Verbeterde voedselproductie (8f): De regenmakers - Als het regent maken ze nog meer wolken met nieuwe regen en die wolken houden de zon tegen

Regen is van cruciaal belang voor al het leven op onze planeet. Regen is de start van de hydrologische cyclus. Regen kan alleen plaatsvinden als er wolken vormen. Wolken vormen zich doordat waterdamp van fase verandert: de waterdamp condenseert tot waterdruppels of desublimeert /rijpt tot ijs. In heel schoon water wat wordt afgekoeld onder de 0 graden C, zullen geen ijskristallen vormen tot ongeveer -40 graden als ineens alles bevriest. Om wel de eerste ijskristallen te laten vormen zijn condensatiekernen (condensatie kernen, Condensation Nuclei, CN) en bevriezingskernen (Ice Nuclei, IN) nodig, waar het ijskristal op kan vormen. Hiervoor moet het water dus een beetje vervuild zijn. Hier zijn heel veel verschillende materialen voor, stof, roet, klei, zoutkristallen, vulkanische as etc. De natuur blijkt echter ook een bijdrage te leveren en allerlei producten te leveren waarop condensatie dan wel sublimatie kan plaatsvinden. De natuur (planten en bodemleven) beinvloeden in die zin dus ons klimaat in zeer sterke mate (zie ook deze video).
In zes blogs binnen de serie "verbeterde voedselproductie" wordt stilgestaan bij verschillende natuurlijke materialen of producten waarop condensatie kan plaatsvinden en naar wanneer de productie van deze kernen (verhoogd) plaatsvind:

• In blog vv 3a wordt uitgelegd hoe bomen stoffen (zogeheten VOC's) produceren die als condensatiekernen kunnen dienen. Bossen kunnen dus hun eigen wolken creeeren (zie daarvoor ook blog vv3b en blog vv3c).
• In blog vv 8a wordt ingezoomd op schimmels: de sporen van schimmels blijken ook condensatiekern te zijn. Mogelijk dat zelfs 25% van alle condensatiekernen sporen van schimmels zijn.
• In blog vv 8b wordt gekeken naar andere natuur producten waarop condensatie kan plaatsvinden: bacterien, pollen en de door plankton en algen geproduceerde stof dimethyl sulfide (DMS) kunnen allemaal als condensatiekern optreden.
• In blog vv 8e wordt gekeken naar welke bijdrage virussen kunnen leveren als condensatiekern.
• In blog vv 8f (deze blog) wordt gekeken naar hoe de neerslagkernen toenemen tijdens regenbuien en wat de invloed van deze extra wolken boven bossen vervolgens is. 
• In blog vv 8g wordt gekeken naar de samenhang tussen verdamping, luchttemperatuur, aerosolen en extreme dan wel milde neerslag.

De timing van biologische condensatiekernen

In de hier boven aangegeven blogs is gekeken naar hoe verschillende biologische producten kunnen bijdragen aan wolkenvorming. De natuur blijkt een scala aan producten te hebben die hier een bijdrage aan kunnen leveren, bomen produceren stoffen die condensatiekern kunnen worden, schimmelsporen kunnen condensatiekern zijn, maar ook bacterien, pollen en zelfs in beperkte mate virussen.
De beinvloeding van het weer door deze biologische producten gaat echter nog verder, ze worden niet alleen geproduceerd, ze blijken ook nog eens op het juiste moment te worden geproduceerd: de timing van het produceren en lanceren van deze producten blijkt samen te hangen met neerslag.

In 2013 is een studie verschenen die gekeken heeft naar de productie van biologische condensatie kernen tijdens perioden met neerslag. Het onderzoek vond plaats in een bosgebied in de bergen van Colorado in de VS. Allereerst is hierbij de neerslagintensiteit gemeten (weergegeven in mm/uur) die gedurende een week is gevallen (bovenste blauwe lijn in onderstaande grafiek). In deze zelfde periode zijn ook metingen gedaan en zijn monsters genomen om de hoeveelheid biologische (schimmels en bacterien) aerosolen (tweede groene lijn) en het totale aantal aerosolen (derde lijn) te meten. Het fascienerende resultaat is dat tijdens de regen het gehalte biologische aerosolen toeneemt (vierde lijn). De natuur probeert dus te zorgen voor nieuwe wolken, zodat benedenwinds nieuwe nieuwe neerslag kan vallen.

