(Google Earth) Wolken, die sich in der frostigen Luft über der Antarktis bilden, unterscheiden sich in der Art und Weise, wie Wasser und Eis in ihrem Inneren interagieren, wie eine neue Studie zeigt – und das wiederum verändert, wie viel Sonnenlicht sie zurück in den Weltraum reflektieren, was wichtig ist für Klimawandel Modelle.
Durch eine Kombination aus Modellierung, Satellitenbildern und Daten, die beim Durchfliegen der Wolken selbst gesammelt wurden, haben Forscher einen Prozess der „sekundären“ Eisproduktion identifiziert. Das bedeutet, dass Eispartikel mit unterkühlten Wassertröpfchen kollidieren, diese gefrieren und dann zerbrechen, wodurch viele weitere Eissplitter entstehen.
Der Fachbegriff für diese Abfolge von Ereignissen ist Hallett-Mossop-Reifsplitterung. Es verdunkelt die Wolken, verringert die Menge des Sonnenlichts, das zurück in den Weltraum reflektiert wird, und lässt mehr davon in den darunter liegenden Ozean durch.
(Atlas et al., AGU-Fortschritte , 2022)
„Das Südpolarmeer ist eine riesige globale Wärmesenke, aber seine Fähigkeit, der Atmosphäre Wärme zu entziehen, hängt von der Temperaturstruktur des oberen Ozeans ab, die mit der Wolkendecke zusammenhängt.“ sagt Atmosphärenforscherin Rachel Atlas , von der University of Washington.
Basierend auf den Berechnungen der Forscher könnten in Wolken bei Temperaturen zwischen -3°C und -8°C (26,6°F und 17,6°F) etwa 10 Watt pro Quadratmeter zusätzlicher Energie von der Sonne in den Ozean gelangen, genug, um zu funktionieren die Temperaturen erheblich verändern.
Die Eisbildung innerhalb dieser Wolken ist sehr effizient und das entstehende Eis kann auch sehr schnell in den Ozean fallen. Dadurch verringert sich die Wassermenge in den Wolken rapide und verändert sich aus Sicht des Reflexionsvermögens mehrere ihrer wichtigsten Eigenschaften.
Was im Inneren der Wolken geschieht, wirkt sich auch auf ihre Form aus, was weitere Auswirkungen darauf hat, wie gut sie das Wasser darunter schützen.
All diese Faktoren müssen abgewogen werden, um möglichst genaue Klimamodelle zu erstellen.
„Die Eiskristalle zerstören einen Großteil der dünneren Wolke vollständig und verringern so die horizontale Abdeckung.“ sagt Atlas .
„Eiskristalle entziehen auch einen Teil der Flüssigkeit in den dicken Kernen der Wolke.“ Die Eispartikel reduzieren also sowohl die Wolkendecke als auch die verbleibende Wolke.
Der Februar ist der Höhepunkt des Sommers in der Antarktis und zu dieser Jahreszeit sind rund 90 Prozent des Himmels mit Wolken bedeckt. Ein Viertel dieser Wolken sind von der Art, die in dieser Studie behandelt wird – Mischphasenwolken – daher sollten die möglichen Auswirkungen nicht unterschätzt werden.
Derzeit berücksichtigen nur wenige globale Klimamodelle die Splitterung des Hallett-Mossop-Reims. Die Forscher hinter dieser neuen Studie würden sich eine Änderung wünschen, damit wir detaillierter verstehen können, wie sich das Klima der Erde in ihren verschiedenen Ökosystemen verändert .
Es handelt sich um ein Problem, das angesprochen wurde schon mehrere Male zuvor : Klimamodelle berücksichtigen nicht ausreichend alle verschiedenen Arten von Wolken, die rund um den Globus wirbeln, alle verschiedenen Prozesse, die in ihnen ablaufen, und wie sich die Temperaturen auswirken könnten.
„Niedrige Wolken im Südpolarmeer sollten nicht als flüssige Wolken behandelt werden“ sagt Atlas .
„Die Eisbildung in niedrigen Wolken im Südpolarmeer hat erhebliche Auswirkungen auf die Wolkeneigenschaften und muss in globalen Modellen berücksichtigt werden.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in AGU-Fortschritte .