Dies & Das: Wie sich Eiswolken und Kondensstreifen auf das Klima auswirken

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Wie sich Eiswolken und Kondensstreifen auf das Klima auswirken

Natürliche Eiswolken erwärmen die Arktis. Nun will man herausfinden, ob das auch auf künstliche Kondensstreifen-Zirren zutrifft

Forschungsflüge in großer Höhe sollen unter anderem den Beitrag von Zirruswolken zur besonders starken Erwärmung der Arktis untersuchen.
Foto: DLR

Klimaforscher wollen mit Messflügen die Auswirkung von Eiswolken auf die Erderwärmung untersuchen. Dazu nehmen sie im Rahmen der Mission CIRRUS-HL (CIRRUS in High Latitudes) sowohl die Kondensstreifen von Flugzeugen in den Blick als auch die natürlichen Eiswolken in der Arktis. Mit dem Forschungsflugzeug HALO, eine Gulfstream G550 des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) sind rund Flüge von Mitteleuropa bis zur Arktis geplant, wie die Universität Leipzig berichtet.

Eiswolken können sich nach Angaben der Forscher zweifach auswirken: Sie können einerseits Sonnenstrahlen in den Weltraum reflektieren – was einen kühlenden Effekt hat – und andererseits die Wärmestrahlung der Erde in der Atmosphäre halten – was wärmenden Einfluss hat. Diese Wirkungen können sowohl die natürlichen Eiswolken entfalten als auch die sogenannten Kondensstreifen-Zirren. Letztere trügen sogar mehr zur Erderwärmung durch den Luftverkehr bei als dessen Kohlendioxid-Ausstoß.

Klimaschonenderen Flugrouten

Die Messungen sollen einen Beitrag zur klimaschonenderen Planung von Flugrouten zu leisten. Kondensstreifen träten bei verschiedenen Wetterlagen unterschiedlich stark auf. Die Verringerung und Vermeidung von Kondensstreifen-Zirren sei daher „ein vielversprechender Ansatz, um den Luftverkehr klimafreundlich zu gestalten“, erklärte DLR-Forscherin Christiane Voigt.

Zudem solle herausgefunden werden, welchen Rolle Eiswolken speziell für die Erwärmung der Arktis spielen. Natürliche Eiswolken entfalten in den hohen Breiten der Arktis durch den flachen Sonnenstand vor allem eine wärmende Wirkung. Die Wärmestrahlung von der Erdoberfläche wird durch Eiswolken wie von einem wärmenden Schal in der Atmosphäre zurückgehalten. Messungen von Eiswolken in großen Höhen in der wenig bewohnten Arktis sind aber eine Herausforderung, daher gibt es so wenige experimentelle Daten in dieser Region.

Das Forschungsflugzeug HALO, eine Gulfstream G550, soll insgesamt 25 Flüge absolvieren.
Foto: DLR

25 Flüge geplant

Insgesamt sind rund 25 HALO-Flüge geplant. „Die Flugrouten verlaufen in acht bis 14 Kilometer Höhe unter anderem bis in die Nähe von Spitzbergen und Grönland, aber auch über Zentraleuropa, Spanien, Skandinavien und Island“, sagt Andreas Minikin von der DLR-Einrichtung Flugexperimente, die für den Betrieb von HALO verantwortlich ist.

Das Flugzeug trägt für die Mission eine umfangreiche Messinstrumentierung zur Fernerkundung von Wolken und Kondensstreifen. Beim Flug in die Wolken und Kondensstreifen werden Eispartikel und Wassertropfen hochpräzise durch Geräte an Bord charakterisiert. Ebenso erfassen Instrumente atmosphärische Spurengase und Aerosolpartikel. Die Forschungsflüge werden durch Satellitenbeobachtungen der Eiswolken und Simulationen mit Computermodellen ergänzt.

Deutliche Unterschiede

Bereits im Rahmen der Vorgängermission ML-CIRRUS (Mid-Latitude CIRRUS) zeigte sich, dass die Eiskristalle natürlicher Zirruswolken mit rund 100 Mikrometern mehr als zehnmal so groß sind wie die Eiskristalle in Kondensstreifen-Zirren (2-10 Mikrometer). Dabei ist die Anzahl der Eiskristalle in Kondensstreifen-Zirren deutlich höher und damit auch ihre Klimawirkung gegenüber natürlichen Zirrus-Wolken mit demselben Eiswassergehalt. Nun erwarten die Forschenden auch bei den Partikelformen Unterschiede zwischen Kondensstreifen und natürlichen Zirren. Ergebnisse der Mission werden 2022 erwartet. (red, APA, 25.7.2021)

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