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Mittwoch, 15.08.2018
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Kondensationskeime

Wolken im Wandel

Gewitterwolke

Gewitterwolke

Noch bedeutsamer als ihre direkte Wechselwirkung mit Strahlung ist allerdings der indirekte Effekt, den Aerosole entfalten – und zwar als Kondensationskeime: An ihnen schlägt sich der Wasserdampf der Luft nieder, bildet Tröpfchen und schließlich Wolken. Auch das modifiziert zunächst den Strahlungshaushalt der Erde: Im Allgemeinen verstärken Wolken die so genannte Albedo, das Rückstreuvermögen der Atmosphäre, da sie an ihren Oberseiten die Strahlung der Sonne zurück in den Weltraum spiegeln und damit kühlend wirken; es gibt jedoch dünne Wolken, die das Sonnenlicht fast ungehindert zum Erdboden durchlassen, die aber eine „Sperrschicht“ für die Wärmestrahlung vom Boden in den Weltraum bilden – und deshalb die Temperatur in Bodennähe nach oben treiben.

Als Wolkenkeime bestimmen Aerosole außerdem, wie viel Wasser – bei jeweils gegebener Luftfeuchte und Temperatur – am Ende in einer Wolke steckt und wie groß die einzelnen Wassertröpfchen innerhalb der Wolke werden. Beides entscheidet darüber, wie lange eine Wolke ihr „Wasser halten“ kann, also wann und wo Niederschläge auftreten: Das macht Aerosole zu einem wesentlichen Faktor auch im Wasserhaushalt der Atmosphäre.

Unsicherheitsfaktor Aerosole


Einstrahlung und Ausstrahlung

Einstrahlung und Ausstrahlung

Dass die Schwebeteilchen als Klima-Faktoren schwer in den Griff zu kriegen sind, kommt in den Modellrechnungen zum Ausdruck, die Aufschluss über die vom Menschen angestoßene Erwärmung des Erdklimas liefern sollen: All diese Modelle weisen eine ziemlich weite Spanne aus, was die Erhöhung der globalen Temperaturen in den nächsten Jahrzehnten betrifft. Und diese Unsicherheiten gehen – via Wolken – wesentlich auf das Konto der Aerosole.

Denn deren Einfluss auf das regionale oder globale Klima, dabei insbesondere auf die Bildung von Wolken, hängt von vielfältigen physikalischen und chemischen Eigenschaften ab, in denen sich diese Partikel oder Tröpfchen unterscheiden. So bestimmt bereits ihr Durchmesser, wie lange sie in der Luft schweben; diese Verweilzeit reicht von wenigen Stunden bis zu mehreren Wochen – und dementsprechend verteilen sie sich auch mehr oder minder weit in der Atmosphäre.

Ebenfalls von der Größe, zudem aber von der mikrophysikalischen Beschaffenheit eines Aerosols – so von der Struktur seiner Oberfläche oder seiner Farbe – hängt es ab, welche Wellenlängen der Licht- oder Wärmestrahlung an ihm bevorzugt gestreut oder von ihm absorbiert werden. Und noch komplizierter als bei diesen direkten optischen Wechselwirkungen liegen die Dinge beim indirekten Effekt der Aerosole, also ihrem Zusammenspiel mit Wasserdampf und ihrem Einfluss auf die Wolkenbildung: Diese Prozesse hängen wesentlich auch von chemischen Eigenschaften der Teilchen ab – und außerdem von meteorologischen Parametern, wie etwa von der Temperatur der Luft oder deren Gehalt an Wasserdampf.

Stand: 08.04.2005
 
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