Vulkane, Aerosole und Klima
Aerosole sind winzige Partikel, die sich in der Atmosphäre bis zur Stratosphäre ausbreiten. Diese Partikel interagieren direkt und indirekt mit dem Strahlungshaushalt der Erde sowie mit dem Klima unseres Planeten. Die Aerosole streuen Sonnenlicht in den Weltraum und dienen als Ort für chemische Reaktionen. Es existieren deutliche Hinweise darauf, dass bei Vulkanausbrüchen große Mengen an Schwefelgasen in die Stratosphäre geschleudert werden, wo sie in Sulfat-Aerosole umgewandelt werden. Es überrascht kaum, dass sich die Auswirkungen von Aerosolen auf Sonneneinstrahlung in Abhängigkeit von der Stärke der vulkanischen Aktivität verändern. Das EU-finanzierte Projekt MIMOSA-5 (Monitoring and modelling of stratospheric aerosols with a focus on the impact of volcanic eruptions) hat leistungsfähige Werkzeuge entwickelt, all jene Veränderungen zu untersuchen, zu überwachen und vorherzusagen. Im Einzelnen ist das Modell für stratosphärische Aerosole (Model for Stratospheric Aerosols, MOSTRA), ein 4D-Modell auf Basis des Transports und der mikrophysikalischen Beschreibung von Aerosolpartikel, erweitert worden. Zum Modell-Input gehören Aerosolparameter wie Größenverteilung, Zusammensetzung und Extinktionskoeffizienten. Die MIMOSA-5-Wissenschaftler riefen aus den Beobachtungen des GOMOS-Instruments (Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars) Aerosoldaten ab. Dieses Instrument für Atmosphärenchemie bildet der einen Teil der Nutzlast der Envisat-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (European Space Agency, ESA). Es wurden verfügbare Algorithmen angewandt und neue, speziell dafür vorgesehene Werkzeuge entwickelt, um die GOMOS-Ablesungen in wissenschaftlichen Daten über die Parameter umzuwandeln, die für die Atmosphäre der Erde repräsentativ sind. Die erheblichen Verbesserungen an den wissenschaftlichen Datenprodukten von GOMOS haben diese zu einem Referenzdatensatz für Validierungszwecke werden lassen. Die Zusammenarbeit ergab eine Bestandsaufnahme der globalen Aerosolbelastung durch kleine, mittlere und größere Vulkanausbrüche. Aus den Resultaten der jüngsten Zeit geht hervor, dass anhand der neuen Schätzung der Aerosolbelastung einschließlich der GOMOS-Daten aus den Klimadatenaufzeichnungen, die innerhalb von Aerosol_CCI mit Unterstützungsaktivitäten von MIMOSA-5 erstellt wurden, viel besser die beobachtete Entwicklung des globalen Strahlungsantriebs als mit früheren Schätzungen reproduziert werden kann. Mit den Bemühungen um die Verbesserung der GOMOS-Datenprodukte hat sich eine Gelegenheit ergeben, unser gegenwärtiges Verständnis der Chemie der Erdatmosphäre voranzubringen. Das Projekt MIMOSA-5 hat demonstriert, dass 4D-Modelle wertvolle Einblicke in die Art und Weise bieten können, wie sich die Erdatmosphäre in Raum und Zeit weiterentwickelt.
Schlüsselbegriffe
Vulkane, Aerosole, Klima, Stratosphäre, Vulkanausbrüche, MIMOSA-5
