Aerosole, Wolken, Niederschlag und Klima: Messkampagne auf Barbados geplant
- Foto: James Hardy
Die Erfassung von Wolken, das Verstehen der in ihnen ablaufenden Prozesse sowie speziell ihre Modellierung gehört zu den schwierigsten und am längsten bestehenden Problemen in der Klimaforschung. Bis heute ist wenig darüber bekannt, wie sich Wolken unter sich wandelnden Umweltbedingungen verändern und somit bleiben sie die „größten Quellen für Unsicherheit“ in den modellgestützten Voraussagen über unser künftiges Klima (IPCC, 2007).
Diese Problematik führt jetzt zu einer zweijährigen empirischen Feldstudie des Max-Planck-Instituts für Meteorologie (MPI-M), Abteilung „Atmosphäre im Erdsystem“, auf der Karibikinsel Barbados, die in den ersten Monaten 2010 beginnen soll. Die Studie konzentriert sich auf das Wechselspiel zwischen Aerosolen, Wolken, Niederschlag und Klima und versucht die Daten zu gewinnen, die man braucht, um Theorien besser überprüfen zu können und Modelle zu verbessern. Dabei steht die Frage im Zentrum: Wodurch wird die Verteilung und Struktur von Wolken in der Passatregion gesteuert und wie reagieren sie auf sich ändernde Umweltbedingungen?
In enger Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern am Caribbean Institute for Meteorology and Hydrology werden die Forscher des MPI-M neueste Fernerkundungsinstrumente (Lidar und Wolkenradar) an einem windseitigen Steilufer der Insel installieren. Diese Instrumentierung wird durch in situ-Beobachtungen, Analysen von Satellitenbeobachtungen und Messungen des neuen deutschen Forschungsflugzeugs HALO ergänzt.
Auf Barbados sind die Bedingungen für die gewünschten Messungen ideal. Die Insel liegt in der Karibik relativ weit östlich und die Anströmung durch die Passate wird durch keine anderen Landmassen gestört. Auf Barbados gibt es je nach Jahreszeit unterschiedlichste Strömungsmuster oder Wolkenformationen. Im Winter und frühen Frühling dominieren Passatwinde mit zeitweiligem menschlichen Einfluss durch die Verbrennung von Biomasse. Im Frühsommer wird Mineralstaub aus der Sahara transportiert während im Spätsommer tropische Konvektionsausbrüche das Bild bestimmen. Die einzigartig lange Messzeitreihe von Staub- und Aerosolkonzentrationen durch die Wissenschaftler der Universität Miami macht den Messort zusätzlich attraktiv.
Die Feldstudie bietet die Möglichkeit, eine große Datenbasis durch Bodenmessungen zu bekommen. Diese Daten sollen dazu dienen, die Beziehungen zwischen Wolkenbedeckung und Niederschlag sowie umgebende meteorologische Bedingungen wie Feuchte, Aerosolzusammensetzung und -konzentration zu erforschen. Mithilfe dieser Datenbasis können Ergebnisse früherer Feldkampagnen verallgemeinert und Daten der neuen Generation aktiver Satellitenfernerkundungssensoren (wie CALIPSO, CloudSat und eventuell die EARTHCARE-Mission der European Space Agency) bedeutend besser interpretiert werden. Die weit- und hochreichende Leistungsfähigkeit und große Flugdauer des neuen deutschen Forschungsflugzeugs HALO bietet die Möglichkeit, lokale Messungen mit der Gesamtstruktur der Passatwinde zu verbinden.
Die MPI-M-Messungen werden durch vor Ort fortlaufende Aktivitäten unterstützt: Aerosol- und meteorologische Messungen durch die Universität von Miami sowie meteorologische und Niederschlagsmessungen des Caribbean Institute for Meteorology and Hydrology. Die Beteiligung weiterer Partner an dem Projekt ist in Planung; so gibt es bereits Kontakte zum MPI für Chemie in Mainz sowie zum Institut für Troposphärenforschung (IfT) in Leipzig und zum Forschungszentrum Karlsruhe. Bis Ende 2009 sollen die Instrumente des MPI-M zur Verschiffung bereit sein; die Aufbauphase ist für Anfang 2010 geplant. Das Projekt wäre nicht möglich ohne die enge Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern am Caribbean Institute for Meteorology and Hydrology.
Literatur:
IPCC, 2007: Summary for policymakers. in S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K. B. Averyt, M. Tignor and H. Miller, editors, Climate Change 2007: The physical science basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
Kontakt:
Dr. Lutz Hirsch
Max-Planck-Institut für Meteorologie
E-Mail: lutz.hirsch@zmaw.de
Prof. Dr. Bjorn Stevens
Max-Planck-Institut für Meteorologie
Tel.: 040 41173 422
E-Mail: bjorn.stevens@zmaw.de
30. Juni 2009