Europeiska forskningsrådet meddelar nu vilka forskare som tilldelas deras prestigefyllda ERC Consolidator Grant. Den här gången finns en forskare från Chalmers med bland mottagarna, Gaetano Sardina från institutionen för mekanik och maritima vetenskaper. Han får bidraget för sin forskning om komplexa blandfasmolnsystem.
Forskningsanslagen från Europeiska forskningsrådet, ERC, syftar till att ta itu med stora frågor inom alla vetenskapliga discipliner. Anslaget som kallas Consolidator Grant ges till forskare som har 7–12 års erfarenhet efter sin doktorsexamen, en gedigen vetenskaplig meritlista och ett utmärkt forskningsförslag.
Utforskar strukturen hos komplexa moln
I den aktuella utlysningen tilldelas nu en forskare vid Chalmers ERC:s Consolidator Grant: Gaetano Sardina, som är docent vid institutionen för mekanik och maritima vetenskaper (M2). Hans forskning äger rum bland molnen, mer specifikt bland de komplexa de så kallande blandfasmolnen, atmosfäriska trefassystem som innehåller ispartiklar, underkylda vattendroppar och vattenånga vid temperaturer mellan -40 °C och 0 °C.
– De här molnen står för det mesta av nederbörden som når jordens yta, säger han. Dessutom spelar de en primär roll i vår planets strålningsenergibudget och vattnets kretslopp. Trots deras relevans saknas en grundläggande förståelse för den komplexa hydrodynamiken, värmen och massöverföringen mellan de olika komponenterna i molnen.
En olöst vetenskaplig fråga kopplad till blandfasmolnen är hur isbildningen i atmosfären fungerar. Trots temperaturer under 0°C fryser inte vätskedroppar, utan förblir istället i ett speciellt termodynamiskt tillstånd som kallas underkylning.
Oförklarlig extra is
– Isgenerering från underkylda droppar kan bara ske med hjälp av specifika aerosolfasta partiklar, så kallade iskärnor, säger han. Men eftersom iskärnor är sällsynta överstiger koncentrationen av is mätt i de observationer som har gjorts flerfaldigt den koncentration som har uppmätts av iskärnor. Det är ett fenomen som kallas ismultiplikation, och i grund och botten vet vi inte var den "extra" isen kommer från.
Inom sitt forskningsprojekt ska han kvantifiera, med hjälp av numeriska simuleringar, olika möjliga mekanismer för isbildning som kallas sekundär isproduktion, en samling av olika processer som genererar ny is direkt från redan existerande ispartiklar.
– Vi kommer också att undersöka möjligheten av iskärnbildning utlöst av turbulenta fluktuationer utan behov av närvaron av en iskärna.
Bättre klimatförutsägelser – och säkrare flyg
En förbättrad förståelse för blandfasmoln kan hjälpa klimatologer att förutsäga och förstå molnens inverkan på jordens strålningsenergi och vattnets kretslopp. Is- och vätskedroppar har olika strålningsegenskaper och antalet, storlekarna och fördelningarna av de olika vattenpartiklarna bestämmer mängden strålning som reflekteras av molnen, vilket är en av de svåraste utmaningarna att ta sig an i väder- och klimatmodeller.
– Dessutom kommer projektet att bidra till att utveckla nya verktyg som kan användas för att undersöka allmänna industriella och miljömässiga tillämpningar av komplexa flerfasiga turbulenta flöden. Slutligen är fysiken för växelverkan mellan is och underkylt vatten viktig inom flyget, där isbildningen runt bland annat flygplanets vingar är något som skapar risker, och även inom kylning av drycker och mänskliga organ, samt i avfrostningssystem.
Gaetano Sardina är väldigt glad över att ha fått ERC-anslaget, och lyfter vilka möjligheter det ger honom framöver.
– Det gör att jag kommer att ha friheten under de kommande fem åren få arbeta på mitt tvärvetenskapliga projekt som befinner sig i gränslandet mellan flödesmekaniken och atmosfärsvetenskapen.
Gaetano Sardina får två miljoner euro för sitt projekt.
- Docent, Strömningslära, Mekanik och maritima vetenskaper