Pärlemormoln, PSC

Pärlemormoln, pärlemomoln, Polar Stratospheric Clouds (PSC) eller Nacreous clouds, bildas under vissa betingelser som uppenbarligen var uppfyllda i dag i Jämtland. Bilden ovan är tagen över från Frösön över Vallsundet, Storsjön under förmiddagen den 31 december, 2016. Under eftermiddagen syntes ännu kraftigare PSC:s.

Det är vackra moln som skiftar i färger liknande pärlemor därav namnet. På anrika JPL:s (Jet Propulsion Laboratory, NASA) hemsida kan man läsa att ”…called ”Mother of Pearl” by Scandinavians due to their iridescent appearance”.

De bildas på höjder mellan 15 och 30 km, dvs i stratosfären och påminner ofta lävågsmoln (linsmoln) i strukturen. Det är ingen händelse, pärlemomoln bildas ofta i vågrörelser när det blåser kraftigt över bergskedjor. Och idag var det kraftiga västliga vindar över Skanderna.

De är ovanliga och när de väl syns så är det så gott som alltid i polarområdena, norr om 60°N (söder om 60° S på södra halvklotet). Men det är inte bara den begränsningen, det är dessutom väldigt torrt i stratosfären och det förekommer överhuvudtaget väldigt lite moln här. (99,x% av alla moln finns i troposfären, från marknivå upp till 10-15 km höjd.) Det är sällan moln i stratosfären (men däremot finns det ozon, mer om det lite längre ner).

Det finns två sorters pärlemomoln, typ I och typ II. Jag börjar med II eftersom den är enklast och i stort sett liknar vanliga moln:

Typ II: Pärlemormoln bestående av iskristaller med temperaturer på ca -85°C.

Typ I: Mindre spektakulär än pärlemormoln, mer diffus och mindre ljusa färger. Ibland är pärlemormoln typ II inbäddade i dem. Typ I är inte riktigt lika kalla som typ II, men håller ändå ca -78°C. De är sammansatta av mer komplicerade ämnen eller vätskedroppar och kommer i tre olika former:
Typ Ia: Kristallina föreningar av vatten och salpetersyra – särskilt NAT, salpetersyra trihydrat HNO3.3H2O
Typ Ib: Små sfäriska droppar av en lösning av salpetersyra och svavelsyra.
Typ Ic: Små icke sfäriska partiklar av en metastabil salpetersyra i flytande fas.
Summa summarum: Typ I består huvudsakligen av vattendroppar med salpetersyra och svavelsyra.

Pärlemomolnen må vara vackra, men de bär på obehagliga egenskaper. De bidrar nämligen till nedbrytningen av ozon. Det är inte molnen i sig utan att det sker kemiska processer på deras yta. Det sker på två sätt:

1. De ger en yta som omvandlar de annars så stabila freonerna (som innehåller klor) till reaktiva former som bryter ner ozon.
2. De tar också bort kväveföreningar som annars hämmar inverkan av klor.

Det behöver vara kallt, omkring -80°C, det behöver finnas moln (PSC) och det behöver finnas solljus. Det är därför som nedbrytningen av ozonet är som kraftigast över Antarktis under våren. Det är främst pärlemomoln av typ I, dvs de minst färggranna, som bidrar till nedbrytningen av ozonet.

Dess ytor fungerar som katalysator som omvandlar stabila klorföreningar till aktiva fria radikaler, tex klormonoxid ClO som genom kedjereaktioner bryter ner fler ozonmolekyler. Steg två är att de, som ovan beskrivits, tar bort kväve genom dess gasform av salpetersyra. Detta kvävet hade neutraliserat klormonoxiden och bromsat nedbrytningen av ozonet.

Och så lite klimatförändringar på det: Under de senaste åren har stratosfären över Arktis varit kallare än vanligt och pärlemomolnen har funnits kvar längre tid under våren. Som ett resultat har ozonnivåer minskat. (Vid marken/havsnivån är det varmare än normalt, men i stratosfären är det kallare till följd av den förstärkta växthuseffekten.)

Jag har en personlig relation till dessa moln. Mitt examensarbete (1994) när jag läste meteorologi vid MISU, Stockholms Universitet, var att beräkna vad satelliten Odin skulle kunna utläsa av ozonskiktet.

/Martin