Contrails - Research, comments and links

Contrails and Aviation Cirrus 
Global Dimming (02)

Global Dimming (01)

Horizon reveals potential huge increase in global warming


BBC TWO's Horizon - [January 13th, 2005] - reveals for the first time the devastating affects of a phenomenon that scientists are calling 'global dimming'. 

It may already have led to the terrible famine in Ethiopia in the Eighties and, perhaps even more worryingly, it may have masked the full effects of global warming. According to work revealed exclusively on the programme by Dr Peter Cox of the Met Office's Hadley Centre - Britain's leading institute for climate research - in the next hundred years temperatures worldwide could rise by as much as ten degrees Celsius, twice as quickly as previously thought and enough to turn tracts of Britain into a desert. Furthermore Dr Cox fears that unless action is taken swiftly, an unstoppable chain of climatic disasters may be set in motion in just 20 years. 

The story of the unmasking of global dimming is as good as any thriller. Two years ago climatologists noticed that the heat of the sun had been dropping dramatically for several decades � for example by up to 10% in the USA and 16% in parts of Britain. No-one had noticed because the loss of heat from the sun had been offset by global warming.

The dimming is a bizarre by-product of the fossil fuels that cause global warming. It is caused by tiny airborne particles of soot, ash and sulphur dioxide reflecting back the heat of the sun. But it is the effects of dimming that have really alarmed scientists. The heat of the sun is vital for seasonal rains like monsoons. 

Recent work shows a direct link between dimming and the failure of the rains in Sub-Saharan Africa in the Eighties � the terrible droughts that afflicted Ethiopia, and led to the creation of Band Aid. In other words, that African catastrophe may have been partly caused by western air pollution from cars and power stations. Professor Veerabhadran Ramanathan of the University of California now believes that the same thing could affect areas populated by billions of people, eg India, where in recent years the monsoon has been coming later and later. The worry is that one day it won't come at all. 

Fortunately, the cure for the problem is relatively straightforward: simply clean up our emissions. Scrubbers in power stations and catalytic converters in cars � things many people are doing anyway � cut particle pollution and remove the cause of global dimming. But there is a catch: as we tackle the dimming, the full power of global warming will be revealed. This was the discovery of Dr David Travis of the University of Wisconsin. In the days immediately after 9/11 the entire United States commercial airfleet was grounded for three days. Dr Travis believed that aircraft vapour trails were themselves a significant contributor to solar dimming, and he found that their three day absence alone resulted in a massive jump in the daily temperature range � the difference between the highest daytime temperature and the lowest night time temperature. This important climatic variable increased by more than one degree Celsius over the three days of the grounding.

The unforeseen climatic effects of 9/11 suggest that if we remove other causes of dimming, the impact on global temperatures could be huge. Dr Cox now believes the cooling effects of dimming may be the reason that, so far, global warming has been relatively muted, despite the rapid rise in greenhouse gases. In effect, two different forms of pollution � the airborne particles that cause visible air pollution, and invisible greenhouse gases like carbon dioxide - have been cancelling each other out, leading scientists to underestimate the power of global warming. Dr Cox has now factored global dimming into the models for global warming and the effect is dramatic.

If nothing is done to tackle global warming then in just 20 years, Dr Cox believes, the globe could see a two degree increase � enough to begin the irreversible melting of the Greenland ice sheet and start the flooding of our cities. Within 40 years, temperatures could be four degrees higher � enough to ignite the rainforests. And, by the end of the century, if Britain does nothing about greenhouse gases, it will have a climate like that of North Africa, and our green and pleasant land will have become a desert.

Horizon: Global Dimming is a DOX production for BBC TWO.
The producer is David Sington and editor is Matthew Barrett.


Global Dimming
Horizon producer David Sington answers questions about global dimming.
Programme summary
Programme transcript

Why would particles in the atmosphere cause global dimming?
It's very simple - they reflect sunlight back into space. This fact has been well-known for many decades (it is why volcanoes, which can throw vast numbers of sulphate particles into the upper atmosphere, can have a strong temporary cooling effect on the Earth).

What came as a surprise was the so-called indirect effect, whereby particles in the atmosphere change the optical properties of clouds. This happens because the presence of man-made particles in the atmosphere increases the number of sites where water droplets can form. The effect is that up to six times as many water droplets form in a polluted air mass as would naturally, but since the amount of water vapour in the atmosphere does not change, the droplets have to be smaller than they would naturally be.

Since the reflectivity of the clouds depends on the surface area of the droplets, these polluted clouds are more reflective than unpolluted ones (since many small droplets have a bigger surface area than fewer big ones). By reflecting more sunlight back into space these more reflective clouds cut down the sunlight reaching the surface - hence contributing to global dimming.[..]

If the 9/11 contrail evidence suggests warmer nights due to the air travel, isn't that global warming rather than dimming?
The 9/11 study showed that removing contrails resulted in a large increase in the daily temperature range - in other words warmer days and cooler nights. The study does not really provide a clear-cut answer to the question of whether the overall effect of the contrails is a net warming or a net cooling averaged over the whole 24 hours. This question is controversial. But what seems clear is that contrails contribute to a reduction in the amount of daytime solar radiation reaching the surface, and that this has significant effects on temperature.

