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Die polaren Stratosphärenwolken über der Arktis könnten die beobachteten Abweichungen zwischen der von Klimamodellen berechneten polaren Erwärmung und den tatsächlichen Aufzeichnungen erklären, meint ein Forschungsteam der Universität von New South Wales (UNSW) in Australien.
Es ist bekannt, dass sich die Pole schneller erwärmen als der Rest der Welt. Die Klimamodelle, die Computersimulationen des Klimasystems der Erde, berücksichtigen diese stärkere Erwärmung. Allerdings unterschätzen sie die Erwärmung der Polarregionen noch immer, so die Autoren einer Studie, die kürzlich in Nature Geoscience veröffentlicht wurde.
Das ist ein Problem, weil die zukünftigen Klimaprojektionen mit denselben Modellen erstellt werden. Eine Unterschätzung der vergangenen Erwärmung könnte dazu führen, dass wir auch die zukünftige Erwärmung und die Auswirkungen auf das Schmelzen der Polkappen oder des Permafrosts unterschätzen.
Da sie in den meisten Klimamodellen fehlen, könnten die polaren stratosphärischen Wolken, oder Perlmuttwolken, einen Großteil der in den Modellen fehlenden Erwärmung erklären. „Während meiner Doktorarbeit wurde ich auf die Tatsache aufmerksam, dass die Klimamodelle, die wir verwenden, nicht das Ausmaß der Erwärmung darstellen, die in der Arktis stattfindet“, erklärt Dr. Deepashree Dutta, Postdoctoral Research Associate an der Universität Cambridge und Hauptautorin der Studie, in einer Pressemitteilung der UNSW. „Gleichzeitig wussten wir, dass die meisten dieser Modelle die oberen Schichten der Atmosphäre nicht sehr gut darstellten. Und wir dachten, dass dies vielleicht ein fehlendes Bindeglied ist.“
Bereits 1992 hatte die amerikanische Paläoklimatologin Lisa Sloan die Theorie aufgestellt, dass die Perlmuttwolken eine Rolle bei der extremen Erwärmung der Pole in vergangenen Perioden gespielt haben könnten, als das Klima wärmer war. Eine Theorie, die Dr. Dutta und ihr Team mithilfe eines der wenigen Atmosphärenmodelle, das diese Wolken einbezieht, überprüfen wollten. Ein Modell, das ähnliche Bedingungen wie im frühen Eozän beinhaltete, einer Periode, die mehr als 50 Millionen Jahre zurückliegt.
Warum gerade diese Periode? „Die Klimamodelle sind in den Polarregionen viel zu kalt, wenn sie dieses warme Klima der Vergangenheit simulieren, und das ist seit dreißig Jahren ein Rätsel“, erklärt Dr. Martin Jucker vom Fachbereich Geographie der Universität Cambridge und Mitautor der Studie. „Das frühe Eozän war eine Periode des Erdklimas, die durch eine extreme polare Erwärmung gekennzeichnet war, und stellte daher den perfekten Test für unsere Klimamodelle dar.“
Die Forscher fanden heraus, dass die hohen Methanwerte während des Eozäns zu einer verstärkten Bildung von Perlmuttwolken führten. Ein weiterer Befund: Unter bestimmten Bedingungen konnte die lokale Oberflächenerwärmung durch stratosphärische Wolken in den kältesten Wintermonaten bis zu 7°C betragen. Dies könnte die Kluft zwischen Klimamodellen und Temperaturdaten aus Klimaarchiven erheblich verringern.
Aber das ist noch nicht alles. Dr. Dutta und sein Team fanden auch heraus, dass die Anordnung von Bergen und Kontinenten eine ebenso wichtige Rolle bei der Wolkenbildung spielt wie das Methan. Eine wichtige Erkenntnis, die dazu dienen könnte, zukünftige Klimamodelle zu verbessern: „Aber die gute Nachricht ist, dass sich diese Wolken eher unter der Kontinentalanordnung bilden, die vor zig Millionen Jahren existierte und die heute auf der Erde nicht mehr zu finden ist“, bemerkt Dr. Jucker. „Daher erwarten wir in Zukunft keinen so starken Anstieg der stratosphärischen Wolken“.
Die polaren stratosphärischen Wolken entwickeln sich in der Stratosphäre in einer Höhe von 15.000 bis 25.000 Metern. Um sich zu bilden, benötigen sie eine Temperatur von unter -78°C. Daher sind sie hauptsächlich in den Polarregionen zu finden, obwohl sie auch in gemäßigteren Regionen, wie z. B. in Schottland, beobachtet werden konnten. Obwohl sie einen wunderschönen Anblick bieten, spielen sie eine Rolle bei der Zerstörung der Ozonschicht.
Normalerweise sind diese Wolken vor allem in der Antarktis zu beobachten, aber da sich die hohen atmosphärischen Schichten in der Arktis in den letzten Jahren abgekühlt haben, ist das Phänomen nun auch im Norden häufiger zu beobachten.
Link zur Studie : Dutta, D., Jucker, M., Sherwood, S.C. et al. Early Eocene low orography and high methane enhance Arctic warming via polar stratospheric clouds. Nat. Geosci. 16, 1027-1032 (2023). https://doi.org/10.1038/s41561-023-01298-w
Mirjana Binggeli, PolarJournal