wolkenbildung

Reduzierter Verdunstung über den Kontinenten führt zu negativen atmosphärischen Rückkopplungen

Reduzierter Verdunstung über den Kontinenten führt zu negativen atmosphärischen Rückkopplungen

Spannende Modellierung, die sehr gut rein passt in das, was wir immer wieder erzählen – Vegetation kühlt das Klima, füttert die kleinen Wasserkreisläufe, fördert die Wolkenbildung, was wiederum die Temperaturen senkt, usw.: Kontinente als Schwammlandschaften versus Wüsten. Was passiert in der Folge klimatisch und atmosphärisch, wenn über den Kontinenten kein Wasser mehr für die Verdunstung zur Verfügung steht?

  • die Temperaturen steigen (aufgrund reduzierter Verdunstungskühle)
  • die Niederschläge nehmen ab (da die Verdunstung stark reduziert ist)
  • die kontinentale Wolkenbedeckung nimmt ab (aufgrund geringer Verdunstung)
  • dadurch erhitzt sich die Landoberfläche stärker
  • die Verweilzeit des atmosphärischen Wasserdampfs erhöht sich um etwa 50 Prozent (vermutlich weil zu wenig Wasser zur regelmässigen Wolkenbildung zur Verfügung steht?)

Der Abstract:

Wenn wir die Verdunstung unterdrücken, um einen wüstenähnlichen Planeten zu schaffen, stellen wir fest, dass die Temperaturen steigen und die Niederschläge im globalen Mittel abnehmen. In der DesertLand-Simulation stellen wir eine Zunahme des atmosphärischen Wasserdampfs sowohl über Land als auch über Ozean fest. Die Unterdrückung der Verdunstungskühlung über den Kontinenten reduziert die kontinentale Wolkenbedeckung, wodurch mehr Energie auf die Oberfläche gelangt und die statische Energie der Oberflächenfeuchtigkeit über Land zunimmt. Die Verweilzeit des atmosphärischen Wasserdampfs erhöht sich um etwa 50 Prozent. Atmosphärische Rückkopplungen wie Änderungen der Lufttemperaturen und der Wolkenbedeckung tragen zu größeren Änderungen des Energiehaushalts der terrestrischen Oberfläche bei als die direkte Wirkung der unterdrückten Verdunstung allein. Ohne die Wolkenrückkopplung erwärmt sich die Landoberfläche bei unterdrückter Landverdunstung immer noch, aber der gesamte atmosphärische Wasserdampf nimmt ab und die anomalen Luftzirkulationen über den Kontinenten sind viel flacher als in Simulationen mit Wolkenänderungen; das heißt, die Wolkenrückkopplung ändert das Vorzeichen der Wasserdampfreaktion. Dies unterstreicht, wie wichtig es ist, atmosphärische Rückkopplungen zu berücksichtigen, wenn man die Auswirkungen von Veränderungen der Landoberfläche auf das Klimasystem untersucht.

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/acdbe1

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Großflächige Waldrodung verringert kühlende Wolkenbildung

Großflächige Waldrodung verringert kühlende Wolkenbildung

So argumentieren wir ja schon seit Jahren: „Leipziger Forscher haben herausgefunden, dass die großflächige Abholzung von Wäldern stärker erwärmend auf das Klima wirkt als bisher angenommen. Die kühlende Wirkung der Wolkenbedeckung wird in der Folge um fast die Hälfte reduziert.

Die Experten um Hao Luo und Johannes Quaas vom Institut für Meteorologie der Universität Leipzig wiesen durch Analyse von Computersimulationen und Beobachtungen eine Abnahme von Wolken in diesen abgeholzten Gebieten nach. Rodung wirkt durch das Freisetzen von Kohlendioxid erwärmend, gleichzeitig sind aber auch Wälder dunkler als die Gebiete nach der Rodung. Dies führt zu einem abkühlenden Effekt, weil weniger Sonnenlicht absorbiert wird. Die neue Studie konnte belegen, dass die Verringerung der Wolkenbedeckung diese kühlende Wirkung um fast die Hälfte reduziert.

„Wir haben herausgefunden, dass als Folge von Entwaldung global die tiefliegenden Wolken abnehmen, und in den Tropen auch hochliegende Wolken“, erklärt Luo. „Tiefliegende Wolken wirken abkühlend auf das Klima, weil sie viel Sonnenlicht reflektieren“, fügt Quaas hinzu. Die Wissenschaftler analysierten idealisierte Entwaldungssimulationen mit Klimamodellen und Reanalysen und lieferten auf dieser Grundlage Erkenntnisse über eine lokale Abnahme der globalen tiefliegenden Wolken und der tropischen hochliegenden Wolken als Folge der Abholzung von Wäldern im großen Stil.

