Zwei Messkampagnen in diesem Frühjahr führen Jülicher Wissenschaftler hoch hinaus: Auf Forschungsflügen in bis zu zehn beziehungsweise 18 Kilometern Höhe sammeln sie Daten zur Zusammensetzung von Wolken. Ziel ist es, die menschlichen Einflüsse auf die Wolkenbildung besser zu verstehen und damit Prognosen zum Klima und Wettervorhersagen zu verbessern.
Vergangene Woche begann bereits die Messkampagne „Coalesc“ in Exeter, Großbritannien. Zusammen mit britischen Wissenschaftlern erkunden die Jülicher Atmosphärenforscher einen Monat lang den Einfluss von kleinsten Teilchen wie Staub, Ruß und Pollenspuren – den Aerosolen – auf die Bildung von Wolken und deren Niederschlagseigenschaften.
Keimzellen für Wolken
Aerosole sind die Keimzellen für Wolken: An ihnen kondensiert Wasserdampf zu winzigen Wassertröpfchen, in großer Höhe bilden sich Eiskristalle. Niederschlag fällt, wenn die Tröpfchen oder Kristalle in den Wolken eine kritische Größe überschreiten. Zahl und Art der Aerosole bestimmen neben der Temperatur, ob sich eine Wolke bildet und ob diese regnet – und beeinflussen damit direkt das Klima.
Forscher untersuchen Zusammenhang zwischen Aerosolen und Nieselregen
„Durch menschliche Einflüsse gibt es heute mehr Aerosole in der Atmosphäre“, sagt Martina Krämer vom Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-7) in Jülich. „Das kann bei gleicher Luftfeuchtigkeit zu mehr, aber kleineren Wassertröpfchen in den Wolken führen. Die Tropfen erreichen die kritische Größe nicht mehr und es regnet weniger.“ Die Art des Aerosols wiederum beeinflusst dessen Qualität als Keim für die Wolkenbildung.
Im Fokus der aktuellen Kampagne steht der Zusammenhang zwischen verschiedenen Aerosolen und Nieselregen. Die Forscher werden Größe und Zahl der Teilchen in den Wolken – vom Aerosol bis zum Regentropfen – bestimmen. Dazu nutzen sie erstmals auch ein neu entwickeltes Messgerät, das zwischen Regentropfen und Eiskristallen unterscheiden kann.
Prozesse in Zirruswolken im Visier
Die zweite Kampagne „Macpex“ startet Mitte März in Houston, Texas. Auf Einladung der NASA werden Jülicher Wissenschaftler sechs Wochen lang mit Partnern aus den USA Prozesse in Zirruswolken untersuchen. Zirruswolken bestehen nur aus Eiskristallen und bestimmen den Strahlungshaushalt der Erde maßgeblich: Durch sie dringt weniger Sonnenstrahlung auf die Erde, aber auch weniger Wärmestrahlung von der Erde in die Atmosphäre.
„Wir werden uns bei den Messflügen auf die Mikrophysik in den Wolken konzentrieren“, sagt der Jülicher Atmosphärenforscher Cornelius Schiller. „Wie verändert sie sich und was hat das für Folgen für die Strahlungseigenschaften der Wolken? Die Größe der Eiskristalle beeinflusst zum Beispiel die Reflexion des Sonnenlichts.“
Ergebnisse fließen Klimamodelle ein
Die Kampagne dient außerdem dazu, erstmals zeitgleich die Daten verschiedener Instrumente zur Messung von Wasserdampf und Eiskristallen miteinander zu vergleichen. Die Ergebnisse aus beiden Kampagnen werden schließlich in Modelle zur Klimaprognose und Wettervorhersage fließen.
(Forschungszentrum Jülich, 02.03.2011 – DLO)
