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Wärmeabstrahlung der Erde mit Satelliten bestimmt
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Universität Hamburg
astronews.com
20. April 2023
Wie viel Wärmeenergie strahlt von der Erde zurück ins All?
Das ist eine zentrale Klimagröße, über die der langwellige
Rückkopplungsparameter Auskunft gibt. Ein Forschungsteam der Universität Hamburg
hat diesen nun erstmals spektral bestimmt – mit Messreihen von Satelliten. Das
Team hofft, dass Klimamodelle so noch genauer werden.
Mithilfe von Satellitendaten wurde jetzt
bestimmt, wie viel Wärmeenergie die Erde zurück ins All
abstrahlt - ein wichtiger Parameter für Klimamodelle.
Foto: NASA [Großansicht] |
Wenn sich die Atmosphäre mit dem Klimawandel erwärmt, entsteht
zusätzlicher Wasserdampf. Dieser wiederum ist selbst ein Treibhausgas, hält die
Wärmestrahlung nahe der Erdoberfläche fest und lässt die Temperatur auf der Erde
weiter steigen – eine sich selbst verstärkende Rückkopplung. Der Wert der
Klimasensitivität zeigt in Grad Celsius an, wie empfindlich die Erde auf
Treibhausgase reagiert, wenn sich das Kohlendioxid in der Atmosphäre verdoppelt.
Um ihn zu berechnen, muss bekannt sein, wie Rückkopplungsprozesse auf der Erde
genau ablaufen. Solche Prozesse lassen sich mit dem sogenannten langwelligen
Rückkopplungsparameter berechnen.
Das Forschungsteam um Doktorand Florian Römer vom Centrum für
Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit (CEN) der Universität Hamburg hat diesen
Wert nun erstmals mit Satellitendaten spektral berechnet. Spektral bedeutet: Die
neue Methode zeichnet erstmals ein detailliertes Bild der Rückkopplung bei
verschiedenen Strahlungsfrequenzen. "Durch die spektrale Auflösung sehen wir
genau, welche Strahlungsfrequenzen wie viel zur Rückkopplung beitragen", so
Römer über die neue Methode. "Dadurch können wir die physikalischen Prozesse des
Erdklimas sehr viel besser verstehen."
Frühere Studien haben nur die gesamte Energie – das sogenannte Integral – zur
Berechnung des Parameters herangezogen. Dadurch gingen jedoch wertvolle
Informationen verloren. Auch die Berechnung des Werts mithilfe von Klimamodellen
beruhte oft auf stark vereinfachten Annahmen. Durch die neue Methode verstehen
die Forschenden besser, welche Prozesse die Klimasensitivität beeinflussen. Sie
bestimmt, wie die Klimazukunft der Erde aussehen wird.
Römer hat dabei auch überraschende Erkenntnisse gewonnen: Bisher gaben
Klimamodelle an, dass bei Strahlungsfrequenzen, die besonders effektiv von
Wasserdampf zurückgehalten werden, die Rückstrahlung ins Weltall bei einer
Temperaturerhöhung konstant bleibt. Der Rückkopplungsparameter beträgt somit
ungefähr Null. "Die Daten des analysierten Zeitraums zeigen: Die Strahlung nimmt
leicht zu, wenn es wärmer wird", so Römer. Klimamodelle können mit diesen Daten
Schritt für Schritt immer genauer werden. "Unsere Studie zeigt, dass
Satellitendaten auch auf diesem Gebiet ein sehr leistungsfähiges Instrument
sind. Das ist ein großer Schritt nach vorne", sagt Römer.
Über die Studie berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der
Zeitschrift Nature Geoscience erschienen ist.
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