloftinu kólnar og þéttist í fljótandi vatnsdropa umhverfis skýjaþéttingarkjarna (CCN) eins og ryk- eða saltagnir. Blandfasa ský innihalda bæði ískristalla og ofurkælda vatnsdropa. Þetta ferli þegar ofurkældir vatnsdropar frjósa á ískristöllum eða öðrum ísögnum, sem veldur verulegri aukningu á massa þeirra og þéttleika, kallast riming (ís-til-heildartíðni). Riming sést aðallega í blönduðum fasa skýjum við hitastig á milli -5°C og -25°C á stöðum þar sem ofurkældir vatnsdropar frjósa við árekstur við ískristalla. Ís-til-heildartíðni (ITF) er hlutfall ísskýja samanborið við heildarfjölda skýja sem sjást efst á skýjasvæðinu.  

Ferlarnir sem taka þátt í áhrifum steinefnaryks á loftslagskerfið eru vel skildir, en það voru að minnsta kosti tvö atriði sem vísindamenn þurftu að fjalla um.  

Í fyrsta lagi var óvissa í mati á beinum og óbeinum áhrifum steinefnaryks á loftslag á heimsvísu. EMIT (Earth Surface Mineral Dust Source Investigation), leiðangur NASA sem settur var upp um borð í ISS, fjallar um þetta með því að kortleggja samsetningu steinefnaryks á þurrum svæðum jarðar og veita alþjóðlegt gagnasafn fyrir loftslagslíkön. Geimferðin náði áfanga þann 27. júlí 2022 þegar hún veitti fyrstu mynd sína af jörðinni. Síðasta ár, árið 2024, fór hún yfir í framlengt leiðangursstig, að minnsta kosti til ársins 2026.  

Í öðru lagi, þótt það sé lengi vitað að hlutfall ísþöktra skýja er háð rykögnum í skýinu sem virka sem kjarni fyrir myndun ískristalla. Hins vegar hefur það ekki verið sýnt fram á með miklum gagnasöfnum. Í rannsókn sem birt var 31. júlí 2025 hafa vísindamenn staðfest þetta samband með því að nota 35 ára gervihnattagögn. Þeir hafa sýnt fram á að hlutfall ísþöktra skýja (þ.e. skýjatoppsís-til-heildartíðni eða ITF) á norðurhveli jarðar á milli −15° og −30°C tengist sterklega magni rykagna í skýjunum. Þetta er mikilvægt fyrir loftslagslíkön þar sem geislunarþvingun og úrkoma skýjanna verður undir áhrifum af því hvort þau eru með ís- eða vatnsskýjalagi.  

***

(Þakkir: Dr. Sachchidanand Singh, aðalvísindamaður, CSIR-NPL, Indlandi fyrir verðmætt framlag hans til efnisins og ritstjórnar)   

*** 

Tilvísanir:  

1. Villanueva D., o.fl. 2025. Rykdrifið frysting dropa skýrir skýjatoppstig á norðlægum slóðum utan hitabeltisins. SCIENCE. 31. júlí 2025. 389. bindi, 6759. tölublað, bls. 521-525. DOI: https://doi.org/10.1126/science.adt5354 

*** 

Tengd grein 

• Loftslagsáhrif steinefnaryks í andrúmsloftinu: EMIT verkefni nær áfanga (1. ágúst 2022).  

***