Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mittlere Atmosphäre im Takt mit dem Ozean

27.07.2016

Zusammenhang zwischen dekadischen Schwankungen der Temperaturen im Pazifik und an der Tropopause nachgewiesen

Ende des 20. Jahrhunderts beobachteten Wissenschaftler eine Abkühlung am Übergang zwischen Troposphäre und Stratosphäre in etwa 15 Kilometern Höhe. Sie führten diese Entwicklung in der sogenannten Tropopause auf menschliche Einflüsse zurück.


Schematische Abbildung des Aufbaus der Atmosphäre.

Grafik: C. Kersten, GEOMAR.

Klimaforscher aus Kiel und Bergen haben jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Scientific Reports eine Studie veröffentlicht, nach der die Abkühlung auch Teil einer natürlichen, jahrzehntelangen Schwankung sein könnte, die von den Wassertemperaturen des Pazifiks gesteuert wird.

Wasser spielt nicht nur in flüssiger Form auf der Erdoberfläche eine große Rolle für unseren Planeten. Auch in der Atmosphäre beeinflusst es das Leben wie auch Wetter und Klima erheblich. Wolken und Niederschläge sind dafür ein Beispiel.

Die gasförmige Form des Wassers, der Wasserdampf, spielt ebenfalls eine herausragende Rolle auf der Erde. Er ist das wichtigste Treibhausgas in der Atmosphäre, ohne ihn wäre die Erde eine Eiswüste. Für Klimaschwankungen ist der Wasserdampf in der Stratosphäre zwischen 15 und 50 Kilometern Höhe besonders wichtig.

Wie viel des Gases in die Stratosphäre gelangt, hängt hauptsächlich von der Temperatur am Übergang zwischen der untersten Atmosphärenschicht, der Troposphäre und der darüber liegenden Stratosphäre ab. Diese Grenzschicht nennt man Tropopause.

Jetzt haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel zusammen mit einem Kollegen aus Bergen (Norwegen) erstmals nachweisen können, dass natürliche Schwankungen der Wassertemperaturen im Pazifik, die sich in Zeiträumen von Jahrzehnten abspielen, direkt mit der Temperatur der tropischen Tropopause verknüpft sind.

„Lange dachte man, menschliche Einflüsse würden bereits die Tropopausentemperatur beeinflussen. Es scheint aber, dass immer noch natürliche Schwankungen dominieren“, sagt Dr. Wuke Wang vom GEOMAR, Erstautor der Studie, die jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Scientific Reports erschienen ist.

Für ihre Studie nutzten die Forscher einerseits Beobachtungsdaten der Jahre 1979 bis 2013, und andererseits Klimamodelle. „So konnten wir den Untersuchungszeitraum auf beinahe 150 Jahre ausdehnen. Im Modell kann man auch sehr einfach, menschliche und natürliche Einflüsse separat betrachten und deren Einflüsse voneinander trennen“, erklärt Prof. Dr. Katja Matthes Klimaforscherin am GEOMAR und Koautorin der Studie.

Ein bereits lange bekanntes Klimaphänomen ist die sogenannte Pacific Decadal Oscillation (PDO). „Diese natürliche Schwankung lässt in Abständen von Jahrzehnten besonders hohe oder besonders niedrige Wassertemperaturen im Pazifik auftreten“, erklärt Dr. Wang. Die PDO beeinflusst das Klima und die Ökosysteme im pazifischen Raum und auch die global gemittelte Temperatur der Erde.

In den Modellsimulationen konnten die Wissenschaftler sehen, dass die Schwankungen der Wassertemperaturen auch die Windsysteme über dem tropischen und subtropischen Pazifik beeinflussen. Damit verändert sich auch der Lufttransport zwischen den unteren und den oberen Schichten der Troposphäre, was letztendlich die Temperaturen an der Grenze zur Stratosphäre mit reguliert. „Diese Zusammenhänge konnten wir jetzt erstmals nachweisen“, erläutert Dr. Wang.

Damit widerspricht die aktuelle Studie älteren Hypothesen zur Entwicklung an der tropischen Tropopause. Schon Ende des 20. Jahrhunderts hatten Wissenschaftler dort eine Abkühlung registriert, die in den 1970er Jahren begonnen hatte. Sie führten diese Beobachtung auf anthropogene Ursachen zurück, insbesondere den Anstieg der Treibhausgase. „Allerdings beruhte diese Annahme auf einer recht lückenhaften Datengrundlage und vereinfachten Klimamodellen. Unsere Studie zeigt, dass die Abkühlung der tropischen Tropopause keine Einbahnstraße sein muss, sondern auch Teil einer natürlichen Schwankung sein könnte, die sich jeweils über mehrere Jahrzehnte erstreckt“ betont Professor Matthes.

Die Erkenntnis ist auch für die allgemeine Klimaforschung von größter Bedeutung. Die Temperatur der Tropopause entscheidet über den Eintrag von Wasserdampf in die Stratosphäre. Und je mehr Wasserdampf sich dort befindet umso höher steigt die Erdoberflächentemperatur. Auch der anthropogene Klimawandel besitzt einen Einfluss auf die Temperatur der Tropopause, und dieser könnte in den kommenden Jahrzehnten deutlicher hervortreten. „Nur, wenn wir natürliche Schwankungen von menschengemachten Einflüssen gut unterscheiden können, können wir auch zuverlässige Prognosen für die weitere Klimaentwicklung abgeben“, resümiert Prof. Matthes.

Originalarbeit:
Wang, W., K. Matthes, N.-E. Omrani, and M. Latif, 2016: Decadal variability of tropical tropopause temperature and its relationship to the Pacific Decadal Oscillation. Scientific Reports, 6:29537, DOI: 10.1038/srep29537

Kontakt:
Jan Steffen (GEOMAR, Kommunikation & Medien), Tel.: 0431 600-2811, presse@geomar.de

http://www.geomar.de/

Dr. Andreas Villwock | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Unter hohem Druck elastisch: Bayreuther Forscher erschließen Zusammensetzung des Erdmantels
30.03.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Von der Bottnischen See bis ins Kattegat – Der Klimageschichte der Ostsee auf der Spur
28.03.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Atome rennen sehen - Phasenübergang live beobachtet

Ein Wimpernschlag ist unendlich lang dagegen – innerhalb von 350 Billiardsteln einer Sekunde arrangieren sich die Atome neu. Das renommierte Fachmagazin Nature berichtet in seiner aktuellen Ausgabe*: Wissenschaftler vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben die Bewegungen eines eindimensionalen Materials erstmals live verfolgen können. Dazu arbeiteten sie mit Kollegen der Universität Paderborn zusammen. Die Forscher fanden heraus, dass die Beschleunigung der Atome jeden Porsche stehenlässt.

Egal wie klein sie sind, die uns im Alltag umgebenden Dinge sind dreidimensional: Salzkristalle, Pollen, Staub. Selbst Alufolie hat eine gewisse Dicke. Das...

Im Focus: Kleinstmagnete für zukünftige Datenspeicher

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Chemikern der ETH Zürich hat eine neue Methode entwickelt, um eine Oberfläche mit einzelnen magnetisierbaren Atomen zu bestücken. Interessant ist dies insbesondere für die Entwicklung neuartiger winziger Datenträger.

Die Idee ist faszinierend: Auf kleinstem Platz könnten riesige Datenmengen gespeichert werden, wenn man für eine Informationseinheit (in der binären...

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Nierentransplantationen: Weisse Blutzellen kontrollieren Virusvermehrung

30.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zuckerrübenschnitzel: der neue Rohstoff für Werkstoffe?

30.03.2017 | Materialwissenschaften

Integrating Light – Your Partner LZH: Das LZH auf der Hannover Messe 2017

30.03.2017 | HANNOVER MESSE