Wirbelstürme heizen Stratosphäre auf

Tropische Wirbelstürme werden nicht nur durch den Klimawandel intensiviert, sie wirken auch ihrerseits verstärkend auf die globale Erwärmung: Sie schleudern große Mengen Wasserdampf hoch hinauf in die Stratosphäre. Da Wasserdampf ein Treibhausgas ist, trägt diese positive Rückkopplung dazu bei, die Erde zu erwärmen, berichten amerikanische Forscher in der Fachzeitschrift „Geophysical Research Letters“.

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Rätselhafte Wasserdampfzunahme in der Stratosphäre

Den Anstoß für die aktuelle Studie gaben Daten, die auf eine Vermehrung des Wasserdampfs in der Stratosphäre, der oberen Atmosphärenschicht, hindeuten. In den letzen 50 Jahren nahm die Konzentration des Treibhausgases um rund 50 Prozent zu. Bisher war unklar, warum das so ist. David M. Romps und Zhiming Kuang, Wissenschaftler an der Harvard Universität untersuchten nun, ob Tropische Wirbelstürme, deren Wolkentürme hoch hinauf in die Atmosphäre reichen, damit zu tun haben könnten.

Die Forscher analysierten Infrarot-Satellitendaten der Jahre 1983 bis 2006 und ermittelten die Wolkenhöhen und die Entwicklung von tausenden von Wirbelstürmen, viele davon nahe den Philippinen und in Mittelamerika. Es zeigte sich, dass ein Zyklon tatsächlich schmale, aber kilometerhohe Wolkentürme so explosiv in die Höhe katapultieren kann, dass sie bis in die Stratosphäre reichen.

Explosive Wolkentürme durchbrechen Grenzschicht

Normalerweise kann nur sehr wenig Wasser durch die untere Grenze der Stratosphäre, die Tropopause, hindurch gelangen. Denn diese kälteste Atmosphärenschicht wirkt wie eine Barriere für den aufsteigenden Wasserdampf. Die langsam aufsteigende Feuchtigkeit friert aus und fällt als Eis wieder in tiefere Schichten hinab bevor sie die wärmere Stratosphäre erreichen kann.

Doch sehr ausgedehnte Wolken wie in einem Wirbelsturm dringen so schnell durch die Tropopause hindurch, dass ihre Feuchtigkeit zwar gefriert, die Eispartikel aber weiter mit hochgerissen werden und in die Stratosphäre gelangen. Mit bis zu 65 Kilometern pro Stunde explodieren diese Wolken förmlich durch die Grenzschicht hindurch. Hier verdampfen sie wieder und bilden dann die stratosphärischen Wolken.

Positive Rückkopplung zwischen Klima und Wirbelstürmen

„Weil Wasserdampf ein wichtiges Treibhausgas ist, könnte eine Erhöhung seiner Konzentration in der Stratosphäre die Oberfläche der Erde erwärmen“, erklärt Romps. „Unsere Entdeckung, dass Tropische Zyklone für viele der stratosphärischen Wolken verantwortlich sind, eröffnet die Möglichkeit, dass diese Stürme nicht nur durch den Klimawandel stärker und häufiger werden, sondern auch selbst die Erwärmung beeinflussen.“

Nach den neuesten Daten ist die Wahrscheinlichkeit bei Tropischen Wirbelstürmen zweimal so groß wie bei normalen Stürmen, bis zur normalerweise wolkenfreien Stratosphäre durchzudringen und sogar viermal so hoch, Eispartikel tief in diese Atmospärenschicht zu injizieren. „Die hier präsentierten Ergebnisse etablieren die Möglichkeit einer positiven Rückkopplung zwischen Tropischen Zyklonen und dem globalen Klima“, so Romps und Kuang in ihrer Studie. Wenn die Stürme mehr werden, weil sich das Klima erwärmt, schleudern sie auch mehr Wasserdampf in die Stratosphäre und tragen damit weiter zur Erwärmung bei.

(Harvard University, 22.04.2009 – NPO)