Gåde om kæmpestore skyhuller løst

Mystiske skyformationer, der frembringes af fly, vokser sig muligvis store takket være en lille smule varme, siger en ny undersøgelse.

6. juli 2011 af Dave Mosher, National Geographic News

I flere årtier har folk observeret dannelsen af kæmpemæssige huller i høje, tynde skyer, der består af underafkølet vand.

Det afkølede vand er bittesmå vanddråber, der køles ned under frysepunktet, men ikke har nogen partikler at danne iskrystaller omkring.

Selv om der ikke er noget støv, kan disse bittesmå skydråber blive til is, hvis vandet køles ned til minus 40 grader Celsius eller derunder. Ved så lave temperaturer bremses vandmolekylerne så meget op, at de fryser af sig selv.

Latent varme

I forvejen vidste forskere, at flyvinger, propeller og turbiner kan køle underafkølet vand yderligere ned ved en hurtig udvidelse af luft i slipstrømmen, hvilket gør det så koldt, at væsken bliver til is. Det er denne mekanisme, der menes at skabe gennemhullede skyer.

Men når vandet fryser, frigør tilstandsændringen energi i form af, hvad der kaldes latent eller bunden varme, og betydningen af denne varme kendte man ikke til bunds.

"Jeg troede ikke, den latente varme kunne spille så stor en rolle, men den driver hele feedback-cyklusen, i nogle tilfælde i flere timer efter, at et fly er fløjet igennem," siger Gregory Thompson, medforfatter til undersøgelsen og atmosfæreforsker på National Center for Atmospheric Research (NCAR) i USA.

"Det er derfor, hullerne under de rette betingelser kan vokse sig så store som byer."

Påvirker forskningsflyvning sky-data?

Forskernes teori var, at når den latente varme stiger til vejrs, fører den nyfrosset is, der ellers bare daler ned, med sig op i skyen igen.

Her migrerer de underafkølede vanddråber over til iskrystallerne og holder på den måde gang i en kædereaktion af isdannelse. Til sidst bliver området med is for kompakt og dumper ned i form af en snebyge.

For at undersøge, om den latente varme medførte gennemhullede skyer, lavede forskerne skysimuleringer med og uden denne effekt.

Den første simulering, der var med latent varme, viste, at varmen holdt isen svævende i skyen, satte gang i en omkringliggende fordampning, trak omgivende damp ind i krystalliseringszonen og frembragte sne. Til sidst skabte modellen huller i skyerne, der lignede virkelighedens billeder af fænomenet.

Simuleringen uden den latente varme genskabte ikke, hvad der er dokumenteret i virkeligheden.

Gregory Thompson understreger, at resultaterne med næsten 100 procents sikkerhed ikke ændrer noget ved vores forståelse af flys betydning for det globale klima. Gennemhullede skyer giver heller ikke øget snefald omkring lufthavne, siger han: "Dertil spiller det formentligt for lille en rolle."

Ikke desto mindre har forskere "brugt utroligt meget tid på at flyve gennem skyer for at indsamle data, som vi bruger til at lave modeller, der efterligner virkelige skyer. Måske ændrer vi dataene, samtidig med at vi måler dem", siger han.

"Det har ingen stor betydning, men det er værd at være opmærksom på ved fremtidige modelsimuleringer af atmosfæren."

Den nye undersøgelse af gennemhullede skyer blev ledet af Andrew Heymsfield og offentliggøres i denne uges nummer af tidsskriftet Science.

Måske er du interesseret i ...

Læs også