Bron: https://acp.copernicus.org/articles/13/6151/2013/

Impact van wolkenvorming

Deze toegenomen wolkenvorming blijkt echter van groot belang te zijn. In een artikel (nieuwsbericht 1, nieuwsbericht 2, artikel) wat in 2021 is verschenen, beschrijft het uitgevoerde onderzoek.
De grote vraag bij de aanplant van bossen is, heeft de verandering van het albedo effect tot gevolg dat het bos uiteindelijk bijdraagt tot een opwarming van de aarde (een bos absorbeert veel energie van de zon en kaatst dus minder energie terug de ruimte in ten opzichte van kale grond). Het project wat wil proberen om de Sinai om te vormen tot een bos, werd dan ook als fake bestempeld door Facebook.
De studie laat echter een effect zien wat tot nog toe eigenlijk niet wordt meegenomen in klimaatmitigatie studies: de invloed van wolken, omdat wetenschappers wolken niet goed kunnen bestuderen.
De studie heeft gekeken naar gebieden tussen 30 en 45 graden breedtegraad, de gebieden waar de grootste twijfel over bestond of vergroening hier een positieve impact kan hebben. De studie laat zien dat wolkenvorming boven bossen vaker plaatsvindt dan boven graslanden en andere gebieden met lage vegetatiegroei. Daarnaast vormen de wolken zich vaak vroeg in de middag, waardoor het verkoelend effect vanuit de wolken langer duurt. Volgens Rice Universiteit in Texas geldt daarbij, dat hoe meer condensatiekernen aanwezig zijn (waar de andere in het begin genoemde 4 blogs dieper op ingaan), hoe meer kleinere druppels worden gevormd. Omdat er echter veel meer kleinere druppels zijn, blijven de wolken langer hangen. Hierdoor kunnen ze ook meer zonlicht weerkaatsten. De combinatie van koolstofopslag in de bosbodem en de extra wolkenvorming die langer in de lucht blijft hangen als gevolg van de aanplant van het bos compenseert de grotere opname van zonlicht ruimschoots. Daarmee draagt het aanplanten van bossen in deze gebieden dus bij aan de afkoeling van de aarde. .

Conclusie

De natuur beschikt over geweldige mechanismen om de planeet in balans te houden. Op verschillende manier is de natuur in staat om condensatiekernen uit te stoten. Maar condensatie kan alleen optreden als er ook water is wat wil condenseren. En ook daar heeft de natuur rekening mee gehouden: als het regent worden meer biologische condensatiekernen geproduceerd en de lucht in geschoten, waardoor benedenwinds meer regen kan vallen.
Al deze wolkenvorming boven bossen (waar de schimmels en bacterien geproduceerd worden), dragen echter ook bij aan het afkoelen van onze planeet. Want waar bossen theoretisch zouden kunnen bijdragen aan de opwarming van de aarde (ze nemen meer zonlicht op, dan kale grond), zorgt juist alle wolkenvorming boven bossen ervoor dat dankzij deze wolkenvorming per saldo meer zonlicht wordt teruggekaatst, waardoor bossen bijdragen aan de afkoeling ipv opwarming van de planeet.

Bronnen:

- https://climatefeedback.org/claimreview/deserts-cool-the-planet-by-reflecting-solar-radiation-to-space-vegetated-areas-have-an-overall-warming-effect-so-planting-trees-in-deserts-doesnt-necessarily-cool-the-planet-the-guardian/
- https://acp.copernicus.org/articles/13/6151/2013/acp-13-6151-2013.pdf
- https://engineering.princeton.edu/news/2021/08/09/planting-forests-may-cool-planet-more-thought
- https://www.greenthesinai.com/restoring-ancient-weather
- https://phys.org/news/2021-08-forests-cool-planet-thought.html
- https://www.pnas.org/content/118/33/e2026241118
- http://earth.rice.edu/mtpe/atmo/atmosphere/topics/aerosols/aero_clouds.html

Verbeterde voedselproductie 8e                 Verbeterde voedselproductie 8g