Cosmic rays interacting with the Earth's atmosphere producing ions than can turn small aerosols into cloud condensation nuclei – seeds on which liquid water droplets form to make clouds. It is cascades of secondary particles that ionize molecules when traveling through the air. (Illustration: H. Svensmark/DTU)

Ny forskning forbinder supernovaer, skyer og Jordens klima

torsdag 21 dec 17
|

Kontakt

Henrik Svensmark
Professor mso
DTU Space
45 25 97 41

Kontakt

Martin Andreas Bødker Enghoff
Seniorforsker
DTU Space
45 25 97 04

Holdet bag forskningen

Seniorforsker på DTU Space Henrik Svensmark er førsteforfatter til arbejdet publiceret i Nature Communications. Derudover består holdet bag forskningen af Martin Bødker Enghoff, seniorforsker, DTU Space. Nir Shaviv, professor, fysik-instituttet på Hebrew University of Jerusalem. Jacob Svensmark, ph.d.-studerende, Dark Cosmology Center ved Københavns Universitet.

Den komplette reference til den videnskabelige artikel er: H. Svensmark, M.B. Enghoff, N. Shaviv and J. Svensmark, Increased ionization supports growth of aerosols into cloud condensation nuclei, Nature Communications DOI: 10.1038/s41467-017-02082-2.

Klik her for at læse artiklen.

DTU Space-forskere fremlægger ny viden, der øger forståelsen af, hvordan kosmisk stråling kan påvirke Jordens skyer og klima.

Efter flere års arbejde og mange timers forsøg for at kunne forklare mekanismen såvel teoretisk som ekperimentelt har et forskerhold anført af seniorforsker på DTU Space Henrik Svensmark nu vist en sammenhæng mellem kosmiske stråler og skydannelse, som kan påvirke Jordens klima. Den nye viden er netop offentliggjort i Nature Communications.

Henrik Svensmark og et internationalt forskerhold har beskrevet en fysisk mekanisme, som kan forklare observationer af sammenhænge mellem kosmiske stråler og skyer.

Dermed forklares hele kæden fra en kosmisk stråle, der laver en elektrisk ladning i luften og danner en lille atmosfærisk partikel, og hele vejen op til, hvordan den bliver til en stor skydråbekerne, som kan blive til en skydråbe, som kan påvirke skydannelse og dermed klimaet på Jorden.

Forskerne anser det som 'et gennembrud', at de nu har fundet det manglende led, der forbinder disse ting. Den kosmiske stråling stammer fra eksploderende stjerner i universet kaldet supernovaer, og mængden af denne stråling reguleres af Solens aktivitet.

Foruden Henrik Svensmark har seniorforsker fra DTU Space, Martin Bødker Enghoff, professor Nir Shaviv fra Hebrew University of Jerusalem og ph.d.-studerende Jacob Svensmark på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet deltaget i arbejdet.

Ioner får skykerner til at vokse

Holdet viser, hvordan ioner i atmosfæren, som dannes af de kosmiske stråler, hjælper med opformeringen af de sky-kondensationskerner, som er nødvendige for, at der dannes skyer i atmosfæren. Dette er en forandring i forståelsen af den kosmiske strålings effekt på Jordens klima.

Hidtil har man antaget at mindre aerosoler - forstadiet til dannelse af sky-kondensationskerner ikke kunne nå en størrelse, som ville gøre dem relevante i forhold til skydannelse.

"Endelig har vi fået den sidste brik på plads i puslespillet, der nok forklarer, hvordan partikler fra rummet kan påvirke klimaet på Jorden"
Martin Bødker Enghoff, seniorforsker DTU Space

De ville ganske enkelt gå tabt til støvkorn eller andre større partikler, som i forvejen findes i atmosfæren. Og der var ingen mekanisme til at beskrive, hvordan en sådan proces kunne foregå.

De nye resultater viser både teoretisk og eksperimentelt, at interaktion mellem ioner og aerosoler kan accelerere væksten af aerosolerne. Det sker ved at ionerne tilfører materiale til aerosolerne, så de vokser så hurtigt, at de overlever længe nok til, at blive til de nødvendige sky-kondensationskerner.

“Vores arbejde giver nu et fysisk grundlag for den store mængde empiriske materiale, som viser, at solaktivitet spiller en rolle i variationer i Jordens klima. For eksempel falder Middelaldervarmen omkring år 1.000 og den kolde periode kaldet den lille istid fra cirka 1.300 til 1.900 sammen med forandringer i solaktiviteten,” siger Henrik Svensmark.

En fundamental ny ide

Den fundamentalt nye ide for forskerne er, at de har inddraget en del af ionernes masse i væksten af aerosolerne. På den måde øges hastigheden, hvormed aerosolerne vokser som følge af interaktionen med ioner fra 5 til 50 procent.

For at nå frem til disse resultater har forskerne lavet en teoretisk beskrivelse af interaktionen, samspillet, mellem ioner og aerosoler samt en matematisk funktion, der beskriver aerosolernes vækstrate. Disse teoretiske ideer er efterfølgende blevet testet med eksperimentelle forsøg i et skykammer.

Forsøgene er gentaget op mod 100 gange over to år og med indsamling af 3.100 timers data. Forsøgene og de teoretiske forudsigelser viste sig at stemme overens.

“Endelig har vi fået den sidste brik på plads i puslespillet, der nok forklarer, hvordan partikler fra rummet kan påvirke klimaet på Jorden,” siger Martin Bødker Enghoff.

“Det giver os en bedre forståelse af, hvordan forandringer i solens aktivitet, såvel som supernova-aktivitet, kan påvirke klimaet.”

Click here to find this story in English and more material about the new results.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.