Given the effect of the air traffic, is there any way to reduce the pollution they cause? For example, changing altitude, fuels and engines or economic measures?
Contrails form at altitude, so in theory flying lower would reduce them - but at the cost of burning even more aviation fuel and therefore making a still greater contribution to global warming. [..]

Are scientists often sceptical of findings that go against the current orthodoxy?
Yes, for good reason - usually the orthodoxy is correct. A famous physicist once told me that if you doubt every new idea in science you will be right 90% of the time, but you will be wrong the only time it matters.[..]

The only surprise is that the warming has not been greater - which is where global dimming comes in. Unfortunately, there is still a very large range in the estimates of the cooling effect of dimming - by up to a factor of four. What seems to have been established already, however, is that the cooling effect of dimming is far larger than previously thought. This may explain why the world has not already warmed more strongly - the cooling effect of particle pollution has been offsetting the warming from carbon dioxide. If so, then we are in for far faster warming in the future as particle emissions are brought under control while greenhouse gas emissions continue to rise.[..]"


Solar Energy and Aviation Clouds
The following letter was e-mailed it to 24 different solar energy dealers:


Subject : Solar Power and Aviation Clouds

My home is solar powered. For several years I have noticed how the sky is being whited-out, almost on a daily basis, by aviation traffic. This problem is becoming worse and exists everywhere in the
USA (and world I'm told). I suspect that this is a concern of yours considering the business you are in..

I am looking for groups of people or organizations that are serious about addressing this problem. So far, all I have found are conspiracy theorists or those (such as my senators and representative) that claim nothing is wrong or different about the sky. Any direction you can provide me will be greatly appreciated.

Global Dimming
Fenomeen drijft klimaatwetenschappers tot wanhoop en maakt de omvang van het klimaatprobleem onvoorspelbaar. Na Global Dimming nu Global Brightening  

Auteur: Marjolein Ekkelboom  Bron: OneWorld 

Het is de afgelopen eeuw steeds donkerder geworden op onze planeet. Door luchtvervuiling bereikt minder zonlicht de aarde; een fenomeen dat de naam Global Dimming kreeg. Nu blijkt dat inmiddels ook het tegenovergestelde gebeurt: door het terugdringen van de luchtvervuiling, neemt de intensiteit van het zonlicht op veel plaatsen juist weer toe. Ook in Nederland, volgens onderzoeker Rob van Dorland van het KNMI.

