Uçakla seyahat ederken pencereden dışarı baktığınızda gördüğünüz beyaz ve pamuksu bulut yığınları, aslında göründüğünden çok daha karmaşık bir fiziksel yapıya sahip. Bilim insanları uzun zamandır bulutların üst yüzeyinde neler olup bittiğini tam olarak çözemiyordu, ancak New York’taki Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'ndan gelen son haberler bu gizem perdesini aralıyor.

Araştırmacılar, lazer tabanlı bir uzaktan algılama cihazı olan lidar teknolojisini baştan yaratarak bulutların dokusunu yaklaşık 1 santimetre hassasiyetle incelemeyi başardı. Bu, mevcut cihazlardan 100 ile 1000 kat daha net bir görüntü elde edilebilmesini sağlıyor.

Geliştirilen bu yeni teknoloji, bulutların iç kısımları ile en üst tabakaları arasındaki yapısal farkı ilk kez deneysel olarak ortaya koyuyor. Araştırmanın lideri Fan Yang, bu cihazı “bulutlar için bir mikroskop” olarak tanımlıyor. Sistem o kadar hassas çalışıyor ki, ultra hızlı lazer darbeleri buluta çarptığında dışarı fırlayan tek bir fotonu, yani kütlesiz ışık parçacığını bile sayabiliyor. Özel bir algoritma ise bu sinyalleri işleyerek bulutun detaylı bir profilini çıkarıyor. Ekip, bu teknolojiyi test etmek için Michigan’daki bir bulut odasına giderek yapay bulutlar oluşturdu ve damlacıkların bulut içinde nasıl dağıldığını saniye saniye kaydetti.

Bulutun tepesindeki kaos: Mevcut modeller neden yanılıyor?

Mevcut atmosfer modellerinin bulut fiziğini açıklamakta yetersiz kaldığının görülmesi ise oldukça şaşırtıcı. Lidar ölçümleri, bulutun iç kısımlarında damlacık dağılımının oldukça düzenli ve homojen olduğunu, ancak en üst tabakada durumun tam tersine döndüğünü gösterdi. Başka bir deyişle, bulutların üst kısımlarındaki damlacıklar adeta düzensiz bir karmaşa içinde hareket ediyor. Araştırmacılar bu dengesizliği iki temel sürece bağlıyor: Dışarıdan gelen kuru havanın içeri çekilmesi ve yerçekimi etkisiyle damlacıkların boyutlarına göre çökelmesi.

Bulutun iç kısımlarında hava oldukça türbülanslı olduğu için damlacıklar hemen birbirine karışıyor ve her yerde benzer bir yoğunluk oluşuyor. Ancak bulutun en üst sınırında türbülans daha zayıf olduğu için ağır damlacıklar hızla aşağı çökerken, hafif olanlar yukarıda kalıyor ve bu da parçalanmış bir yapı meydana getiriyor. Birçok meteorolojik model, damlacıkların bu farklı düşüş hızlarını hesaba katmıyor veya hepsini tek bir hızda kabul ediyor.

İşte bu basitleştirme, bulutların güneş ışığını ne kadar yansıttığı ve ne zaman yağmura dönüşeceği konusundaki tahminlerde büyük sapmalara yol açıyor. Yeni geliştirilen bu teknoloji, iklim modellerindeki belirsizliği azaltarak hava durumu tahminlerini çok daha güvenilir hale getirecek gibi görünüyor.