CICERONE

28
KlimaProg
Figur 1a: Gjennomsnittleg
volumblandingsforhold av sulfat gjeve i
ppt(v) (parts per trillion) : Antall molekyler av
ein gass per 1 tusen milliarder luftmolekyler)
utan konvektiv transport. Høgda er gjeve
i hektopascal (hPa) kor til dømes 500 hPa
tilsvarer ei høgde på om lag 5500 meter og
100 hPa tilsvarer om lag 16 000 meter.
Figur 1b: Gjennomsnittleg
volumblandingsforhold av sulfat med full
konvektiv transport.
Figur 1c: Gjennomsnittleg
volumblandingsforhold av sulfat med 10
prosent konvektiv transport.
innhald). Skyene er likevel svært viktige å
modellere godt, både for strålingsbalansen
i modell ane og for å få korrekt nedbør.
Som om ikkje dette er nok, er også
skyer svært viktige for fordelinga og
mengda av aerosolar i atmosfæren. Eit
døme er kjemiske prosessar i skydråpar.
Svoveldioksid (SO 2
) kan oksidere inne
i vassdråpar og danne sulfat. Dersom
dråpen fordampar, vil ein få igjen ein
partikkel. Dersom skydråpen ikkje fordampar,
men blir ein regndråpe som fell
til bakken, vil skya i staden for å vere
ein produsent av partiklar vere eit sluk.
Utvaskinga frå skyer og nedbør gjev det
viktigaste atmosfæriske tapet av aerosolar.
I tillegg til produksjon og tap fungerer
også skyer som ein effektiv miksar
for aerosoltypar. Ulike typar aerosolar
kolliderer med skydråpar og blir blanda
saman.
Luftrørsla i skyer er også viktig for å
fordele aerosolar i atmosfæren. Særleg i
djupe bygeskyer (konvektive skyer) finn
ein kraftige straumer oppover og nedover,
med kraftig turbulens og blanding mellom
skya og omkringliggjande luft. For djupe
konvektive skyer, som strekk seg frå nær
bakken og opp til over 10 kilometers
høgde, kan desse fungere som ein effektiv
”heis” som frakter gassar og aerosolar til
toppen av troposfæren. Dette er likevel
ikkje heile biletet, for i ei djup konvektiv
sky er vassmengda stor, ein finn høge
nedbørsrater og sterke nedsynkingar i
sam band med dette. Dermed skjer det
også ei kraftig utvasking og transport
nedover. Netto produksjon og transport
blir eit resultat av små differansar mellom
store ledd i likningane. Ei ubalanse i
modelleringa av prosessane kan dermed
føre til store feil. Målingar i høgare luftlag
er få og dyre å gjennomføre, men det
synes som om dei fleste klimamodellar
har for mykje aerosolar i øvre atmosfære
(COSAM 2001).
I vår artikkel (Iversen & Seland,
2002) presenterer vi mellom anna nokre
resultat frå tre eksperiment der vi har
variert den konvektive transporten i ein
aerosolmodell, inkludert i den globale
atmosfæriske klimamodellen CCM3.
Resul tata er samanlikna med målingar
(sjå boks om modellen).
Konveksjonstestar
Konveksjon er karakterisert med rask
vertikal utveksling av luft innan djupe
luftlag. I samband med dette blir det
ofte danna bygeskyer med kraftig nedbør.
Sjølv om ein får betre samanlikningar
med målingar ved å kutte ut modelleringa
av konvektiv transport, fjernar ein då ein
viktig fysisk prosess frå modellen. For å
studere effekten av dette har vi utført
tre sensitivitetseksperiment. I tillegg til
hovudkøyringa utan konvektiv transport
har vi gjort ei simulering med full
konvektiv transport og ei med full transport,
men berre 10 prosent av aero solane
blir transportert. Det siste eksperimentet
er tenkt å vere nærare ei realistisk
skildring av atmosfæren der utvekslinga
mellom oppstigande og omkringliggande
luft ikkje berre skjer i toppen av skya.
Figur 1 viser gjennomsnittlege konsentrasjonar
av sulfat vist som eit
blandingsforhold, som funksjon av høgde
og breiddegrad. Basiskøyringa utan
konveksjon gjev ein kraftig reduksjon i
blandingsforholdet med høgda og alt i 500
hPa (ca. 5500 m) er blandingsforholdet
i tropene mindre enn 10 prosent av det
nær bakken. Med full konveksjon får ein
ei effektiv blanding i heile troposfæren
i tropene, og også kraftig transport mot
høgare bredder. Eksperimentet der ein
transporterer 10 prosent av massen gjev
også eit markert utslag, og konsentrasjonen
i 500 hPa er meir enn det doble
enn utan konvektiv transport.
Kva så med målingar? Figur 2 gjev
ei samanlikning med målingar i tre
Cicerone nr. 2/2002