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 Der Januskopf des südasiatischen Monsuns
15.06.2018 | Max-Planck-Institut für Chemie

nachricht Was das Eis der West-Antarktis vor 10.000 Jahren gerettet hat, wird ihr heute nicht helfen
14.06.2018 | Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Abwehrmechanismus gegen Sauerstoffradikale entdeckt

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umwandlung von nicht-neuronalen Zellen in Nervenzellen

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Im Fußballfieber: Rittal Cup verspricht Spannung und Spaß

18.06.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics