Hoe verplaatst luchtvervuiling zich op zeer grote hoogte in Azië?

Het Aziatische moesson-systeem is een van de grootste en meest energieke weersystemen ter wereld, met regens die een cruciale rol spelen in de voedselvoorziening van meer dan een miljard inwoners van Azië. De Utrechtse onderzoeker Thomas Röckmann maakt deel uit van een internationaal team van wetenschappers die nu de eerste wetenschappelijke missie uitvoeren naar de bovenste niveaus van het moessonsysteem, met behulp van een speciaal onderzoeksvliegtuig dat vanuit Nepal naar zeer grote hoogte vliegt. Het onderzoek helpt ons beter te begrijpen hoe dit weersysteem het wereldwijde klimaat beïnvloedt en hoe het in de toekomst kan veranderen.

Op 27 juli voerde het Russisch onderzoeksvliegtuig M55 Geophysica vanuit Kathmandu (Nepal) zijn eerste wetenschappelijke missie uit op een hoogte van meer dan 20 km, ongeveer twee keer de maximale vlieghoogte van normale vliegtuigen. Thomas Röckmann ontwikkelde de sampler die op deze vluchten wordt gebruikt om luchtmonsters uit de stratosfeer te nemen. “De luchtdruk op een hoogte van 20 km is heel laag, ongeveer eenvijftiende van de luchtdruk op de grond,” legt hij uit. “We gebruiken twee speciale compressoren om de lucht samen te persen, waardoor we kleine stalen glascylinders tot een druk van 4,5 keer de normaaldruk kunnen vullen.” Terug op de grond gaat de onderzoeksgroep van Röckmann metingen uitvoeren op de luchtmonsters, om de isotoopsamenstelling van broeikasgassen te bestuderen. “Daarmee kijken we naar transport van luchtvervuiling van de grond naar grote hoogtes, en hopen we de bronnen van deze vervuiling te identificeren."

Tijdens de zomer is de Aziatische moesson niet alleen belangrijk voor Azië, maar voor de weerpatronen van het hele noordelijk halfrond. De moesson fungeert als een lift, die enorme hoeveelheden lucht en verontreinigende stoffen vanaf het aardoppervlak tot niveaus boven 16 km hoogte vervoert. Dat is zo hoog dat de moessonlucht dan opstijgt naar de stratosfeer, de stabiele laag waarin de ozonlaag zich bevindt. Eenmaal in de stratosfeer verspreidt de moessonlucht zich over de hele wereld en houdt daar jarenlang stand. Satellietbeelden tonen een grote wolk aerosolen – kleine druppels of stofdeeltjes – recht boven het gebied van de Aziatische moesson, die zich uitstrekt van het Arabisch Schiereiland tot de oostkust van China.

Over de vorming en eigenschappen van de aerosolwolk boven de moesson weten klimaatwetenschappers nog weinig, en potentiële toekomstige veranderingen vormen een van de grootste onzekerheden voor klimaatvoorspellingen. Aerosolen kunnen het aardoppervlak verwarmen of afkoelen, afhankelijk van hun samenstelling en het samenspel met wolkenvormingsprocessen. Het is ook nog onduidelijk hoe de regenval van de moesson reageert op veranderingen in uitstoot van verontreinigende stoffen en op klimaatverandering.

Een internationaal team van wetenschappers onder leiding van het Alfred Wegener Instituut gaat nu aan de slag om meer kennis op te doen over deze processen. Teams van 37 onderzoeksinstellingen uit 11 Europese landen, de Verenigde Staten, Bangladesh, India en Nepal nemen deel aan het StratoClim-project, dat een belangrijke mijlpaal vormt in internationale onderzoekssamenwerking in de regio. Het Instituut voor Marien en Atmosferisch Onderzoek Utrecht (IMAU) is een van de betrokken instituten. Het StratoClim-project is het eerste project dat de hoogste punten van de moesson zal bestuderen.