Bakterier skal forbedre fremtidens vejrudsigter

Bakterier lever ikke kun i dine bisser, dit badeværelse og din baghave.

Selv højt oppe i atmosfæren over os er der fundet bakterier, og forskerne mener, at de usynlige kræ kan spille en vigtig rolle for, hvornår det begynder at dryppe fra himlen.

Flere og flere studier tyder nemlig på, at bakterier i atmosfæren har indflydelse på dannelsen af nedbør, og forskerne håber på, at viden om de højtflyvende bakterier kan forbedre fremtidens vejrudsigter.

»Vi ved alle sammen, at vejrudsigterne ikke altid er særlig præcise. Men forhåbentlig kan vores viden om bakteriernes rolle i atmosfæren gøre vejrudsigterne bedre i fremtiden,« siger Tina Santl-Temkiv, som er postdoc ved Stellar Astrophysics Center, Fysik og Astronomi ved Aarhus Universitet.

Hun er hovedforfatter på en undersøgelse, som for nyligt har fundet en række bakterier i regnvand og sne, der er indsamlet nær Roskilde.

Bakteriers rolle ikke fuldt ud forstået

På Danmarks Meteorologiske Institut (DMI) er forskere allerede i færd med at undersøge, hvorvidt det kan lade sig gøre at integrere viden om atmosfærens bakterier i meteorologiske modeller.

»I øjeblikket er der en masse usikkerhed om, hvor mange bakterier der er deroppe, og hvilken effekt de eventuelt har. Vi har lavet forsøg, hvor vi prøver at implementere effekten af bakterier i vores vejrmodeller. Og i modellerne ser det ud til, at bakterierne rent faktisk har en effekt på dannelsen af regn,« siger Ulrik Smith Korsholm, som er sektionsleder og forsker ved Danmarks Meteorologiske Institut (DMI).

Forskerne understreger dog, at der fortsat er lang vej, før bakteriernes rolle i atmosfæren er fuldt ud forstået.

»I de senere år er der kommet stor interesse for at forske i, hvordan bakterierne påvirker vejret. Men det er stadig en meget ny ide, og der er brug for en masse forskning, før vi vil se denne her viden blive brugt til vejrudsigten på tv,« siger Tina Santl-Temkiv.

Rent vand fryser ikke ved nul grader

Teorien er, at atmosfærens bakterier har indflydelse på vejret, fordi de kan påvirke, hvornår vanddråber i skyerne fryser til is.

»For at det kan regne, skal vandet i skyerne normalt først fryse til is. Selv når det er sommer, er det koldt højt oppe i atmosfæren, og der bliver dannet iskrystaller inde i skyerne,« forklarer Tina Santl-Temkiv.

Den almindelige forudsætning for, at det regner over Danmark, er altså, at vand i skyerne fryser til is.

De fleste vil måske umiddelbart tro, at vandet i skyerne altid begynder at fryse og danne iskrystaller ved nul grader Celsius. Men når der er tale om helt rent vand – såsom vand, der er fordampet fra Jordens overflade - kan frysepunktet være meget lavere.

»De fleste tror, at vand altid fryser ved nul grader, men hvis man afkøler fuldstændig rent vand, fryser det faktisk først omkring minus 40 grader. Men hvis der er støv eller andre små, usynlige partikler i vandet, hæver det frysepunktet. Det samme gælder, hvis der er bakterier i vandet,« siger Tina Santl-Temkiv.

Bakterier tvinger vand til at fryse

En undersøgelse har tidligere vist, at når rent vand afkøles langsomt, kan det under visse omstændigheder nå helt ned til minus 48 graders celsius, før det fryser til is – medmindre bakterier eller andre partikler tvinger vandet til at fryse ved højere temperaturer.

»Bakterier er meget bedre til at få vandet til at fryse, end støv og mineraler er.«

»For 15 år siden troede man, at det kun var mineraler og andre partikler, som sørgede for, at skyerne frøs og dannede regn. Men vi kan se, at selv ved temperaturer højere end minus 10 grader dannes der is skyerne. Vi mener kun, at det kan ske ved hjælp af bakterier, og derfor tror vi, at bakterier er involverede i dannelsen af regn,« siger Tina Santl-Temkiv og tilføjer, at små svampe i atmosfæren tilsyneladende virker på samme måde som bakterierne.

Indsamler regn i Roskilde

I den nye undersøgelse har Tina Santl-Temkiv indsamlet prøver af sne og regn cirka 30 meter over jordoverfladen i Roskilde.

Det var vigtigt for forskerne, at prøverne ikke blev forurenet med støv eller bakterier fra jorden, og for at tjekke metoden hældte de også steriliseret vand ud over deres indsamlingsbøtter på samme sted. Hvis det steriliserede vand senere viste sig at være fyldt med bakterier eller støv, kunne det være tegn på, at de rigtige nedbørsprøver også var blevet forurenet.

Det steriliserede vand viste ingen tegn på forurening, men fra nedbørsprøverne kunne forskerne isolere både bakterier og fragmenter af bakterier.

»Hvis man forestiller sig en vanddråbe, som indeholder bakterier eller bare fragmenter af bakterier, så ved vi, at den vil fryse til is ved højere temperaturer, end hvis de ikke var inde i regndråben. Derfor er det vores teori, at det kan påvirke dannelsen af regn fra skyer med is i toppen - og potentielt også klimaet generelt. Men der er stadig lang vej, før vi præcist ved, hvilken effekt bakterierne har,« siger Ulrik Smith Korsholm, DMI, som er medforfatter på den nye undersøgelse.

Kan potentielt spille rolle for klimaet

Samme melding kommer fra Aksel Walløe Hansen, som er lektor og meteorolog ved Sektionen for Klima- og Geofysik, Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet.

»Det er ikke så overraskende, at de har fundet bakterier og organisk materiale i atmosfæren. Men vi skal have studeret nærmere, hvordan det påvirker helheden. Vi ved fra mange andre sammenhænge, at det ikke er fysik alene, som bestemmer, hvad der sker på Jorden – hele Jordens udviklingshistorie er domineret af liv. På den måde passer det godt ind i billedet, at bakterier i atmosfæren skulle spille en rolle for vores klima,« siger Aksel Walløe Hansen, som ikke har været involveret i den nye undersøgelse.

Undersøgelsen er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Atmospheric Environment.