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StartseiteForschung aktuellBlue Jets über Gewittern befeuern den Treibhauseffekt08.05.2019

AtmosphärenforschungBlue Jets über Gewittern befeuern den Treibhauseffekt

Piloten nennen sie Elfen, Trolle, Kobolde oder Blue Jets; Atmosphärenforscher sprechen von "Transienten Lumineszenz-Ereignissen": Eindrucksvolle Lichterscheinungen über Gewitterwolken, die von gewaltigen elektrischen Entladungen ausgelöst werden - und die Auswirkungen auf unser Klima haben.

Von Tamara Worzewski

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Ein sogenannter Kobold (Transientes Lumineszenz-Ereigniss) aufgenommen vom NASA-Space-Shuttle Columbia (Isa/Meidex/AFP/epa)
Ein sogenannter Kobold aufgenommen vom NASA-Space-Shuttle Columbia (Isa/Meidex/AFP/epa)
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Fragt man Holger Winkler am Bremer Institut für Umweltphysik, was ihn beschäftigt, antwortet er: "Ach, ich erzähle eigentlich ganz gerne, dass ich Koboldforschung betreibe."

Koboldforschung, das ist noch nicht lange anerkannte Physik. Mythen rankten sich um optische Lichterscheinungen über Gewitterwolken. Piloten sahen für Bruchteile von Sekunden riesige rot-blaue Figuren aufblitzen, deren Form an Quallen und Karotten erinnerten. Sie trauten ihren Augen kaum und schwiegen sich wohl aus - um von ihren Fluggesellschaften nicht für verrückt erklärt zu werden. Erst 1989 bewies ein Zufallsfoto die Existenz der "Sprites" - zu Deutsch: Kobolde. Oder exakter: "Es handelt sich um "Transiente Lumineszenz Ereignisse", abgekürzt TLEs."

Blau-weiße Lichtfontänen Richtung Weltall

TLEs sind elektrische Entladungen in der Atmosphäre. Inzwischen wurden weitere entdeckt: Elfen, Trolle, Feen und Blue Jets: Ein besonders breiter blau-weißer Strahl, der wie eine Fontäne von der Wolkendecke 15 bis 40 Kilometer nach oben schießt. Heller als gewöhnliche Blitze, aber kurz wie ein Lidschlag. Jetzt ist die Frage, wie Kobolde und Blue Jets die Höhenluft verändern.

"Wir wissen von gewöhnlichen Blitzen, dass sie eine Quelle sind für reaktive Stickstoffsubstanzen, die unter anderem die Ozonchemie beeinflussen […] und wir vermuten ähnliche Prozesse auch in anderen Entladungen in der Atmosphäre. Aber darüber ist noch nicht viel bekannt, und das versuchen wir zu untersuchen."

Vor knapp 20 Jahren gab es erste Studien über potentielle lokale Auswirkungen auf die Atmosphärenchemie.

"Die Einschätzung damals war, dass die Effekte eher vernachlässigbar sein würden. Seitdem hat sich aber unser Wissen geändert, wir wissen erstens, dass diese Ereignisse häufiger vorkommen, als früher angenommen."

Blue Jets bilden viel klimarelevantes Lachgas

Und zwar etwa ein Blue Jet pro Minute. Zweitens weiß man derweil: Im Blue Jet kann es 3000 Grad heiß werden und bei dieser Hitze wandeln sich Teile der Luft in Stickoxide um. Winkler und Co. modellierten, dass Blue Jets Millionen von Tonnen dieser Stickoxide in die Stratosphäre injizieren. Wie die Gase mit der Luft reagieren und sich über die Jahre verteilen, berechnete über mehrere Wochen ein Supercomputer:

"Das Ergebnis des Papers ist ja: Das Stickstoffmonoxid und -dioxid wird zwar ein bisschen gebildet, ist aber nicht so wichtig im Vergleich zu Blitzen zum Beispiel. Das Lachgas wird aber viel gebildet - mehr als vorher gedacht und dieses Lachgas ist ein starkes Treibhausgas. Das hat eine Lebensdauer von über 100 Jahren und das ist ein deutlich stärkeres Treibhausgas als CO2."

TLEs tragen zum natürlichen Treibhauseffekt bei

Zum menschgemachten Treibhauseffekt tragen die TLEs nicht bei, wohl aber zum natürlichen konstanten Treibhauseffekt, zu dessen Verständnis die Pionier-Studie nun wesentlich beiträgt. So schätzen Winkler und seine Kollegen aus Spanien, Italien und den USA, dass 20 Prozent aller Stickoxide in der Luft auf Blue Jets zurückzuführen sind - und das ist nicht zu vernachlässigen. Die Forscherwelt kann nun über diese ersten globalen Abschätzungen debattieren, und währenddessen fragt sich vielleicht mancher Laie: Wie stelle ich es an, persönlich einen Blick auf die blauen Riesenstrahlen zu erhaschen?

"Um einen Blue Jet zu sehen oder um eine Chance zu haben, einen beobachten zu können, würde ich mich zu einem starken Gewitter begeben, aber ich würde mich schräg dazu stellen, so dass ich nach Möglichkeit die Gewitteroberkante, also die Wolkenoberschicht sehen kann. Wenn ich genau unter der Wolke stehe, dann ist der Blue Jet verdeckt durch die Wolke."

Und wie viele hat Winkler selbst schon gesehen?

"Ich habe noch nie probiert, einen Blue Jet zu sehen. Ja, aber ich bin ja Modellierer und ich treibe mich auch nicht so gerne in Gewitterregen rum."

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