Nattlysande moln över Moskva

Strax efter att Discovery och Christer Fuglesang landar börjar det internationella polaråret. Men redan under denna rymdfärd ska vår svenske astronaut fotografera nattlysande moln från rymdstationen om ljusförhållanden blir bra. Astronauternas övervakning av de nattlysande molnen kommer senare att bli ett viktigt bidrag för att förstå de vågor i lufthavet som styr luftens cirkulation i atmosfären.

I lufthavet fortplantar sig vågor på ett liknande sätt som i världshaven. Trots att de är svåra att observera har de stor effekt på hur luften sprider sig i atmosfären. Det innebär att till exempel stormar nära jordytan ger upphov till kraftiga vågor som sprider sig uppåt i atmosfären. Dessa vågor påverkar fenomen mycket högre upp i atmosfären, till exempel de mystiska nattlysande molnen på ca 80 kilometers höjd.

– Vi vill kunna beräkna hur luftvågorna förändrar de nattlysande molnen för att upptäcka om det skett någon långsiktig förändring. Då måste vi räkna bort de kortsiktiga bidragen från vågorna, säger Sheila Kirkwood, professor i atmosfärfysik på Institutet för rymdfysik (IRF) i Kiruna.

När forskarna sedan har rett ut hur vågorna påverkar de högtflygande molnen går det att studera dem för att upptäcka långsiktiga förändringar i luftvågornas beteende. Dessa förändringar kan i så fall tyda på mer bestående klimatförändringar.

Mer detaljerade kunskaper om luftens cirkulation i atmosfären kan också revidera vår klimathistoria. Det klimatarkiv som finns tillgängligt i form av iskärnor grundar sig nämligen delvis på isotopfördelningen i de spårgaser som isen har fångat. Men hittills har forskarna försummat påverkan från cirkulationen på de högsta höjderna i atmosfären.

– De uppåtgående vågorna styr cirkulation, där luften stiger uppåt i tropikerna och neråt vid polerna. Men däremellan ändrar sig isotopfördelningen i olika spårgaser. Mer kunskap om denna förändring kommer att förfina vår klimathistoria, säger Sheila Kirkwood.

Sheila Kirkwood undersöker själv de nattlysande molnen med hjälp av markbaserad radar. Radarekot reflekteras av laddade partiklar som finns inom samma områden som de nattlysande molnen. Forskarnas hypotes är att det rör sig om laddade ispartiklar som är mindre än de som syns i molnen. Laddningen kan komma från meteorer, från de energirika elektroner och protoner som även ger upphov till norrsken eller från solljuset.

Tillsammans med ett omfattande kameranätverk, satellitbilder och bilder från den internationella rymdstationen ISS hoppas IRF:s forskare kunna jämföra molnen och deras rörelser över Arktis och Antarktis.

– Det är svårt att se molnen i Antarktis, säger Sheila Kirkwood. Det måste vara mörkt för att man ska se dem och de syns bara på sommaren på Antarktis. Och då lyser solen hela dygnet över land. De tillräckligt mörka zonerna ligger på havet och därifrån är det svårt att observera molnen.

Därför blir bilderna från ISS extra viktiga, tillsammans med satellitbilder, till exempel från den amerikanska satelliten AIM som ska sändas upp i mars 2007. Övervakningen från rymden slipper ta hänsyn till vanliga moln som skymmer markbaserade observationer. De kan också se över stora områden samtidigt, till skillnad från mätningarna från Antarktis som bara kan rikta sig mot en punkt.

– Bilderna från rymdstationen ger oss större chanser att få samtidiga mätningar från olika platser och ger oss en mycket bättre bild av molnens rörelser, konstaterar Sheila Kirkwood.