Wie veränderte Wolkenmuster den Klimawandel verschärfen

In einem sich erwärmenden Klima entwickeln sich Wolkenmuster auf eine Weise, die die globale Erwärmung verstärkt. Ein Forscherteam um Professor Johannes Quaas von der Universität Leipzig sowie Hao Luo und Professor Yong Han von der Sun Yat-sen-Universität in China haben zunehmend asymmetrische Veränderungen der Wolkendecke entdeckt: Die Bewölkung der Wolkendecke nimmt tagsüber stärker ab als nachts.

Diese Asymmetrie bedeutet, dass die kühlende Wirkung der Wolken tagsüber abnimmt und ihre wärmende Wirkung nachts zunimmt, was zur globalen Erwärmung beiträgt. Die Forscher veröffentlichten ihre neuen Erkenntnisse in der Fachzeitschrift Wissenschaftler machen Fortschritte.

Wolken: viel mehr als nur ein meteorologisches Phänomen

Tagsüber reflektieren Wolken das Sonnenlicht zurück in den Weltraum und kühlen dadurch die Erdoberfläche ab. Nachts wirken sie jedoch wie eine Decke und speichern die Wärme. Dadurch bleibt die Erdoberfläche warm. „Deshalb spielen Wolken eine entscheidende Rolle für das Klima der Erde“, erklärt Meteorologe Quaas.

Für ihre Studie nutzten die Wissenschaftler Satellitenbeobachtungen und Daten aus der sechsten Phase des Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6), das umfassende Klimamodelle und -szenarien liefert. Diese Modelle umfassen historische Daten von 1970 bis 2014 und Prognosen bis 2100.

„Da die Wolkendecke tagsüber stärker abnimmt als nachts, führt dies global zu einer Abnahme des kurzwelligen Albedoeffekts tagsüber und einer Zunahme des langwelligen Treibhauseffekts nachts“, erklärt Hao Luo, Hauptautor der Studie.

Klimamodelle und ihre Bedeutung

Klimamodelle sind für das Verständnis und die Vorhersage komplexer Prozesse und Wechselwirkungen innerhalb des Klimasystems unerlässlich. Sie helfen Wissenschaftlern, mögliche Zukunftsszenarien zu entwickeln und die Auswirkungen verschiedener Faktoren wie Treibhausgase, Aerosole und Wolken auf das Klima zu analysieren.

Quaas betont: „Die Asymmetrie, wie sich die Wolkendecke verändert, ist ein wichtiger, kürzlich entdeckter Faktor. Unsere Studie zeigt, dass diese Asymmetrie eine positive Rückkopplungsschleife verursacht, die die globale Erwärmung verstärkt.“

Laut dem Forscher verändern sich Wolken aufgrund des Klimawandels. Insgesamt gibt es etwas weniger Wolken, was eine stärkere globale Erwärmung bedeutet.

Die Mechanismen hinter der Asymmetrie

Diese tägliche Asymmetrie der Wolkendecke kann auf verschiedene Faktoren zurückgeführt werden. Eine der Hauptursachen ist die zunehmende Stabilität in der unteren Troposphäre aufgrund steigender Treibhausgaskonzentrationen. Diese Stabilität bedeutet, dass sich tagsüber weniger Wolken bilden, während sie nachts stabil bleiben oder sogar zunehmen.

Yong Han, Co-Autor der Studie, erklärt: „Die Veränderung der Wolkendecke ist nicht gleichmäßig über den Tag verteilt. Tagsüber, wenn die Sonneneinstrahlung am stärksten ist, beobachteten wir einen stärkeren Rückgang der Wolken. Nachts, wenn die Erdoberfläche normalerweise abkühlt, speichert die Wolkendecke Wärme und verstärkt so den Treibhauseffekt.

In die Zukunft schauen

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass es umso notwendiger ist, Treibhausgase zu reduzieren, weil die Wolkendecke nicht nur auf die Erwärmung reagiert, sondern durch diesen neuen Effekt auch die Erwärmung verstärkt“, warnt Quaas.

Wissenschaftler sagen, dass zusätzliche Studien erforderlich sind, um Veränderungen in der Wolkendecke besser zu verstehen. Laufende Studien an der Universität Leipzig konzentrieren sich beispielsweise auch auf Veränderungen der Vegetation und ihrer Artenvielfalt sowie auf die Rolle einer verringerten Luftverschmutzung.