Het is bekend dat het aandeel van met ijs bedekte wolken afhankelijk is van de stofdeeltjes in de wolk die als kernen voor de vorming van ijskristallen fungeren. Dit werd echter niet duidelijk aangetoond met behulp van een grote dataset. In een studie gepubliceerd op 31 juli 2025 hebben onderzoekers deze relatie bevestigd.35 jaar satellietgegevens. Ze hebben aangetoond dat de verhouding van met ijs bedekte wolken (d.w.z., (wolk-top ijs-tot-totaal frequentie of ITF) in het noordelijk halfrond tussen -15° en -30°C correleert sterk met de hoeveelheid stofdeeltjes in de wolken. Dit is belangrijk voor klimaatmodellering omdat De stralingsforcering en de neerslag van de wolken worden beïnvloed door het feit of de wolken bedekt zijn met een laag ijs of water.
Het woord "stof" roept een gevoel van ongemak en ongemak op, en dat is terecht, want stof van natuurlijke bronnen en menselijke activiteiten (zoals bouw, industriële processen en voertuigbewegingen) draagt bij aan de uitstoot van fijnstof in de lucht, wat leidt tot luchtvervuiling die schadelijk is voor de luchtwegen en het cardiovasculaire systeem. In droge en semi-aride gebieden pompen zand- en stofstormen grote hoeveelheden minerale stofdeeltjes de lucht in. De resulterende luchtvervuiling heeft gevolgen voor de volksgezondheid, het milieu en de stralingsbalans.
Het zwevende minerale stof speelt ook een belangrijke rol in het klimaatsysteem. Het absorbeert en verstrooit zonne- en thermische straling en heeft daardoor een directe invloed op de energiebalans van het aardsysteem. Elke verandering in de atmosferische hoeveelheid mineraal stof verandert de stralingsbalans van een regio (d.w.z. een netto verandering in de stralingsflux als gevolg van stof of stofstraling). De zwevende deeltjes tot 0.2 μm grootte fungeren ook als kiem voor de vorming van wolkendruppels wanneer waterdamp erop condenseert. Deze deeltjes, ook wel wolkencondensatiekernen (CCN) genoemd, vormen de basis voor wolkendruppels en zijn essentieel voor de initiatie van de vorming van wolkendruppels en de ontwikkeling van wolken en regen. Het beïnvloedt indirect het klimaatsysteem van de aarde, inclusief stralingsforcering. Veranderingen in de concentraties van zwevende deeltjes die als CCN fungeren, hebben aanzienlijke gevolgen voor de eigenschappen van wolken, stralingsforcering en het klimaat.
Wolkentypen en ikce-totaal frequentie (ITF)
Wolken kunnen in drie soorten voorkomen, afhankelijk van of ze voornamelijk uit ijskristallen of vloeibare waterdruppels bestaan. IJswolken bestaan uit ijskristallen die gevormd worden door nucleatie rond ijskiemvormende deeltjes (INP's) zoals mineraalstof. Ze ontstaan meestal op grote hoogte waar temperaturen onder het vriespunt heersen. Waterwolken daarentegen bestaan voornamelijk uit vloeibare waterdruppels en ontstaan wanneer waterdamp in de atmosfeer afkoelt en condenseert tot vloeibare waterdruppels rond condensatiekernen (CCN's) zoals stof- of zoutdeeltjes. Gemengde-fasewolken bevatten zowel ijskristallen als onderkoelde waterdruppels. Dit proces, waarbij onderkoelde waterdruppels bevriezen aan ijskristallen of andere ijsdeeltjes, waardoor hun massa en dichtheid aanzienlijk toenemen, wordt riming genoemd. Riming wordt voornamelijk waargenomen in gemengde-fasewolken bij temperaturen tussen -5 °C en -25 °C, op plaatsen waar onderkoelde waterdruppels bevriezen bij botsing met ijskristallen. De ijs-totaalfrequentie (ITF) is de verhouding van ijswolken tot het totale aantal wolken dat op het hoogste niveau van de wolk wordt waargenomen.
Er is veel bekend over de processen die een rol spelen bij de effecten van mineraalstof op het klimaatsysteem. Toch moesten de onderzoekers nog minstens twee kwesties aanpakken.
Ten eerste bestond er onzekerheid in de schatting van de directe en indirecte klimaateffecten van mineraalstof op wereldschaal. De EMIT-missie (Earth Surface Mineral Dust Source Investigation) van NASA, geïnstalleerd aan boord van het ISS, pakt dit aan door de samenstelling van mineraalstof in droge gebieden op aarde in kaart te brengen en een wereldwijde dataset te leveren voor klimaatmodellering. Op 27 juli 2022 bereikte de missie een mijlpaal met de eerste opname van de aarde. Vorig jaar, in 2024, ging de missie over op een verlengde missiefase, die in ieder geval tot 2026 zou duren.
Ten tweede is het al lang bekend dat het aandeel van wolken met ijstoppen afhangt van stofdeeltjes in de wolk die als kernen voor ijskristalvorming fungeren. Dit is echter niet duidelijk aangetoond met behulp van een grote dataset. In een studie, gepubliceerd op 31 juli 2025, hebben onderzoekers deze relatie bevestigd met behulp van 35 jaar aan satellietgegevens. Ze hebben aangetoond dat het aandeel van wolken met ijstoppen (d.w.z. de hoeveelheid ijs op de wolkentop ten opzichte van de totale frequentie of ITF) op het noordelijk halfrond tussen -15°C en -30°C sterk correleert met de hoeveelheid stofdeeltjes in de wolken. Dit is belangrijk voor klimaatmodellering, omdat de stralingsforcering en neerslag van de wolken worden beïnvloed door de vraag of ze bedekt zijn met een laag ijs of water.
***
(Erkenning: Dr. Sachchidanand Singh(Hoofdwetenschapper, CSIR-NPL, India voor zijn waardevolle input over het onderwerp en de redactie)
***
Referenties:
- Villanueva D., et al. 2025. Door stof veroorzaakte bevriezing van druppels verklaart de wolkentopfase in de noordelijke extratropen. SCIENCE. 31 juli 2025. Vol. 389, nummer 6759, pp. 521-525. DOI: https://doi.org/10.1126/science.adt5354
***
Gerelateerd artikel
- Klimaateffecten van atmosferisch mineraal stof: EMIT-missie bereikt mijlpaal (1 augustus 2022).
***
 in the Northern Hemisphere between −15° and −30°C strongly correlates with the abundance of dust particles in the clouds. This is important for climate modelling because radiative forcing and precipitation of the clouds will be influenced by whether they are topped by a ice or water cloud layer.){kind=link}