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Atmosphärenforschung Neues Forschungscluster zu Aerosolen und Klima

Redakteur: Dr. Ilka Ottleben

Am 5. Dezember 2013 startete das Forschungscluster „Aerosols and Climate“. Es fasst drei Projekte zusammen, die sich mit den Wechselwirkungen zwischen Aerosolen und Klima befassen. So wollen die beteiligten Forscher die großen Unsicherheiten im Verständnis der Aerosolprozesse minimieren, die im letzten Weltklimabericht (IPCC) hervorgehoben sind.

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Abb. 1: Mit Teleskopen wie diesem Lidar können Aerosole in der Atmosphäre bestimmt werden.
Abb. 1: Mit Teleskopen wie diesem Lidar können Aerosole in der Atmosphäre bestimmt werden.
(Bild: J. Schmid, Alfred-Wegener-Institut)

Bremerhaven, Potsdam – Die Rolle der Aerosole stellt bislang eine der größten Unbekannten in Klimaprognosen dar. Aeorosole – kleine, in der Luft schwebende Tröpfchen oder Partikel - reflektieren einen Teil des Sonnenlichts bevor es den Erdboden erreicht und sie strahlen auch selbst Wärmestrahlung ab. Zudem spielen sie eine wichtige Rolle bei der Wolkenbildung und greifen in die Chemie der Atmosphäre ein. Die Bildung von Aerosolen ist dabei oftmals von Klimaprozessen abhängig. Bisher ist diese komplizierte Wechselwirkung in globalen Klimamodellen nicht richtig abgebildet.

„Wir verstehen viele der Prozesse noch nicht ausreichend, um die Variationen von Aerosolen in der Atmosphäre in Klimamodellen korrekt abbilden zu können“, sagt Dr. Markus Rex, Atmosphärenforscher an der Forschungsstelle Potsdam des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, wo das Kick-off Meeting zum Forschungscluster stattfand. So gibt es beispielsweise hoch über der Arktis Schwefelsäuretröpfchen welche das Klima der Arktis erheblich beeinflussen. Aber die Wissenschaftler kennen den Ursprung bisher nur grob. „Wir wissen, dass der Schwefel aus den Tropen stammt und vermuten, dass die daraus entstehenden Aerosole unter anderem durch Transportprozesse im asiatischen Monsun über den Himalaya in die polare Stratosphäre gelangen“, sagt Markus Rex.

Atmosphärenforschung mit Höhenforschungsflugzeug

Woher die Aerosole jedoch genau stammen und wieso die stratosphärische Aerosolschicht starken Schwankungen unterliegt, auch wenn keine Vulkane aktiv sind, ist derzeit unklar. Im Rahmen des Projektes StratoClim wollen er und seine Kollegen mit einem Höhenforschungsflugzeug Messungen im asiatischen Monsun durchführen und eine neue Messstation im tropischen Westpazifik aufbauen. Rex erläutert: „Zunächst müssen wir die Prozesse verstehen, welche Mengen von Aerosolen unter welchen Bedingungen wie transportiert werden. Dann bilden wir diese Prozesse mit detaillierten mathematischen Modellen ab. Diese Ergebnisse werden dann in globale Klimamodelle eingearbeitet – und werden so die Unsicherheiten von Zukunftsszenarien verringern.“

Die EU fördert das Cluster in den kommenden viereinhalb Jahren mit insgesamt 36 Millionen Euro. Folgende drei Projekte sind im EU-Cluster „Aerosols and Climate“ zusammengefasst:

  • DACCIWA (Dynamics-aerosol-chemistry-cloud interactions in West Africa) unter Leitung von Prof. Peter Knippertz vom Karlsruhe Institut für Technologie (KIT)
  • BACCHUS (Impact of Biogenic versus Anthropogenic emissions on Clouds and Climate: towards a Holistic UnderStanding) unter Leitung von Prof. Ulrike Lohmann von der ETH Zürich
  • StratoClim (Stratospheric and upper tropospheric processes for better climate predictions), das von Dr. Markus Rex vom AWI-Potsdam geleitet wird.

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