Støv i atmosfæren førte til ekstrem global nedkøling – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Nyheder > Nyheder 2018 > Støv i atmosfæren ført...

21. februar 2018

Støv i atmosfæren førte til ekstrem global nedkøling

Klimaforskning:

I Jordens nyere historie har klimaet varieret over en 100.000-års istids-mellemistidscyklus med lavere og højere temperaturer og drivhusgaskoncentrationer. Under de koldeste perioder af istiderne var de globale middeltemperaturer 5 grader under i dag, således at en stor del af Nordamerika og Europa var dækket af is, og atmosfærens kuldioxidindhold halveret.

Disse cyklusser blev skubbet af variationer i Jordens bane om solen, der er drevet af gravitationsinteraktioner med andre planeter i vores solsystem. Typen, størrelsen og timingen af de specifikke processer, der førte til ændringerne i temperatur og drivhusgaskoncentration er dog stadig kun dårligt forstået.

Gary Shaffer er professor emeritus i forskningsgruppen Klima og Geofysik på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.

Et kombineret dataanalyse- og computersimuleringsstudie, der for nylig er blevet udgivet i PNAS (Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America), viser at tilførslen af støv til atmosfæren og oceanerne voksede eksponentielt med aftagende temperaturer, og at dette forstærkede den globale nedkøling og kuldioxidreduktionen i de koldeste perioder af istiderne.

Dette er ifølge Professor Gary Shaffer (University of Magallanes (Chile), og Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet) “en vigtig brik i forståelsen af istids-mellemistids-klimavariationerne, og understreger den vigtige betydning af støv i klimasystemet.”
 

Støvaflejringer fra de sidste tre istids-cyklusser

Atmosfærisk støv afkøler Jorden ved at reflektere indgående sollys og påvirke skyformationerne. Derudover gøder støvet oceanerne via sit jernindhold, hvilket fører til øget algevækst, der kan optage mere kuldioxid fra atmosfæren. Studiet anvender støvaflejringer fra de sidste tre istidscyklusser fra subtropiske breddegrader på den nordlige halvkugle, og høje breddegrader på den sydlige halvkugle. Det nordlige område er vigtigst for sollys/skyformation effekten, og det sydlige er vigtigst for oceanernes optag af kuldioxid gennem algevækst.

Simuleringer med DCESS-modellen viser øget afkøling og kuldioxidoptag som følge af støv under de koldeste perioder af istiden. Se figuren herunder.

Sorte linjer er observationer eller rekonstruktioner, blå er simulerede støvdrevne effekter, og røde er det tiloversblevne efter at disse effekter er fratrukket. Ændringerne er relativt til førindustrielle betingelser.

Disse resultater viser, at støv-klima-feedback-mekanismer kan forklare det endelige skub ind i ekstreme istidsbetingelser for både temperatur og kuldioxid, og derved forklare en fjerdedel af den totale forskel på istid og mellemistid.

Professor Shaffer siger, at “vores resultater viser en stærk positiv afkølingsfeedback for de koldeste istidsbetingelser. Afkøling fører til mere tørke, og mere støv fører til mere afkøling. Andre processer må træde til under ekstreme istidsbetingelser for at vende denne udvikling. Ellers ville hele jorden fryse til, som det er sket tidligere i Jordens historie. Her kunne støv igen spille en rolle.

Mere støvaflejring på iskapperne på den nordlige halvkugle ville få dem til at absorbere mere solstråling og smelte hurtigere. Dette ville bremse nedkølingen både gennem lavere reflektivitet og mindre ismasse. Vi har planer om at undersøge dette nærmere i fremtiden”.

Gary Shaffer, Professor emeritus, Klima- og Geofysik / Climate and Geophysics, Juliane Maries Vej 30, 2100 København Ø. Email: gs@nbi.ku.dk eller Email: gary.shaffer.chile@gmail.com

Fabrice Lambert (Catholic University, Santiago) var medforfatter af dette studie, der blev støttet med en bevilling af det (chilenske) Millennium Science Initiative and (Chilean) National Fund for Scientific and Technological Development.