„Die verringerte Wolkenbedeckung lässt sich durch Veränderungen des turbulenten Wärmeflusses an der Oberfläche erklären, der den Auftrieb und die Feuchtigkeit in unterschiedlichem Maße verringert“, so Quaas, der auch beim Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung Halle-Jena-Leipzig (iDiv) tätig ist. Die Auswirkungen der unterschiedlichen meteorologischen Prozesse in Wäldern und gerodeten Gebieten auf die Wolken und die damit verbundene Strahlungsbilanz sind den Forschenden zufolge noch nicht ausreichend untersucht worden.

Quelle: mdr
Artikel: https://www.nature.com/articles/s41467-024-51783-y

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Eine Enthüllung über Bäume bringt die Klimaberechnungen durcheinander

Eine Enthüllung über Bäume bringt die Klimaberechnungen durcheinander

Bäume erzeugen Wolken, indem sie kleine Mengen von Dämpfen freisetzen, die „Sesquiterpene“ genannt werden. Wissenschaftler lernen immer mehr dazu – und das macht die Klimamodelle unsicher.

Die Hälfte der Wolkendecke auf der Erde bildet sich um Dinge wie Sand, Salz, Ruß, Rauch und Staub. Die andere Hälfte bildet sich um Dämpfe, die von Lebewesen oder Maschinen freigesetzt werden, wie das Schwefeldioxid, das bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entsteht.

Bäume geben natürliche flüchtige Stoffe wie Isopren und Monoterpene ab, die wolkenbildende chemische Reaktionen auslösen können.

Das Team zeigt, dass Sesquiterpene für die Wolkenbildung effektiver sind als erwartet. Schon ein Verhältnis von 1:50 zwischen Sesquiterpenen und anderen flüchtigen Stoffen verdoppelte die Wolkenbildung.

https://www.wired.com/story/a-revelation-about-trees-is-messing-with-climate-calculations/

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Gesunde Korallenriffe produzieren Wolken und Niederschlag

Gesunde Korallenriffe produzieren Wolken und Niederschlag

Faszinierend: „Korallenriffe produzieren eine flüchtige Substanz namens Dimethylsulfid oder DMS, die in der Atmosphäre oxidiert und Wolkenkondensationskerne (CCN) erzeugt. Dabei handelt es sich um winzige Schwefel-Aerosolpartikel, um die herum Wasserdampf kondensiert und Wolken bildet, die zu Niederschlägen führen. Jones hat jedoch herausgefunden, dass selbst ein leichter Anstieg der Meerestemperaturen diesen natürlichen Prozess beeinträchtigen könnte, so dass der Klimawandel eine erhebliche Bedrohung für die von den Korallenriffen erzeugten Wolken (und Niederschläge) darstellt. Dies deutet darauf hin, dass bei hohen Meeresoberflächentemperaturen weniger CCN (Wolkenkondensationskerne) über Korallenriffen gebildet werden, so dass bei hohen Meeresoberflächentemperaturen eine geringere oder gar keine Bewölkung zu erwarten ist. Dies ist ein Rückkopplungssystem, bei dem die wärmeren Temperaturen die Wolkenbedeckung verringern, indem sie die DMS-Produktion der Korallen abschalten, was wiederum den Ozean weiter erwärmt, da mehr Sonnenlicht die Meeresoberfläche erreicht. Sobald die Meeresoberflächentemperaturen die Toleranzgrenze der Korallen überschreiten, kommt es zum Ausbleichen der Korallen, was zu einem weit verbreiteten Korallenstress und sogar zum Absterben führt.

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Charakterisierung von luftgetragenen eiskeimbildenden Bakterien und Bakterienfragmenten

Charakterisierung von luftgetragenen eiskeimbildenden Bakterien und Bakterienfragmenten

Lasst es (möglicherweise) regnen: Einige Bakterien haben die einzigartige Fähigkeit, eiskeimbildungsaktive (INA) Proteine zu synthetisieren und an ihrer äußeren Membranoberfläche freizulegen. […] Bei 14 Niederschlagsereignissen dominierten Stämme der Gattung Pseudomonas, von denen bekannt ist, dass sie INA-Gene tragen. Ein Screening auf INA-Eigenschaften ergab, dass ~12 % der kultivierbaren Bakterien bei ≤-7 °C Eisbildung verursachten. Sie wurden wahrscheinlich von terrestrischen Oberflächen in die Atmosphäre emittiert, z. B. durch konvektiven Transport.

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