Führt die globale Erwärmung zu einer Änderung des Transports von Luft in die obere Atmosphäre?

Viele Atmosphärenmodelle sagen voraus, dass sich der Transport von Luft aus der erdnahen Troposphäre in die darüber liegende Stratosphäre aufgrund der Klimaänderungen beschleunigen sollte.

Eine internationale Forschergruppe um Privatdozent Dr. Andreas Engel von der Goethe Universität hat nun zur Überraschung der Fachkollegen herausgefunden, dass tendenziell eher das Gegenteil der Fall ist: Der Luftstrom bewegt sich träger als angenommen. Das könnte auch bedeuten, dass die Ozonschicht in der Stratosphäre sich etwas langsamer erholt, als aktuelle Klimamodelle es vorhersagen.

Wie die Forscher in der angesehenen internationalen Fachzeitschrift Nature Geoscience schreiben, ermittelten sie die Zeit, die die atmosphärischen Spurengase Schwefelhexafluorid (SF6) und Kohlendioxid (CO2) benötigen, um von der Troposphäre (vom Boden bis 10 km Höhe) in die Stratosphäre (10 bis 50 km Höhe) zu gelangen. Um dieses „Alter“ der stratosphärischen Luft zu bestimmen, machten sie Messungen mithilfe von großen Forschungsballonen, die die Messgeräte bis in eine Höhe von 35 Kilometern tragen können.

Da solche Messungen sehr aufwendig und teuer sind, können sie nur sporadisch durchgeführt werden. Engel und seine Kollegen haben deswegen alle weltweit verfügbaren Messungen dieser Gase in der Stratosphäre zusammengetragen und in Kooperation mit japanischen und amerikanischen Kollegen sowie einer Gruppe an der Universität Heidelberg ausgewertet. Im Rahmen ihrer Untersuchungen haben die Frankfurter Forscher unter anderem auch „konservierte“ Luftproben untersucht, die vor über 30 Jahren in der Stratosphäre in den USA gesammelt wurden. „Schwefelhexafluorid gehört zu den stabilsten Spurengasen in der Atmosphäre“, erklärt Andreas Engel, „so dass wir mit der heute verfügbaren Analytik auch kleinste Mengen des Spurengases in den 30 Jahre alten Luftproben analysieren können.“

Während aktuelle Klimamodelle eine Beschleunigung des Transports in der Stratosphäre und somit ein jüngeres Alter der Luft vorhersagen, zeigten die Messungen überraschenderweise, dass im Gegenteil das Alter der stratosphärischen Luft sich sogar etwas erhöht hat; der Transport sich also nicht beschleunigt hat. Die Frankfurter Forscher wollen nun diese langjährige Messreihe fortführen, um auch für die Zukunft Messungen zur Verfügung zu stellen, mit deren Hilfe die Vorhersagen der Atmosphärenmodelle überprüft werden können und die langfristige Änderung der Atmosphäre dokumentiert werden kann. Aufgrund der Ergebnisse müssen die Vorhersagen der Atmosphärenmodelle noch einmal überprüft werden.

„Unser Ergebnis stellt nicht die prinzipielle Richtigkeit der von den Modellen vorhergesagten Klimaänderungen in Frage“ betont Engel, „aber die genauen Mechanismen wie sich dies auf den globalen Transport von Luft in der oberen Atmosphäre auswirkt scheinen jedoch noch nicht vollständig verstanden zu sein. Hier besteht weiterer Forschungsbedarf.“

Informationen: Privatdozent Dr. Andreas Engel, Arbeitsgruppe Experimentelle Atmosphärenforschung, Campus Riedberg,
Tel.: (069)-798-40249; an.engel@iau.uni-frankfurt.de;
Dr. Harald Bönisch Tel.: (069)-798-40259, boenisch@iau.uni-frankfurt.de; Tanja Möbius, Tel.: (069)-798-40260, moebius@iau.uni-frankfurt.de).

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