Forschung und MeteoShow

Viele Wolken werden wir an diesem Wochenende wieder in Deutschland zu sehen bekommen. Dies wird uns in der jeden Donnerstag erscheinenden MeteoShow von unserer Meteorologin präsentiert. Forscher haben nun herausgefunden, dass der Anteil an hoher Bewölkung im letzten Jahrzehnt abgenommen hat.

Doch zunächst zur MeteoShow:

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Es sind also auch am nun folgenden Wochenende einige vor allem auch tiefe Wolken unterwegs. Diese werden von zahlreichen Satelliten rund um die Uhr beobachtet und vermessen. Einer der wichtigsten hierfür ist der NASA Satellit Terra, der seit dem Jahr 2000 um die Pole kreist.

Wolkenhöhe um 30 bis 40 Meter abgenommen
An Bord des Terra-Satelliten befindet sich das MISR, das Multi-angle Imaging SpectroRadiometer. Dabei wird mit neun Kameras aus verschiedenen Blickwinkeln gearbeitet, die so ein dreidimensionales Bild der Bewölkung ergeben (Abb. 1). Forscher aus Neuseeland haben nun die Information über die Höhe der Wolkenoberkante zwischen 2000 und 2010 ausgewertet und sind auf eine erstaunliche Entwicklung gestoßen: Seit dieser Zeit hat der Anteil an hoher Bewölkung im globalen Mittel um etwa ein Prozent oder um 30 bis 40 Meter abgenommen (Abb. 2).

Der Leiter der Forschungsgruppe an der Universität von Auckland, Roger Davies, gibt zu bedenken, dass die Datenreihe noch zu kurz ist, um aussagekräftig genug zu sein, aber es sei ein Hinweis, dass etwas Wichtiges vor sich gehe.

Abkühlungs-Effekt
Würde diese Entwicklung weiter voranschreiten, so hätte dies einen zunehmend abkühlenden Effekt für die Erde. Ursache sind die unterschiedlichen Strahlungseigenschaften zwischen tiefer und mittelhoher Bewölkung, die abkühlend wirken und den dünnen, hohen Schleierwolken, die meist sogar die Temperatur am Boden erhöhen. Ursache ist der Anteil an durchgelassener, kurzwelliger Strahlung von der Sonne und der Ausstrahlung und Reflexion langwelliger (Wärme-)Strahlung vom Erdboden her (Abb. 3). Eine kontinuierliche Reduktion hoher Bewölkung hätte damit einen bremsenden Einfluss auf eine eventuelle globale Erwärmung.

Während sich die Forscher aus Neuseeland noch keine Erklärung für die Ursache machen können, weist Jens Christian Heuer in seinem Blogbeitrag auf den US-amerikanischen Atmosphärenphysiker Prof. Richard Lindzen und den von ihm entdeckten Iris-Effekt hin.

"Iris-Effekt" wirkt Erwärmung entgegen
In seiner Arbeit beschreibt Lindzen eine "negative Rückkopplung": Als Folge steigender Temperaturen auf der Erde steigt auch die Wassertemperatur, die Verdunstung und damit der Anteil an Wasserdampf in der Atmosphäre, ein weitaus mächtigeres Treibhausgas als Kohlendioxid. Dadurch würde eine globale Erwärmung noch schneller vorangetrieben (positive Rückkopplung).

Mehr Wasserdampf bedeutet jedoch nach Lindzen auch, dass sich vermehrt auch größere Regentropfen bilden. Diese können innerhalb von Schauer- und Gewitterwolken durch die Aufwinde nicht mehr so leicht nach oben gelangen, wo die Wolken dann aus Eiskristallen bestehen mit den damit verbundenen veränderten Strahlungseigenschaften. Eine höhere globale Temperatur bedeutet demnach auch einen größeren Anteil an tiefen und mittelhohen, meist aus Wassertropfen bestehenden Wolken im Verhältnis zu den hohen Cirren, die aus Eiskristallen bestehen, was der Erwärmung entgegenwirkt. 

Lindzen nannte dies den infraroten Iris-Effekt, da ähnlich wie bei einer Kamera durch Schließen der Blende eine Überbelichtung (im Falle der Kamera im sichtbaren Bereich) entgegengewirkt wird. Ob sich dieser Iris-Effekt hier wirklich zeigt, werden weitere Beobachtungen und Forschungen zeigen müssen.