Moln

Låg kunskap

Trots att molnen täcker en stor del av himlen och spelar en stor roll för klimatet, så vet vi förhållandevis lite om dem och hur de förändrats över tid. Molnen är onekligen viktiga i klimatsystemet. De täcker nästan 70 procent av vår planet och reglerar nederbörd, solstrålning, temperatur och jordens energibudget. Bara några procents förändringar i globala molnigheten kan antingen dämpa eller förvärra den klimatförändring som orsakas av människan. Att förstå hur molnen har förändrats i det förflutna, hur de kommer att förändras i framtiden och hur de är kopplade till andra komponenter i jordsystemet är viktigt för att förstå klimatförändringen.

Jordens molnighet har observerats av satelliter i drygt 40 år, sedan 1979. Metoderna för analys och tolkning av molnparametrar baserat på historiska satellitobservationer har mognat så att de nu kan producera data med tillräcklig kvalitet att använda i klimatforskning. Det kan minska den osäkerhet som idag finns kring moln inom klimatmodelleringen, vilket kan bidra till att tydligare visa hur mycket och hur snabbt jorden skulle värmas upp vid en viss ökning av mängden växthusgaser i atmosfären, den så kallade klimatkänsligheten.

Molnparametrisering

Det är viktigt att representera moln i numeriska vädermodeller då de är avgörande för strålningsbalansen, den hydrologiska cykeln, samt genom processer så som kondensation och avdunstning hjälper till att värma upp och kyla ner atmosfären. Men att på ett korrekt sätt beskriva moln i numeriska vädermodeller är en stor utmaning, då molnbildning sker genom komplexa fysikaliska processer vilka växelverkar över olika skalor i atmosfären. Vidare så varierar molnens höjd och horisontella utbredning väldigt mycket, vilket medför att beskrivningen av moln är starkt kopplad till modellens vertikala och horisontella upplösning.

Moln som bildas vid konvektion har en horisontell längdskala mellan några hundra meter och några kilometer, men kan växa vertikalt genom hela troposfären, medan moln associerade med synoptiska frontsystem har en horisontell längdskala på flera mil.

Om modellens horisontella upplösning är tillräckligt hög, kan vi anta att en hel gridruta fylls av molnkondensat då vi når ett mättat tillstånd, och molnfraktionen i gridrutan blir antingen 0 eller 1. Då ligger parameteriseringsuppgiften i att beskriva molnets mikrofysik. Men att köra numeriska vädermodeller, eller klimatmodeller med så pass hög upplösning (några hundra meter) blir väldigt kostsamt.

Därför är en vanlig metod inom molnparameterisering att anta att det finns en inhomogen fördelning av vattenånga och temperatur inom en gridruta, då kan delar av gridrutan bli mättad och bilda moln om den relativa fuktigheten överstiger ett angivet kritiskt värde. Moln kan alltså bildas även om medelvärdet av gridrutans relativa fuktighet är mindre än 100%, och molnfraktionen i gridrutan blir ett värde mellan 0 och 1.

När vi går mot högre modellupplösning så kan mer och mer av de djupa konvektiva molnen lösas upp. Men det finns fortfarande moln så som stratocumulus och "shallow cumulus" - "vackert väder moln" som fortfarande är mindre än modellupplösningen. Dessa moln är starkt kopplade till processer i gränsskiktet, så som turbulens och konvektion.

Klimatanpassningsspelet

Klimatanpassningsspelet är tänkt att ge ökad förståelse för vad ett varmare klimat innebär och hur man kan möta de nya utmaningarna. Spelet passar för användning inom undervisning kring hållbar utveckling, klimat och samhällsplanering. Det är främst riktat till gymnasieåldrar och äldre. Spelet handlar om att rusta den fiktiva staden Väderköping och dess omgivningar för ett förändrat klimat.

Klimatanpassningsspelet kan spela på webben eller i Minecraft-miljö. Det går att välja mellan svenska och engelska som språkversioner.

Källor

• Atmospheric ionization and cloud radiative forcing, Henrik Svensmark (2021)
• Klimatfrågan går i moln, del 1: Molnens strålningseffekt, Gabriel Oxenstierna (2022-11-04)
• Klimatfrågan går i moln, del 2: Molnens strålningseffekt varierar över tiden, Gabriel Oxenstierna (2022-11-06)
• Bättre koll på molnigheten ska ge mer kunskap om hur klimatet förändras, SMHI (2022-01-22)
• International Cloud Atlas, WMO