Het Nederlandse fijnstofinstrument SPEXone, dat een jaar geleden werd gelanceerd aan boord van NASA’s klimaatsatelliet PACE, heeft drie gedetailleerde wereldkaarten opgeleverd die nieuwe inzichten bieden in de rol van aerosolen bij klimaatverandering.
Fijnstof, of aerosolen, bestaat uit minuscule deeltjes zoals roet, as en woestijnstof van zowel natuurlijke als menselijke oorsprong. Hun invloed op het klimaat is tweeledig: direct door zonlicht te reflecteren of absorberen, en indirect door hun rol in de wolkenvorming. Hoewel bekend is dat aerosolen een netto afkoelend effect hebben op de aarde, blijft de exacte omvang van deze invloed onduidelijk. Huidige schattingen suggereren dat dit effect de mondiale opwarming met 0,2 tot 0,9 graden Celsius dempt. Het recordwarme jaar 2024 heeft aangetoond hoe veranderingen in bewolking, mede beïnvloed door fijnstof, een directe rol spelen in extreme temperaturen.
Drie wereldkaarten
Na een jaar van observaties heeft SPEXone drie belangrijke wereldkaarten geproduceerd die dit fijnstof in kaart brengen. De eerste kaart toont de totale hoeveelheid aerosolen en laat zien waar fijnstof zich ophoopt in de atmosfeer en hoe de verdeling varieert per regio.
De tweede kaart geeft inzicht in de verhouding tussen fijne en grove deeltjes. Hieruit blijkt dat industriegebieden en regio’s met veel bosbranden voornamelijk fijne deeltjes produceren, terwijl woestijnen en oceanen juist grovere aerosolen genereren.
De derde kaart richt zich ten slotte op reflecterende en absorberende aerosolen en toont welke deeltjes zonlicht terugkaatsen en dus een afkoelend effect hebben, en welke juist warmte absorberen en zo bijdragen aan opwarming.
Otto Hasekamp, wetenschappelijk leider van het SPEXone-team bij SRON, licht aan Scientias.nl toe dat de mondiale fijnstofverdeling duidelijke seizoenspatronen vertoont: “In de zomer zien we de grootste bijdrage van woestijnstof, terwijl zowel zomer als winter worden gekenmerkt door grote hoeveelheden fijnstof van Afrikaanse bos- en savannebranden.” Naast deze algemene verdeling zijn er ook duidelijke effecten zichtbaar van grote natuurlijke gebeurtenissen. “Bosbranden leveren een grote bijdrage aan de totale hoeveelheid fijnstof mondiaal. Ook woestijnstof levert een belangrijke bijdrage”, aldus Hasekamp. Daarnaast zien de wetenschappers bijvoorbeeld ook de recente uitbarsting van de Indonesische Ruang-vulkaan terug in de data.
Verbetering van klimaatmodellen
De gegevens van SPEXone worden nu gebruikt om klimaatmodellen verder te verfijnen. Een belangrijk vraagstuk dat nog moet worden opgelost, is de invloed van aerosolen op wolken. Fijnstofdeeltjes dienen als condensatiekernen waarop waterdamp zich verzamelt en wolkendruppels vormen. Hoe kleiner de druppels, hoe meer zonlicht ze reflecteren, wat bijdraagt aan afkoeling. Maar de precieze mate waarin dit gebeurt, is nog onzeker. De wereldkaart met deeltjesgrootte kan helpen om dit effect beter in klimaatmodellen te integreren.
“We verwachten de klimaatmodellen te verbeteren in de aspecten die direct gerelateerd zijn aan de eigenschappen die SPEXone meet: de verhouding tussen reflectie en absorptie van zonlicht (en daarmee het effect van aerosol op straling), de oorsprong van de deeltjes (en daarmee de verschillende emissiebronnen), en de grootte van de deeltjes”, zegt Hasekamp. Deze informatie, gecombineerd met wolkenmetingen van andere PACE-instrumenten, stelt de wetenschappers in staat om de invloed van aerosolen op wolken beter te beschrijven.
Nederlandse innovatie in de ruimte
SPEXone is het resultaat van een samenwerking tussen verschillende Nederlandse organisaties. SRON Netherlands Institute for Space Research leidde de wetenschappelijke aspecten van het project, terwijl Airbus Netherlands B.V. verantwoordelijk was voor de technische realisatie, waaronder assemblage en het testen van het instrument. TNO leverde aanvullende technische expertise. Het Nederlandse ruimtevaartagentschap NSO faciliteerde het project, met financiering van het Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap (OCW).
Minister van OCW Eppo Bruins benadrukt in een persbericht het belang van deze missie: “De atmosfeer is een complex systeem en het klimaat is van grote invloed op ons leven. We hebben nog onvoldoende kennis over de precieze werking van de atmosfeer en werking van klimaatverandering. Met dit onderzoek kunnen de klimaatmodellen sterk verbeterd worden, de kennis kan zo meteen benut worden.”
De volgende stappen
Nu er een jaar aan data is verzameld, richt het onderzoek zich op verdere toepassingen en verbeteringen. “We gaan specifiek kijken naar het effect van verwoestijning in landen als Spanje op de woestijnstofconcentratie boven Europa”, zegt Hasekamp. Daarnaast wordt gewerkt aan de verdere verfijning van de data-analyse. “We blijven de SPEXone-metingen valideren en werken aan verbeteringen in de dataverwerkingsketen”, concludeert de onderzoeker. De resultaten van het onderzoek worden gepubliceerd in het wetenschappelijke vakblad Geophysical Research Letters.
