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Kleine Schwankungen, große Wirkung
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ
astronews.com
28. August 2009
Schon geringe Schwankungen der Strahlungsintensität der
Sonne können Auswirkungen auf das Klima auf der Erde haben. In einer Simulation,
die jetzt ein internationales Wissenschaftlerteam vorstellte, gelang es erstmals
die komplexen Wechselwirkungen darzustellen und etwa zu zeigen, wie schon der
elfjährige Aktivitätszyklus der Sonne das Klimageschehen auf der Erde
beeinflussen kann.
Die Sonne im extremen Ultraviolett. Schwankungen
der Strahlungsintensität können große
Auswirkungen auf das Klimageschehen auf der Erde
haben. Foto: NASA
/ NSSDC / SOHO (EIT Consortium) |
Unsere Sonne strahlt nicht gleichmäßig. Das bekannteste Beispiel
der Strahlungsschwankungen ist der berühmte Elf-Jahreszyklus der Sonnenflecken.
Seinen Einfluss auf die natürliche Klimavariabilität bestreitet niemand, aber
die bisherigen Klimamodelle konnten seine Wirkung im Klimageschehen bisher nicht
zufriedenstellend nachvollziehen. Forschern aus den USA und aus Deutschland ist
es jetzt erstmals gelungen, die komplexe Wechselwirkung zwischen Solarstrahlung,
Atmosphäre und Ozean detailliert zu simulieren.
Im Wissenschaftsmagazin
Science berichtet das Team um Gerald Meehl vom
US-National Center for Atmospheric Research (NCAR) wie eine
äußerst geringe Strahlungsvariation eine vergleichsweise große Änderung im
System Atmosphäre-Ozean zustande bringen kann. Katja Matthes vom Deutschen
GeoForschungsZentrum GFZ, Co-Autorin der Studie, sagt dazu: "Über das gesamte
Strahlungsspektrum der Sonne betrachtet, ändert sich die Strahlungsintensität
innerhalb eines Sonnenfleckenzyklus nur um 0,1 Prozent. Komplexe
Wechselwirkungsmechanismen in der Stratosphäre und Troposphäre erzeugen dennoch
messbare Änderungen in der Wassertemperatur des Pazifiks und im Niederschlag."
Damit es zu einer solchen Verstärkung kommen kann, müssen
mehrere Rädchen ineinander greifen. Der erste Prozess läuft von oben nach unten:
erhöhte Solarstrahlung führt zu mehr Ozon und höheren Temperaturen in der
Stratosphäre. "Der ultraviolette Strahlungsanteil variiert viel stärker als die
anderen Anteile im Spektrum, nämlich um fünf bis acht Prozent, und das bildet
mehr Ozon," erläutert Matthes. In der Folge wird vor allem die tropische
Stratosphäre wärmer, was wiederum zu veränderter atmosphärischer Zirkulation
führt. Dadurch verlagern sich auch die damit zusammenhängenden typischen
Niederschlagsmuster in den Tropen.
Der zweite Prozess geht den umgekehrten Weg:
die höhere Sonnenaktivität führt zu mehr Verdunstung in den wolkenfreien
Gebieten. Mit dem Passat werden die erhöhten Feuchtigkeitsmengen zum Äquator
gebracht, wo sie zu stärkerem Niederschlag, niedrigeren Wassertemperaturen im
Ostpazifik und geringerer Wolkenbildung führen, die wiederum mehr Verdunstung
erlaubt. "Diese positive Rückkopplung ist es, die den Prozess
verstärkt," so Matthes. Damit lassen sich auch die entsprechenden Messungen und
Beobachtungen auf der Erde erklären.
"Die Studie
ist wichtig für das Verständnis der natürlichen Klimavariabilität, die - auf
unterschiedlichen Zeitskalen - ganz maßgeblich von der Sonne bestimmt wird",
meint Professor Reinhard Hüttl, Vorstandsvorsitzender des GFZ . "Um
den anthropogen bedingten Klimawandel besser interpretieren und verlässlichere
Szenarien der zukünftigen Klimaentwicklung machen zu können, ist es sehr
wichtig, die darunterliegende natürliche Klimavariabilität zu verstehen. Die
Untersuchung zeigt erneut, dass wir zum Verständnis des Systems Klima noch
erheblichen Forschungsbedarf haben."
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