Global Dimming, ofwel wereldwijde verduistering, heeft volgens onderzoekers de aarde tot nu toe afgekoeld zonder dat we dat wisten. Vuile deeltjes in de lucht, die vrijkomen bij het verbranden van brandstoffen, blokkeren het zonlicht, waardoor de aarde afkoelt. Global Dimming remt het broeikaseffect, de opwarming van de aarde, dus af.
Nu we de laatste jaren de luchtvervuiling terugdringen valt dit verkoelende effect voor een deel weg. Het zou dus kunnen dat de opwarming van de aarde, nu de rem eraf is, nog veel sneller gaat. Global Dimming heeft de werkelijke omvang van het broeikaseffect mogelijk verdoezeld. Mogelijk, want wetenschappers buitelen over elkaar heen met tegengestelde theorie�n.
Een van de eerste wetenschappers die het fenomeen Global Dimming op het spoor kwam is de Britse wetenschapper Gerry Stanhill. Stanhill werkte in de jaren vijftig als onderzoeker aan een irrigatieproject in Isra�l. Het was Stanhills taak om te meten hoe sterk de zon scheen, zodat boeren konden berekenen hoeveel water de gewassen nodig hadden.
Halverwege de jaren tachtig besloot Stanhill de metingen over te doen. Hij wilde weten of ze nog klopten. Hij vergeleek deze recente metingen met de gegevens die vijftig jaar geleden waren opgetekend. Tot zijn grote verbazing zag hij dat in Isra�l de afgelopen vijf decennia 22 procent minder zonlicht de aarde bereikte.
Gefascineerd door deze uitkomst bekeek Stanhill alle data die er beschikbaar was over zonnestraling wereldwijd. Hij ontdekte dat de vermindering in zonnestraling niet alleen een Isra�lisch verschijnsel is. Dit fenomeen komt over de hele wereld voor.
In de Verenigde Staten, in delen van de Sovjet Unie en in Groot-Brittanni�; overal was een significante daling waargenomen. Hoewel de uitkomsten van plaats tot plaats sterk uiteenliepen, kon uit de metingen worden geconcludeerd dat elke 10 jaar ��n tot twee procent minder zonlicht de aarde bereikte.
Stanhill noemde dit verschijnsel Global Dimming. Zijn onderzoek werd niet serieus genomen. De meeste klimatologen die de rapporten bestudeerden geloofden zijn bevindingen simpelweg niet.
In dezelfde periode onderzocht de Zwitserse geograaf Atsumu Ohmura het verband tussen klimaat en zonnestraling in zijn land. Aan de hand van gegevens die zijn voorgangers in de jaren zestig hadden vastgelegd kwam ook hij tot de conclusie dat er tien procent minder zonlicht het aardoppervlak bereikte. Tien procent minder zonlicht in nog geen drie decennia! Ohmura dacht dat de zon op het punt stond uit te doven. Maar ook aan zijn bevindingen werd geen aandacht besteed.
De vondsten van Stanhill en Ohmura druisten in tegen alle bekende klimatologische onderzoeken. Midden jaren tachtig kwam er juist steeds meer bewijs dat het warmer werd op aarde. De zwakker wordende zon was volgens onderzoekers astronomisch gezien onmogelijk. Zij dachten dat de zon in de komende miljarden jaren juist feller gaat schijnen. Er zou dus meer zonlicht de aarde moeten bereiken.
Met de aandacht voor het klimaatprobleem, neemt ook de aandacht toe voor het fenomeen dat Stanhill en Ohmura beschreven. In verschillende media verschenen de afgelopen tijd alarmerende berichten over Global Dimming.
Oorzaken van Global Dimming
Vermindering van de hoeveelheid zonlicht op aarde heeft een aantal oorzaken, volgens Rob van Dorland van het KNMI. Toename van bewolking kan een oorzaak zijn. Van Dorland: 'De toename in bewolking wordt geschat op twee procent. Dat is heel erg weinig. Daar komt bij dat er 's nachts geen waarnemingen worden gedaan. Het is dus heel moeilijk boven water te krijgen of dit percentage klopt. Daarbij is het belangrijk te weten welke bewolking toeneemt. Als er meer hoge bewolking is dan heeft dat geen dimmend effect omdat de zon daar doorheen schijnt.'
Ook de toename van kleine, zwevende stofdeeltjes en druppeltjes in de atmosfeer, a�rosolen genoemd, kan Global Dimming veroorzaken. Veel van de a�rosolen komen uit de natuur; zand van zandstormen, zoutdeeltjes uit de oceaan, ijskristallen en de as die in de lucht terechtkomt bij bosbranden en vulkaanuitbarstingen.
De mens doet daar nog een schepje bovenop. Energiecentrales, fabrieken en ook het weg- en luchtverkeer stoten roet en zwaveldioxide uit. Dit zorgt voor extra a�rosolen in de lucht. Deze, en de natuurlijke a�rosolen, bepalen in grote mate de reflectie en absorptie van zonlicht in de atmosfeer.
Van Dorland: 'Er zijn witte en zwarte a�rosolen. De witte aerosolen kaatsen zonlicht terug. Door de nitraten, sulfaten en zwaveldioxine in de stofdeeltjes. Zwarte a�rosolen bestaan uit roet. Roet heeft de eigenschap om zonlicht te absorberen. Hierdoor warmt de lucht op.' Ook kunnen a�rosolen de wolkenvorming be�nvloeden.
Global Brightening
 De huidige studies naar Global Dimming gaan er vooral van uit dat de toename van a�rosolen, en daarmee hun effect op de wolkeneigenschappen, de vermindering van zonlicht veroorzaken. Maar er zijn grote regionale verschillen. In Nederland en delen van Europa zijn de a�rosolconcentraties de laatste decennia gedaald door maatregelen die de overheid heeft genomen om uitstoot van schadelijke stoffen te beperken. Ook is er in Nederland eerder sprake van toename van zonlicht dan van afname. Ook elders lijkt de hoeveelheid zonlicht sinds 1990 juist weer toe te nemen; een fenomeen dat Global Brightening wordt genoemd.
Van Dorland: 'In Nederland lijkt dit zo te zijn. Maar de fluctuaties in de metingen die zijn gedaan, zijn erg groot. Daarnaast is 2003 een heel zonnig jaar geweest. Hierdoor lijkt het dat er in Nederland meer zonlicht is dan voorheen, maar dit kunnen we niet met zekerheid stellen'.

Zonlichtmetingen: Geel toont waar meer zonlicht is gemeten, bruin waar het zonlicht afnam. Foto:Pacific Northwest National Laboratory.

Het effect dat Global Dimming op het milieu heeft is volgens Van Dorland moeilijk te bepalen. Sommige effecten zijn temperatuurverhogend, andere zorgen juist voor een verlaging in de temperatuur. Bovendien is de hoeveelheid zonlicht alleen gemeten boven land, terwijl het overgrote deel van het aardoppervlak uit water bestaat.
Van Dorland: 'Zolang wij niet weten hoe Global Dimming ontstaat kunnen wij ook niets zeggen over de effecten hiervan. We weten niet of Global Dimming het broeikaseffect versterkt of niet.' Van Dorland denkt dat de hoeveelheid witte aerosolen zal afnemen doordat we zwavel uit de lucht kunnen houden. Maar de zwarte aerosolen zullen toenemen, vooral door de opkomst van de industrie in ontwikkelingslanden als India en China.
De gevolgen van Global Dimming zijn ongewis, en dat is dus juist het probleem, aldus Van Dorland. De doemscenario's waar sommige wetenschappers mee zwaaien kunnen schromelijk zijn overdreven....maar ze kunnen ook werkelijkheid worden.


Contrails are Bad News  (Startpage)