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Samstag, 16.12.2017
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Ort eines Vulkanausbruchs bestimmt Klimafolgen

Arktische Oszillation stärker durch tropische Eruptionen beeinflusst

Wie sehr sich ein Vulkanausbruch auf das Klima auswirkt, hängt offenbar nicht nur von der Stärke der Eruption ab, sondern auch vom Ort, an dem der Ausbruch stattfindet. Das hat eine neue Studie von NASA-Forschern am Mount Katmai-Vulkan in Alaska gezeigt.
Folgen des Pinatubo-Ausbruchs 1991

Folgen des Pinatubo-Ausbruchs 1991

Wenn ein Vulkan ausbricht, umfassen die Folgen mehr als nur lokale Lavaströme oder Aschenregen. Ist die Eruption stark genug, schleudert sie Staub und Aschenteilchen bis 16 Kilometer hoch in die Stratosphäre, die obere Atmosphärenschicht. Hier verbinden sich Schwefeldioxid aus der Eruptionswolke mit winzigen Tröpfchen aus der Luft und bilden Schwebstoffe, Aerosole. Diese spielen, so klein sie auch sind, eine entscheidende Rolle für das irdische Klima.

Aerosole bleiben im Norden


Eine neue Studie der NASA und der amerikanischen National Science Foundation hat nun gezeigt, dass für das Ausmaß der Klimafolgen die Lage des ausbrechenden Vulkans entscheidend sein kann. Große Eruptionen sehr weit nördlich des Äquators verteilen ihre Aerosole nicht um den ganzen Erdball wie tropische Vulkane, sie bleiben oft auf die nördlichen Breiten beschränkt.

Ein Untersuchungsobjekt für die Studie war der Mount Katmai in Alaska. Sein Ausbruch im Jahr 1912 gehörte zu den stärksten des 20 Jahrhunderts. Der Aschenregen der Eruption bedeckte mehr als 7.000 Quadratkilometer mit einer 30 Zentimeter hohen Aschenschicht, die Eruptionswolke verteilte sich in der Atmosphäre und war sogar noch in Afrika sichtbar. Luke Oman, Vulkanforscher an der Rutgers Universität in New Brunswick und seine Kollegen analysierten die Mount Katmai Eruption und erstellten daraus ein Computermodell. In einer Simulation vollzogen sie sowohl die Katmai-Eruption nach als auch eine fiktive, drei mal stärkere, um deren Klimafolgen zu untersuchen.


Arktische Winde als Klimaschaukel


Es zeigte sich, dass im Gegensatz zu früheren Untersuchungen ähnlicher Art an tropischen Vulkanen, die Katmai-Eruption das wichtige globale Klimamuster der so genannten „Arktischen Oszillation“ nicht störte. Bei diesem Klimaphänomen zirkulieren Winde auf Höhe des 55. Breitengrads entgegen dem Uhrzeigersinn um die Arktis und beeinflussen entscheidend das Klima auf der Nordhalbkugel: Zirkulieren die Winde langsamer, fließt mehr kalte Luft nach Süden und es wird kalt in den gemäßigten Breiten. Zirkulieren sie dagegen schneller, wirken sie wie eine Barriere und die Kälte bleibt im hohen Norden eingeschlossen.

„Große tropische Vulkanausbrüche verteilen Aerosole oft über den gesamten Globus, aber bei Vulkanen der höheren Breiten, wie dem Katmai, bleiben die Aerosole nördlich von 30 Grad“, erklärt Oman. „Als Folge heizt sich die Luft in den tieferen Atmosphärenschichten nicht genügend auf, um die Arktische Oszillation zu beeinflussen.“

Eruptionen in den Tropen, wie der des Pinatubo im Jahr 1991, erzeugen dagegen so weit verteilte Aerosole, dass diese die Sonneneinstrahlung blockieren und die unteren Luftschichten abkühlen. Dadurch wird das Nord-Süd-Gefälle der Lufttemperaturen geringer und die Folge ist eine so genannte „positive Phase“ der Arktischen Oszillation: Die Winde im hohen Norden zirkulieren schneller und der Winter in Mitteleuropa und den anderen Regionen der gemäßigten Breiten fallen milder aus.

“Diese Studie lieferte weitere Belege dafür, dass sowohl der Ort als auch die Intensität einer Eruption bestimmen, wie die Klimareaktion der Erde ausfällt“, erklärt Gavin Schmidt vom Goddard Institut für Weltraumstudien der NASA. „Gleichzeitig hilft sie uns auch zu überprüfen, wie gut unsere Computermodelle die Realität abbilden.“
(NASA, 12.08.2005 - NPO)
 
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