Varför lågliggande moln försvinner under en solförmörkelse

Storslaget i en solförmörkelse är unik för vår värld – ingen annanstans i solsystemet blockerar en planets måne solens ljus så perfekt. Det snabba och flyktiga mörkret i dessa händelser påverkar många saker på jorden, inklusive djurens beteende och vågorna i jonosfären.

Forskare har nu funnit att cumulusmolntäcket minskade i genomsnitt med mer än en faktor 4 när månens skugga passerade över jorden under en nyligen ringformig solförmörkelse.

Teamet föreslog att denna föga förstådda aspekt av solförmörkelser innehåller viktiga lärdomar för geoteknikinsatser för att blockera solljus.

Relaterad: Vad händer om det är molnigt under solförmörkelsen den 8 april?

Experiment i himlen

Celestron EclipSmart solförmörkelseglasögon

Celestron EclipSmart solförmörkelseglasögon på vit bakgrund

Celestron EclipSmart solförmörkelseglasögon på vit bakgrund

Dessa Celestron EclipSmart solförmörkelseglasögon, tillgängliga i ett bekvämt paket med fyra för hela familjen, kommer att hålla dig väl skyddad medan du tittar på solförmörkelsen. Och missa inte vår fullständiga guide till de bästa solförmörkelseglasögonen och de bästa solskyddssatserna för att få ut det mesta av din upplevelse.

Solförmörkelser inträffar två till fem gånger om året, och dessa händelser ger utmärkta möjligheter för vetenskapliga studier, säger Victor JH Trees, en geoforskare vid Delfts tekniska universitet i Nederländerna. “Solförmörkelser är unika experiment.” De tillåter forskare att studera vad som händer när solljus snabbt mörknar, sa han. “De skiljer sig mycket från den normala dag-natt-cykeln.”

Trees och hans kollegor analyserade nyligen molntäckedata som erhölls under en ringformig solförmörkelse 2005 som var synlig i delar av Europa och Afrika. De analyserade synliga och infraröda bilder som samlats in av två geostationära satelliter som drivs av European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites. Flygningen ut i rymden var nyckeln, sa Trees. “Om du verkligen vill kvantifiera hur moln beter sig och reagerar på en solförmörkelse, är det bra att studera ett stort område. Det är därför vi vill se från rymden.”

Forskarna fokuserade på en kvadratisk region med en latitud och longitud på 5° centrerad över Sydsudan. Ur fågelperspektiv följde de molnutvecklingen flera timmar före förmörkelsen, under förmörkelsen och flera timmar efter.

Adjö, sol; Adjö, moln

Låga cumulusmoln, som toppar på höjder runt 2 kilometer (1,2 miles), påverkades starkt av nivån av solförmörkelse. Molntäcket började minska när cirka 15 % av solens yta var täckt, cirka 30 minuter efter att förmörkelsen började. Molnen kom inte tillbaka förrän cirka 50 minuter efter maximalt mörker. Och medan typiskt molntäcke under förhållanden utan förmörkelse var cirka 40 %, vid maximal förmörkelse var mindre än 10 % av himlen täckt av moln, fann teamet.

“I stor skala började cumulusmolnen försvinna,” sa Trees.

För att undersöka fysiken bakom deras observationer samlade Trees och hans kollegor in temperaturmätningar på landytan från samma två geostationära satelliter. Temperaturen på marken är viktig med cumulusmoln, sade träd, eftersom de är tillräckligt låga för att påverkas avsevärt av allt som händer på jordens yta.

Inte överraskande sjönk temperaturen på landytan när månen alltmer blockerade solljus. “Vi visste att även små förändringar i solstrålningen hade en inverkan på markytans temperatur”, säger Virendra Ghate, en atmosfärisk forskare vid Argonne National Laboratory i Lemont, Illinois, som inte var involverad i forskningen.

Forskare uppskattade en maximal förändring av markytans temperatur på nästan 6°C för solförmörkelsen 2005. De fann också att yttemperaturen minskade i takt med ocklusionsfraktionen, utan någon signifikant tidsfördröjning. Detta överensstämmer med observationer som gjorts under andra solförmörkelser.

Följ värmen

Den uttalade minskningen av markytans temperatur under en solförmörkelse är utlösande faktor för förändringar i cumulus molntäcke, drog forskarna slutsatsen. Det är logiskt, sade Ghate, eftersom cumulusmoln bildas när relativt varm och fuktig luft stiger upp från jordens yta, svalnar och slutligen kondenseras till molndroppar. När temperaturen på landytan sjunker, finns det en mindre temperaturgradient nära jordens yta och därför en mindre kraft som trycker molnbildande luft uppåt, sa han. “Du har ingen källa till flytkraft.”

De förseningar som Trees och hans kollegor observerade – mellan solförmörkelsens början och starten av molnets förlust, och mellan tidpunkten för maximal mörknande och starten av molnets återkomst – avslöjar också något om det så kallade gränsskiktet, det lägsta jordens nivå Atmosfären. Var och en av dessa förseningar har en fysisk betydelse, sa Trees. “Det berättar för oss hur snabbt luften stiger.”

Liknande inlägg:

— Total solförmörkelse 2024: Allt du behöver veta

— Solförmörkelseglasögon: Var kan man köpa de bästa och högsta kvalitetsglasögonen

– SunChips kommer att sälja exklusiva smaker av total solförmörkelse endast under hela den 8 april

Dessa nya rön belyser inte bara fysiken kring molns spridning under solförmörkelser, utan har också konsekvenser för framtida geoteknikinsatser, föreslog Trees och hans medarbetare. Det diskuteras just nu om att mildra effekterna av klimatförändringarna genom att till exempel spraya atmosfären med aerosoler eller skjuta upp solreflektorer i rymden för att förhindra en del av solljuset från att nå jorden. Forskare är överens om att sådan geoteknik har ett löfte om att kyla vår planet, men dess effekter är till stor del outforskade och kan vara utbredda och oåterkalleliga.

Dessa nya resultat tyder på att molntäcket kan minska som ett resultat av geotekniska ansträngningar när solen dämpas. Och eftersom moln reflekterar solljus, kan effektiviteten av alla ansträngningar minska i enlighet därmed, sa Trees. Det är en effekt som måste beaktas när man överväger olika alternativ, drog forskarna slutsatsen.

Denna artikel publicerades ursprungligen på Eos.org.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *