Sonnenflecken beeinflussen das Klima

30. August 2009, 16:52
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Selbst äußerst geringe Strahlungsvariationen haben stärkeren Einfluss als bislang angenommen

Potsdam - Die komplexe Wechselwirkung zwischen Solarstrahlung, Atmosphäre und Ozean haben Wissenschaftler des US-National Center for Atmospheric Research und Kollegen vom deutschen Geoforschungszentrum Potsdam (GFZ) detailliert simuliertund in der Zeitschrift "Science" beschrieben. Ihr Modell zeigt, dass selbst äußerst geringe Strahlungsvariationen auf bestimmte Klimagrößen einen stärkeren Einfluss haben als man bisher angenommen hatte.

Auswirkungen

Als "Sonnenflecken-Zyklen" bezeichnet man Schwankungen der solaren Strahlungsintensität, von denen die bekanntesten alle elf Jahre wiederkehren. "Über das gesamte Spektrum der Strahlung gesehen, betragen die dabei auftretenden Veränderungen verschwindende 0,1 Prozent der Gesamtenergiemenge, was der Energieleistung von 0,2 Watt pro Quadratmeter entspricht", so Studien-Mitautorin Katja Matthes vom GFZ-Postdam. Deutlich sei jedoch die Veränderung der UV-Strahlung, die bis zu acht Prozent beträgt. Was das für die Erde bedeutet, konnte erst jetzt genauer dargestellt werden.

"Diese kleine Veränderung verursacht sehr komplexe Wechselwirkungsmechanismen in der Stratosphäre und Troposphäre, die messbare Änderungen in der Wassertemperatur des Pazifiks und im Niederschlag bewirken", so die Potsdamer Forscherin.

Simulationen

Die Wissenschaftler kombinierten für ihre Berechnungen bestehende Modelle, die den Einfluss der Strahlung auf die Stratosphäre, auf die restliche Atmosphäre und auf den Ozean darstellen. Dabei zeigte sich, dass die relevanten Prozesse einerseits von oben nach unten verlaufen. Erhöht sich die Solarstrahlung infolge von Sonnenflecken, steigt damit aufgrund des hohen Anteils ultravioletter Strahlung von bis zu acht Prozent das Treibhausgas Ozon in der Stratosphäre, was auch für einen Temperaturschub in dieser 15 bis 50 Kilometer hohen Schicht sorgt. Aufgrund der Sonnennähe ist das besonders über den Tropen der Fall, wo dadurch die Zirkulation der Atmosphäre und damit auch typische Niederschlagsmuster verändert werden.

Gleichzeitig verursachen Sonnenflecken jedoch auch einen zweiten Prozess im Klimageschehen, da durch erhöhte Sonnenaktivität die Verdunstung in wolkenfreien Gebieten steigt. Passatwinde bringen in Folge den Äquatorregionen höhere Feuchtigkeit und stärkeren Niederschlag. Im Ostpazifik sinken dabei die Wassertemperaturen und lassen weniger Wolken entstehen, was wiederum für mehr Verdunstung sorgt. Diese positive Rückkopplung verstärkt den Prozess zusätzlich.

Die Studie trage zum Verständnis der natürlichen Klimavariabilität bei, erläuterte Reinhard Hüttl, Vorstandsvorsitzender des GFZ. "Um den anthropogen bedingten (Anm. vom Menschen beeinflussten) Klimawandel besser interpretieren und verläßlichere Szenarien der zukünftigen Klimaentwicklung machen zu können, ist es sehr wichtig, die darunterliegende natürliche Klimavariabilität zu verstehen. Die Untersuchung zeigt erneut, dass wir zum Verständnis des Systems Klima noch erheblichen Forschungsbedarf haben", so Hüttl. (pte/red)

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