Chmury pokrywają aż dwie trzecie naszej planety. Z jednej strony powstrzymują dopływ energii ze Słońca, z drugiej – ucieczkę energii z powierzchni Ziemi. Chmury wysokie i złożone z kryształków lodu zatrzymują ciepło w atmosferze. Te niskie i grube schładzają zaś powierzchnię naszej planety. Wpływ chmur na ogólny bilans energii jest więc bardzo złożony, dlatego naukowcy postanowili zgłębić ich temat. 

Badacze z Technical University of Denmark oraz Hebrew University of Jerusalem twierdzą, że w powstawaniu chmur istotna jest aktywność naszej gwiazdy oraz promieniowanie kosmiczne docierające do ziemskiej atmosfery. Przeanalizowali, jak na proces tworzenia się chmur wpływają rozbłyski na Słońcu

– Badaliśmy wpływ promieniowania na atmosferę przez około dwa tygodnie – mówi Henrik Svensmark, główny autor pracy opublikowanej w „Scientific Reports”. Podkreśla pewien paradoks, jaki zaobserwowano. – Gdy zwiększa się aktywność Słońca podczas słonecznych burz, zmniejsza się ilość cząstek promieniowania kosmicznego docierającego do Ziemi. To chwilowo redukuje ilość niewielkich drobin aerozoli, na których skrapla się para wodna obecna w powietrzu, tworząc chmury. 

Ten paradoks wynika z faktu, że wiatr słoneczny wiejący wokół Ziemi z prędkością 400 km na sekundę stale wymiata cząstki trafiające w okolice naszej planety z kosmosu. Gdy się wzmaga, cząstek kosmicznego promieniowania dociera mniej niż zwykle. 

Pierwszy raz zmierzono wpływ promieniowania kosmicznego na powstawanie chmur 

Przełomowe jest to, że po raz pierwszy bezpośrednio zmierzono (a nie oszacowano na podstawie modeli) budżet energetyczny Ziemi – czyli to, ile promieniowania otrzymuje ze Słońca, a ile traci. Było to możliwe dzięki instrumentom zamieszczonym na satelitach Terra i Aqua, wystrzelonych przez NASA. – Udało nam się jednocześnie zaobserwować spadek natężenia promieniowania kosmicznego, ilości aerozoli i chmur oraz zmierzyć ilość pochłanianej przez Ziemię energii, co jest zadziwiające – podkreśla prof. Nir Shaviv, współautor pracy. 

Okazuje się, że podczas kilkudniowego minimum nasilenia promieniowania kosmicznego docierającego do Ziemi, przy jednocześnie rosnącej aktywności Słońca, nasza planeta pochłania na każdy metr kwadratowy powierzchni zaledwie o 2 waty energii więcej niż zazwyczaj. A średnio każdy metr kwadratowy pochłania zwykle około 240 watów. Reszta z 1360 watów słonecznego promieniowania, docierającego do górnych warstw atmosfery, trafia z powrotem w kosmos. 

Analizy naukowców dowiodły też, że promieniowanie kosmiczne odgrywa rolę w tworzeniu się aerozoli w atmosferze i kondensacji pary wodnej w krople, z których składają się chmury. Zgodnie z przewidywaniami, efekt ten okazał się największy bliżej równika i nad powierzchnią oceanów. Promieniowanie kosmiczne ma mniejszy wpływ na chmury na wysokich szerokościach geograficznych, gdzie składają się one częściej z drobinek lodu, a nie kropel. 

Nawet niewielki wpływ na chmury może mieć znaczenie dla klimatu 

Badacze dodają, że stwierdzone w ich badaniu efekty były dość krótkotrwałe. Stanowią jednak potwierdzenie tego, że promieniowanie kosmiczne i aktywność słoneczna mogą mieć długofalowy wpływ na klimat właśnie przez wpływ na tworzenie się chmur. 

Jak wykazały niedawne pomiary, znacznie większy wpływ na tworzenie się chmur mają lasy. Tam, gdzie są ich duże połacie, chmur przybywa nawet o 15 proc. więcej. W powstawaniu chmur rola drzew jest więc znacznie większa niż aktywności słonecznej. 

Źródła: Technical University of DenmarkScientific Reports