Gåtan bakom enorma molnhål är löst

En ny undersökning visar att de mystiska molnformationer som orsakas av flygplan, möjligen växer sig stora med hjälp av lite värme.

6 juli 2011 av Dave Mosher, National Geographic News

I flera årtionden har människor observerat bildningen av jättelika hål i höga, tunna moln, som består av underkylt vatten.

Det underkylda vattnet är oerhört små vattendroppar, som kyls ned under fryspunkten, men inte har några partiklar att bilda iskristaller runt.

Även om det inte finns några stoftpartiklar kan dessa små molndroppar bli till is, om vattnet kyls ned till minus 40 grader Celsius eller mindre. Vid så låga temperaturer bromsas vattenmolekylerna så mycket att de fryser av sig själva.

Latent värme

Forskarna visste redan att flygplansvingar, propellrar och turbiner kan kyla ned underkylt vatten ytterligare genom en snabb utvidgning av luften i luftdraget, vilket gör det så kallt att vätskan blir till is. Det är denna mekanism som anses skapa moln med hål i.

När vattnet fryser, frigör fasövergången emellertid energi i form av vad som kallas latent eller bunden värme, och betydelsen av denna värme kände man inte helt till.

”Jag trodde inte att den latenta värmen kunde spela en så stor roll, men den driver hela feedback-cykeln, i vissa fall i flera timmar efter att ett flygplan har flugit genom molnet”, säger Gregory Thompson, atmosfärforskare på National Center for Atmospheric Research (NCAR) i USA, och en av personerna bakom undersökningen.

”Det är därför hålen under rätt omständigheter kan växa sig lika stora som städer.”

Påverkar forskningsflygningar molndata?

Forskarnas teori var att när den latenta värmen stiger, så för den med sig nyfrusen is, som annars bara dalar ned, upp i molnet igen.

Där vandrar de underkylda vattendropparna över till iskristallerna och håller på så sätt igång en kedjereaktion av isbildning. Till slut blir området med is för kompakt och faller ned i form av en snöby.

För att undersöka om den latenta värmen medför genomborrade moln, gjorde forskarna molnsimuleringar med och utan denna effekt.

Den första simuleringen, som var med latent värme, visade att värmen höll isen svävande i molnet, satte igång en förångning, drog in omgivande dimma i kristalliseringszonen och åstadkom snö. Till sist skapade modellen hål i molnen, som liknade verklighetens bilder av fenomenet.

Simuleringen utan den latenta värmen återskapade inte vad som har dokumenterats i verkligheten.

Gregory Thompson understryker att resultaten med nästan 100 procents säkerhet inte förändrar något med avseende på vår förståelse av flygplans betydelse för det globala klimatet. Moln med hål ger inte heller ökat snöfall runt flygplatser, säger han: ”För det spelar det troligen en för liten roll.”

Inte desto mindre har forskare ”lagt ned otroligt mycket tid på att flyga genom moln för att samla in data, som vi använder för att göra modeller, som efterliknar verkliga moln. Kanske förändrar vi våra data samtidigt som vi registrerar dem”, säger han.

”Det har ingen stor betydelse, men det är värt att vara uppmärksam på vid framtida modellsimuleringar av atmosfären.”

Den nya undersökningen av genomborrade moln leddes av Andrew Heymsfield och publicerades i denna veckas nummer av tidskriften Science.

Läs också

Kanske är du intresserad av...