Winzige Partikel in der Luft wie etwa Ruß, so genannte Aerosole, steigen in die Atmosphäre auf und treten dort mit den Wolken in Wechselwirkung. Ilan Koren vom Weizmann Institute of Science und Kollegen haben nun ein analytisches Modell entwickelt, mit dem sie vorhersagen können, ob diese Teilchen die Wolken verstärken oder auflösen. Ihre Studie könnte die Prognosen, wie Luftverschmutzung und natürlich auftretende Aerosole den Klimawandel beeinflussen, verbessern.

Wolken sind hochdynamische Systeme, welche zum einen die Sonnenenergie zurück in den Weltraum reflektieren und die obere Atmosphäre abkühlen und zum anderen unter sich Wärme einfangen, wodurch sich die unteren Atmosphäre sowie die Erdoberfläche erwärmt. Aerosole verändern dabei die Anzahl, Größe und Verteilung der Tröpfen in Wolken. So können sich etwa Wassertröpfchen an den Partikeln ansammeln und die Wolkendecke verstärken. Andererseits absorbieren die Teilchen, vor allem Ruß, die Sonnenstrahlung, erwärmen so die Atmosphäre und verringern die Wolkenbildung.

In der Natur treten beide Prozesse nebeneinander auf und beeinflussen die Wolkenbildung je nach Größe und Höhe der Wolke auf unterschiedliche Art und Weise. In ihrem Modell berücksichtigten Koren und sein Team nun die aktuellen Theorien zur Wolkenentstehung, Satellitendaten sowie mathematische Berechnungen. Anhand von Beobachtungen aus dem Amazonasgebiet überprüften sie dann ihre Ergebnisse, welche die Realität präzise wiedergaben. Die Forscher schlussfolgern, dass sich die Wolkenbedeckung dort nicht zufällig geändert hat, vielmehr handele es sich tatsächlich um den Einfluss von Aerosolen aus brennenden Wäldern.

Ferner zeigt ihr Modell, dass kleine Mengen von Aerosolen unter dem Strich eine kühlende Wirkung haben. Dringen allerdings immer mehr Partikel in eine Wolkenschicht, erwärmen sie diese zunehmend, anstatt sie zu kühlen. Allerdings würde ein komplett bedeckter Himmel die Sonnenstrahlen daran hindern, die Aerosole zu erreichen und so könnte es zu einer zusätzlichen Abkühlung der Atmosphäre und der Erdoberfläche kommen. Je größer allerdings das Verhältnis von freiem Himmel zu Wolken, desto mehr Aerosol-Teilchen können die Strahlung absorbieren und damit die Erwärmung der restlichen Wolken beschleunigen, die darauf verdunsten und die Strahlung ungehindert durchlassen. (mp)