Einfluss von Aerosol-Wolkenwechselwirkungen auf das Klima

 

Indirekte Aerosoleffekte

Indirekte Aerosoleffekte, d.h. der Einfluss von Aerosolen auf mikrophysikalische Wolkeneigenschaften, sind die mit der grössten Unsicherheit behafteten Prozesse wenn es darum geht, die Klimasensitivität zu berechnen. Um diese Unsicherheiten zu reduzieren bedarf es noch viel Grundlagenforschung.

Ich bin daran interessiert, indirekte Aerosoleffekte anhand des Einflusses von Schiffsemissionen auf Wolken zu untersuchen. Dazu verfolge ich zwei Strategien: Modellsimulationen mit einem globalen Klimamodell und Satellitenmessdaten.

• Für die Modellsimulationen benutze ich das Aerosol-Klimamodell ECHAM5-HAM, in welches ich hoch aufgelöste Schiffsemissionen des Jahres 2000 implementiere. Sensitivitätsstudien zeigen, dass die genaue Kenntnis Größe der emittierten Partikel essentiell für die Ermittlung ihres Einflusses auf Wolken ist. Außerdem zeigen meine Simulationen, dass die Modifikation der Strahlungsbilanz der Erde weitaus geringer ist als angenommen. Ergebnisse hierzu finden sich in meiner Doktorarbeit.

• Die Analyse aus Satellitendaten beruht auf der Idee, "verschmutzte" von "sauberen" marinen Umgebungen zu trennen, um dann eine statistische Analyse von Wokeneigenschaften in beiden Umgebungen durchzuführen. Hierzu analysiere ich Windtrajektorien in Gebieten, in welchen Schiffsemissionen eine signifikante Störung der Grenzschichtzusammensetzung darstellen sollten. Entlang geeigneter Trajektorien werden dann mikrophysikalische Wolkeneigenschaften analysiert, um eventuelle Unterschiede zwischen "verschmutzten" und "sauberen" Wolken festzustellen. Statistisch relevante Effekte habe ich nicht festgestellt. Die Ergebnisse finden sich in folgender Publikation.
  • Diese Arbeit wurde von Nature Climate Change als "Research Highlight" ausgewählt.

Direkte Aerosoleffekte

Im sichtbaren Teil des solaren Spektrums absorbierende Aerosole führen meist zu einer Erhöhung der lokalen planetaren Albedo am Oberrand der Atmosphäre, d.h. ein abkühlender Effekt. Befinden sich diese Aerosole allerdings über hellen Oberflächen, z.B. Wolken, führt dies zu einer Erniedrigung der lokalen planetaren Albedo, d.h ein erwärmender Effekt.

Ich bin daran interessiert, diesen Effekt aus Satellitendaten allein zu quantifizieren; eine Veroeffentlichtung zu dieser Arbeit befindet ist hier zu finden.