Fördjupning molnbidning

Varifrån kommer alla moln och vad bestämmer hur stora dropparna blir i ett moln? Moln bildas då luftens vattenånga kondenserar på små partiklar som finns i luften. Detta sker endast då luften är övermättat på vatten (mer än 100 % relativ luftfuktighet). Då luften är övermättat på vatten kommer gasformigt vatten att börja kondensera på alla tillgängliga ytor. Nära marken finns många ytor för vattnet att kondensera på men högre upp i luften finns endast små partiklar (droppar eller fasta partiklar) som fungerar som molnbildningskärnor (CCN – Cloud condensation nuclei). Dessa partiklar är oftast runt 100-300 nm stora och kan inte ses med blotta ögat men behövs för att kunna bilda en molndroppe. För att bilda ett moln behövs alltså partiklar och luft övermättad på vattenånga. Det vanligaste sättet en luftmassa blir övermättat på vattenånga är genom avkylning då luften stiger uppåt i atmosfären. Molnbilningsprocessen sker då  luften stiger uppåt och kyls av, den blir övermättnad och vattenånga kondenserar på tillgängliga små partiklar. Dessa små partiklar växer och blir till större vattendroppar. Desto större partiklarna blir desto större chans att de tar upp  mer vatten, större yta för kondensation.

När vattnet kondenserar på partiklarna minskar övermättnaden och molnbildningsprocessen avtar. Molnbildningsprocessen innebär därför en slags tävlan för partiklarna i luften i att ta upp vatten och växa till. Har man många partiklar i luften så är det fler som tävlar om det vatten som finns och det bildas många molndroppar men inte så stora som om det fanns få partiklar i luften. Man kan här tänka sig att om man skapar fler partiklar i luften, till exempel genom mänskliga utsläpp, får man moln med fler små partiklar vilka sprider solljus mer effektivt och därmed kyler av jordytan. Det bör dock påpekas att denna bild av molnbildning är förenklad men ger en grov förståelse och att den exakta påverkan på molndropparnas antal och storlek är mycket komplicerad och förutom storlek också beror på till exempel partiklarnas kemiska sammansättning. Naturligtvis påverkas molnbildningen också av hur snabbt luften stiger och därmed avkyls. En annan aspekt på molnegenskaper är molnens förmåga till nederbörd. Nederbörd innebär att 1000-tals molndroppar slås ihop och blir så stora så de får en tillräckligt hög fallhastighet så de kan nå marken innan de avdunstar. Denna egenskap hos moln är självklart mycket viktig för till exempel jordbruket och förekomst av dricksvatten men även för energiproduktion med vattenkraft och översvämningsproblematik. Man har sett att har man många små droppar så är det svårt att bilda tillräckligt stora regndroppar vilket gör att moln bildade av luftmassor med många partiklar inte ger lika mycket nederbörd som moln med stora molndroppar.

Hur kommer morgondagens moln att se ut? Detta är de inga som idag vet exakt då molnbildningen är så väldigt komplex. Dock vet man att molnbildningen kommer att påverkas av hur jordens temperatur och förekomsten av partiklar i luften varierar. Ändras temperatur kommer till exempel även mängden vattenånga i atmosfären att ändras, varmare ger mer vattenånga. Förekomsten av partiklar är väldigt olika på olika platser och tidpunkter då partiklar endast stannar i atmosfären upp till några veckor. Denna stora variation försvårar förutsägelse om framtida molnbildning. Det bör dock påpekas att förekomsten av partiklar, dess egenskaper och variation är något som är mycket betydelsefullt för molnbildning och att det pågår en mängd olika forskningsprojekt för att kunna förestå och förutsäga partikel-molnbildningsdynamik både idag och för framtiden.