Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wolkenbedeckung unbeeinflusst von kosmischer Strahlung

09.03.2010
Änderungen der kosmischen Strahlung, wie sie durch Schwankungen der Sonnenaktivität auf der Zeitskala von einigen Tagen verursacht werden, haben keine Veränderungen der globalen oder regionalen Wolkenbedeckung zur Folge.

Das zeigen detaillierte Analysen von Wissenschaftlern einer schweizerisch-deutschen Kollaboration. Somit ist es sehr unwahrscheinlich, dass kosmische Strahlung das Klima beeinflusst. (Geophysical Research Letters 37, L03802, 03.02.2010)

Wolken spielen für das Klima der Erde eine doppelte Rolle. Einerseits reflektieren sie auf den Planeten einfallendes Sonnenlicht zurück in den Weltraum, andererseits behindern Wolken die Wärme-Abstrahlung von der Erdoberfläche in den Weltraum. Je nach ihrer Höhe und Beschaffenheit wirken Wolken also entweder wärmend oder kühlend. Nach heutiger Auffassung dominiert der kühlende Einfluss der Wolken.

Vor einigen Jahren haben dänische Wissenschaftler die Hypothese aufgestellt, dass die galaktische kosmische Strahlung die globale Wolkenbedeckung beeinflusst. Dies leiteten sie aus der Auswertung von Strahlungs- und Wolkendaten über einen Sonnenzyklus ab. Während eines 11-jährigen Sonnenzyklus nimmt die Aktivität der Sonne und damit die Zahl der Sonnenflecken zu und wieder ab, wodurch die Stärke der im Sonnenwind eingefrorenen und die kosmische Strahlung ablenkenden Magnetfelder entsprechend schwankt.

Das hat zur Folge, dass bei aktiver Sonne weniger kosmische Strahlung die Erde erreicht. Da insgesamt die Sonnenaktivität im vergangenen Jahrhundert zugenommen hat, vermuteten die dänischen Autoren, dass die Wolkenbedeckung und somit die Wolkenkühlung abgenommen haben. Sie spekulierten, dass die beobachtete globale Erwärmung darauf zurückzuführen sei. Dies löste eine kontroverse Debatte aus.

Für einen unabhängigen Test dieser Hypothese haben Frank Arnold vom Max-Planck-Institut für Kernphysik und seine Schweizer Kollegen von der Universität Bern und der Eawag Dübendorf nun sogenannte Forbush-Ereignisse analysiert. Dabei verursachen sporadisch auftretende Sonneneruptionen einen plötzlichen Rückgang der in die Erdatmosphäre eindringenden kosmischen Strahlung, der innerhalb weniger Tage wieder abklingt. Die Abnahme ist ähnlich stark ausgeprägt wie im Maximum des Sonnenzyklus.

Wie können kosmische Strahlen die Wolkenbildung beeinflussen? Wolken brauchen zu ihrer Entstehung Kondensationskeime, die dann zu Tröpfchen anwachsen. Solche Kondensationskeime sind Aerosolteilchen, die im Prinzip auch aus Ionen (elektrisch geladenen Atomen oder Molekülen) entstehen können. Die Ionen werden durch die kosmische Strahlung aus neutralen Luftmolekülen gebildet.

Die Gruppe um Frank Arnold hat in Laborexperimenten die Bildung von Aerosolteilchen aus Ionen untersucht. Hierbei zeigte sich, dass die Ionen hauptsächlich durch Anlagerung von gasförmiger Schwefelsäure wachsen. Nach einigen Tagen sind die Teilchen so groß, dass Wasserdampf darauf kondensieren kann. Schwefelsäure entsteht in der Atmosphäre aus Schwefeldioxid, das hauptsächlich bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe sowie bei Vulkanausbrüchen in die Luft geblasen wird. Allerdings wird in der Atmosphäre nur selten genügend Schwefelsäure gebildet, um die winzigen Aerosolteilchen bis zur Größe von Wolkenkondensationskernen anwachsen zu lassen. Das begrenzte Angebot an Schwefeldioxid ist somit ein Flaschenhals für die Wolkenbildung durch kosmische Strahlung.

So lag es nahe, aus Messdaten der galaktischen kosmischen Strahlung die Ionenkonzentration in der Atmosphäre zu berechnen und mit Satellitendaten der Wolkenbedeckung zu vergleichen. Als Ergebnis der Analyse von 6 markanten Forbush-Ereignissen steht fest, dass sich Ionenkonzentration und Wolkenbedeckung völlig unkorreliert zeitlich ändern. In keinem Wolkenstockwerk fanden die Forscher der schweizerisch-deutschen Kollaboration globale oder regionale Effekte, weder für ein einzelnes Ereignis noch gemittelt über alle 6 Ereignisse.

Analysiert haben die Wissenschaftler nur solche Forbush-Ereignisse, die nicht durch andere Effekte überlagert waren. Sie berechneten für alle 6 Ereignisse über je 20 Tage alle 3 Stunden die Ionenkonzentration in einem 5°×5°-Gitter über den Globus und die gesamte Troposphäre. Diese verglichen sie dann mit ebenfalls 3-stündlich vorliegenden Satellitendaten zur Wolkenbedeckung in 3 Höhenstufen. Sie betrachteten nur relative Werte, so dass eventuelle systematische Messfehler keine Rolle spielen. Die Methode ist empfindlich genug, um Effekte in der von den dänischen Wissenschaftlern postulierten Größenordnung zu entdecken.

Originalveröffentlichung: Sudden cosmic ray decreases: No change of global cloud cover.
J. Calogovic, C. Albert, F. Arnold, J. Beer, L. Desorgher, E.O. Flückiger;
Geophysical Research Letters, Vol. 37, L03802, doi:10.1029/2009GL041327, 2010
Kontakt:
Prof. Dr. Frank Arnold
Max-Planck-Institut für Kernphysik
Tel: +49 6221 516467
E-Mail: frank.arnold@mpi-hd.mpg.de

Dr. Bernold Feuerstein | idw
Weitere Informationen:
http://www.mpi-hd.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Nährstoffhaushalt einer neuentdeckten “Todeszone” im Indischen Ozean auf der Kippe
06.12.2016 | Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie

nachricht Wichtiger Prozess für Wolkenbildung aus Gasen entschlüsselt
05.12.2016 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie