Under stora delar av året - i första hand under den torra vintermonsunperioden - breder gigantiska moln av stoft ut sig över södra och östra Asien. Indien och Kina är särskilt hårt drabbade av dessa luftföroreningar, men molnen sträcker sig också långt ut över angränsande länder och havsområden. Den första vetenskapliga undersökningen av molnen skedde för 10 år sedan genom ett stort internationellt forskningsprojekt (INDOEX) då mätningar från flygplan, båtar och satelliter samordnades. Man fann förvånansvärt höga koncentrationer, inte minst av sot, långt ut över Indiska oceanen, jämförbara med vad man kan ha i det förorenade Los Angeles-området.
Regnet har flyttat. Ändringarna i nederbörden de senaste femtio åren har lett till torka i Afrika, minskat regn i Indien och ökad nederbörd i Kina. Chung and Ramanathan 2006. Stockholms universitet.
Svenska forskare deltar
De oroande resultaten från INDOEX ledde till att ett mer långsiktigt tvärvetenskapligt forskningsprogram skapades (Atmospheric Brown Cloud, ABC) för att närmare ta reda på varifrån stoftpartiklarna kommer, vad de består av och vilka effekter de har på klimat, vattenförsörjning, jordbruk och hälsa. Forskare från Bert Bolincentret för klimatforskning (BBCC) deltar aktivt i detta projekt. Vårt bidrag är att studera den kemiska och fysikaliska sammansättningen av partiklar och nederbörd på tre mätstationer: en ö i Maldiverna, en bergstopp nära Pune i Indien och en plats utanför Katmandu i Nepal.
Viktiga frågor som vi försöker besvara är:
• Vilka geografiska områden står för de största utsläppen av stoftpartiklar?
• Hur stora andel kan förklaras av naturliga utsläpp, t.ex. uppvirvlat markstoft, och hur mycket är orsakat av människan?
• Vilka processer bidrar mest till utsläppen av sotpartiklar? Är det användningen av fossila bränslen (kol, olja) i bilar, kraftverk mm? Eller är det förbränning av andra, färska bränslen (biomassa i olika former)?
• Hur länge stannar stoftpartiklarna luften innan de tvättas ut med nederbörden eller tas upp direkt vid jordytan? En stor osäkerhet råder speciellt när det gäller sotpartiklarnas benägenhet att tas upp i molndroppar och tvättas ut av regnen. För de som formulerar modeller för att uppskatta partiklarnas spridning och klimatpåverkan är sådan information avgörande.
Miljoner öppna eldar
Resultaten i diagram 1 tyder på att sotet på Maldiverna nästan uteslutande kommer med vintermonsunen från Indien. Genom att göra detaljerade analyser av kolisotoper (C-14) i sotpartiklarna har vi kunnat uppskatta att ca 2/3 av sotet i Indien härrör från biomasseförbränning och bara 1/3 från fossila bränslen. Metoden bygger på att det fossila kolet under årmiljonerna förlorat allt C-14 genom radioaktivt sönderfall, medan det "färska" kolet har samma halt av C-14 som atmosfären och de levande växterna. Resultaten från dessa beräkningar visar att motåtgärder mot sotutsläpp inte får begränsas till biltrafik och industrier. Det är av stor vikt att skapa möjligheter för hushållen att laga mat och värma hus utan att använda öppna eldar av ved, kodynga och liknande.
Stoftet kyler av jordytan ...
Det som gör sotpartiklarna särskilt intressanta är deras förmåga att absorbera solljus, det är därför de ser svarta eller bruna ut. Genom absorptionen värmer de upp atmosfären inom de nivåer där sotkoncentrationen är högst (1-3 km) och minskar samtidigt den mängd strålning som når jordytan. Andra typer av partiklar, framför allt svavel, reflekterar i stället en del av solljuset tillbaka till rymden. Det är därför som stoftmolnet ser ljusaktigt ut på bilden. Svavelpartiklarna värmer alltså inte upp atmosfären som sotet men de hindrar solljus att nå marken. Om man lägger ihop alla dessa effekter på jordens strålningsbalans finner man att stoftpartiklarna i medeltal leder till en markant avkylning av jordytan och en uppvärmning av atmosfären. I stora delar av Asien motverkar detta i hög grad uppvärmningen från koldioxid och andra växthusgaser.
... och för regnet till nya områden
Stoftmolnens påverkan på klimatet i södra och östra Asien studeras av andra forskare i ABC-projektet, från Indien, Kina, Sydkorea, Japan och USA. De gör mätningar från mark och från flygplan samt modellberäkningar. Dessa studier har visat att stora systematiska ändringar av nederbördens fördelning under de senaste årtiondena kan förklaras genom stoftmolnens tilltagande täthet och utbredning. Det gäller framför allt torkan i Sahel, en försvagning av sommarmonsunens regn i norra Indien och en ökad nederbörd i södra Kina, se diagram 2. Dessa klimatförändringar påverkar i sin tur vattenbalansen och förutsättningarna för jordbruk inom stora områden.
Mindre stoft - ökad klimatförändring
Ytterligare ett starkt skäl till att minska utsläppen av stoftpartiklar är deras påverkan på hälsan. Man uppskattar att minst en halv miljon människor dör i förtid varje år av denna orsak. Särskilt utsatta är de som vistas inomhus i närheten av öppna eldar och de som bor i starkt trafikerade städer.
Ett fundamentalt etiskt dilemma uppstår när det gäller motåtgärder mot partikelföroreningarna: om utsläppen minskar, vilket är önskvärt inte minst ur hälsosynpunkt, kommer växthuseffektens uppvärmning att slå igenom på ett tydligare sätt. Och en kraftig uppvärmning kan leda till synnerligen allvarliga konsekvenser för såväl hälsa som jordbruk och vattenförsörjning.
Författare
:
Henning Rodhe
är professor i kemsik meteorologi vid Meteorologiska Institutionen vid Stockholms universitet.