Forschung

Ruß heizt Atmosphäre auf

02.08.2007 - Die Rolle von Aerosolen für die Erderwärmung muss neu überdacht werden.



Die Rolle von Aerosolen für die Erderwärmung muss neu überdacht werden.

La Jolla (USA) – Kohlekraftwerke, Autos und Haushalte stoßen nicht nur das Klimagas Kohlendioxid aus. Ohne Abgasfilter gesellen sich auch Massen an Schwebteilchen, vor allem Ruß, dazu. In Wolken als Aerosole verteilt gingen die Klimaforscher bisher davon aus, dass Ruß bzw. Schwebeteilchen durch die Rückstreuung von Sonnenlicht ins All eher eine kühlende Wirkung auf das Erdklima haben sollten. Wie amerikanische Forscher nun aber nach einer Messkampagne über dem Indischen Ozean feststellen mussten, ist das Gegenteil der Fall.

„Wir fanden heraus, dass die dunklen Wolken etwa zu 50 Prozent zur solaren Aufheizung der unteren Atmosphäre beitragen“, schreiben Veerabhadran Ramanathan und seine Kollegen in der Zeitschrift „Nature“. Die Forscher von der University of California in La Jolla untersuchten dazu die Wechselwirkung zwischen Schwebteilchen (Aerosole) und Sonnenstrahlen in Luftschichten zwischen 500 und 3000 Metern Höhe. Mit drei unbemannten, etwa zwei Meter großen Messflugzeugen analysierten sie auf 18 Flügen im Frühjahr 2006 über dem Indischen Ozean den Einfluss der Aerosole, darunter vor allem Ruß, auf die Erwärmung dieser Schichten. Stärker als bisher gedacht absorbiert Ruß dabei Sonnenlicht und gibt darauf Wärme an die Luft ab.

Der direkte Vergleich zwischen einem wolkenfreien und einem mit dunklen Abgaswolken bedeckten Himmel lässt deutliche Schlüsse auf den wärmenden Einfluss der so genannten „atmosphärischen dunklen Wolken“ zu. Mit ihren Messdaten verfeinerten sie eine Klimasimulation für die Region (CCM3). Diese zeigte Ihnen, dass die Aerosol-reichen Wolken in etwa genauso viel zum Temperaturanstieg der unteren Atmosphäre in der Region betrugen wie der klassische Treibhauseffekt durch Kohlendioxid. Beide Effekte zusammen seien für eine Erwärmung von 0,25 Kelvin pro Dekade verantwortlich. Dies sei ausreichend, um das heute beobachtete Abschmelzen der Gletscher im Himalaja zu erklären (Abb.).

Abb.: Sonnenlicht wird von Rußpartikeln in der Atmosphäre absorbiert. Die Partikel senden daraufhin Wärme aus, die zur Erwärmung der Atmosphäre und damit auch zum Abschmelzen der Himalaya-Gletscher beiträgt. (Quelle: Nicolle Rager Fuller, National Science Foundation)

Parallel zu diesen Messungen zog Ramanathan Daten des jüngst gestarteten Klimasatellitens Calipso heran. Diese bestätigten über LIDAR-Messungen, dass gerade zwischen einem und drei Kilometer Höhe mit der höchsten Luftverschmutzung zu rechnen sei. „Diese Entdeckungen scheinen der allgemeinen Annahme, dass Aerosol-Partikel kühlend auf das globale Klimasystem wirken, zu widersprechen“, schreibt Peter Pilewskie von der University of Colorado in Boulder in einem begleitenden Kommentar. Er betont die Dringlichkeit, mit der weitere Messungen im Bereich der unteren Atmosphäre die komplexen Wechselwirkungen der Aerosole erklären sollen.

Denn bisher konzentrierten sich die Klimaforscher auf Wärmemessungen in erdnahen Bereichen und oberhalb aller Wolken. Nun zeigt sich jedoch, dass auch die Vorgänge in tieferen Luftschichten unter 3000 Metern komplexer sind als erwartet und für ein genaueres Verständnis der Prozesse der globalen Erwärmung berücksichtigt werden müssen. Auch in Deutschland werden sich Klimaforscher bewusst, dass Aerosole in den unteren Luftschichten noch zu wenig verstanden sind. So beendete Andreas Wahner vom Forschungszentrum Jülich Ende Juli eine Messkampagne, bei der mit einem „Zeppelin NT“ fast zwei Wochen lang die Luftschichten und Aerosole in bis zu zwei Kilometern Höhe im Raum Karlsruhe genauer untersucht wurden. Die Ergebnisse dieser Messkampagne stehen allerdings noch aus.

Jan Oliver Löfken

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