Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Langzeitliche Klimavariabilität auf der Nordhemisphäre an solare Schwankungen gekoppelt

15.09.2015

Bessere Langfristprognosen möglich?

Der natürliche, 11-jährige Zyklus der Sonnenaktivität beeinflusst offenbar langzeitliche Klimaschwankungen auf der Nordhemisphäre. Wie ein internationales Wissenschaftlerteam unter der Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel zeigen konnte, ist die sogenannte Nordatlantische Oszillation, eines der dominierenden Zirkulationsmuster auf der Nordhalbkugel, mit einer Verzögerung von ein bis zwei Jahren an die dekadische Sonnenaktivität gekoppelt. Die Studie erscheint heute im internationalen Fachmagazin Nature Communications.


Zeitreihen des solaren Radioflussindexes (unten) und der Nordatlantischen Oszillation in zwei Modellsimulationen, ohne (blau) bzw. mit (gelb) Berücksichtigung der solaren Schwankungen.

Grafik, GEOMAR

Klimavorhersagen über mehrere Jahre erscheinen angesichts von Wettervorhersagen, die oft schon nach wenigen Tagen an Zuverlässigkeit verlieren, eine Utopie. Dennoch gibt es Chancen, das Verhalten großräumiger Klimaparameter auch auf längeren Zeitskalen vorherzusagen.

Eine neue Studie unter der Führung von Wissenschaftlern am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel zeigt, wie sich der bekannte 11-jährige Zyklus der Sonnenaktivität auf das langzeitliche Verhalten großskaliger Luftdruckschwankungen über dem Nordatlantik auswirkt.

Für ihre Untersuchungen benutzten die Kieler Forscher ein Klimamodell, welches den Ozean und die Atmosphäre bis in eine Höhe von 140 km beinhaltet. Zusätzlich verfügte dieses Modell noch über eine detaillierte Atmosphärenchemie, welche die Wirkung von Variationen der Ultravioletten Strahlung (UV) mit dem 11-jährigen Sonnenfleckenzyklus in höheren Schichten der Atmosphäre besonders gut berücksichtigt.

Diese zusätzliche Komponente war offensichtlich der Schlüssel, um die Schwankungen in der solaren Einstrahlung, die an der Erdoberfläche nur eine geringe, direkte Wirkung entfalten, über komplexe Wirkungsmechanismen aus der Stratosphäre (10-50 km Höhe) in die untere Atmosphäre zu übertragen. „Wir haben mehrere Experimente durchgeführt“, erläutert Dr. Rémi Thiéblemont, Hauptautor der Studie vom GEOMAR.

„Wir haben das Modell über 145 Jahre gerechnet, einmal mit dem Einfluss der solaren Aktivität, einmal ohne“, so Thiéblemont weiter. Der Einfluss der Sonne zeigte sich deutlich in der sogenannten Nordatlantischen Oszillation, grob gesprochen einer Druckschaukel zwischen dem Azorenhoch und dem Islandtief. Das Verhältnis dieser beiden Druckgebilde bestimmt oft langfristige Wetterperioden in Europa, etwa ob die Wintermonate warm und stürmisch oder kalt und schneereich ausfallen.

Die Forscher fanden eine zeitliche Verzögerung zwischen den Schwankungen der solaren Einstrahlung und den atmosphärischen Druckmustern von etwa ein bis zwei Jahren, die durch eine Wechselwirkung zwischen Atmosphäre und Ozean erklärt werden kann. Durch einen Vergleich der beiden Experimente mit und ohne solare Aktivität, konnten sie erstmals feststellen, dass die Sonne sozusagen den Takt für die Nordatlantische Oszillation angibt. Mit diesem Zusammenhang erhöht sich die dekadische Vorhersagbarkeit der NAO Phase.

„Dass die Zirkulation in der höheren Atmosphäre deutlich auf die solaren Schwankungen reagiert, ist schon länger bekannt“, erläutert Prof. Dr. Katja Matthes, Initiatorin und Co-Autorin der Studie vom GEOMAR. „Mit der neuen Studie können wir zum einen die Übertragung des Signals bis zum Erdboden und dessen Wechselwirkung mit dem Ozean nachweisen, und zum anderen zeigen, wie wichtig die Kopplung über die chemischen Reaktionen ist“, so Prof. Matthes weiter.

Die meisten globalen Klimamodelle verfügen bisher weder über eine ausreichende Auflösung in der Stratosphäre noch über interaktive chemische Komponenten. „Auch wenn der solare Effekt auf die Nordatlantische Oszillation nur wenige Prozent der Gesamtvarianz erklärt, ist die enge Phasenbeziehung zwischen solarer Aktivität und Nordatlantischer Oszillation ein wichtiger Indikator, um die Vorhersagbarkeit dieser Klimaschwankung zu verbessern“, so Dr. Thiéblemont.

Bis zu erfolgreichen Langzeitprognosen von bis zu einer Dekade ist es sicher noch ein weiter Weg, die Berücksichtigung der solaren Schwankungen aber in jedem Fall ein wichtiger Bestandteil, um hier zukünftig erfolgreich zu sein, so Professor Matthes abschließend.

Originalarbeit:
Thiéblemont, R., K. Matthes, N.-E. Omrani, K. Kodera and F. Hansen, 2015, Solar forcing synchronizes decadal North Atlantic climate variability. Nature Communications, doi: 10.1038/ncomms9268.

Ansprechpartner:
Dr. Andreas Villwock (GEOMAR, Kommunikation & Medien), Tel.: 0431 600-2802, presse@geomar.de

Dr. Andreas Villwock | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Klimawandel: Bäume binden im Alter große Mengen Kohlenstoff
17.08.2017 | Universität Hamburg

nachricht Neue Grundlagen für die Verbesserung von Klima-und Vegetationsmodellen
08.08.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Event News

Call for Papers – ICNFT 2018, 5th International Conference on New Forming Technology

16.08.2017 | Event News

Sustainability is the business model of tomorrow

04.08.2017 | Event News

Clash of Realities 2017: Registration now open. International Conference at TH Köln

26.07.2017 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Filterschutz fürs Gehirn: Weniger Schlaganfälle bei Herzklappenersatz-OP

17.08.2017 | Medizintechnik

Magenkrebs: Auch Bakterien können Auslöser sein

17.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

17.08.2017 | Biowissenschaften Chemie