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StartseiteForschung aktuellWolkenforschung in der Arktis24.05.2017

Expedition gestartetWolkenforschung in der Arktis

Welchen Einfluss haben Wolken auf das Klima? Darüber wissen Forscher noch viel zu wenig. Wissenschaftler auf dem Forschungsschiff Polarstern sind von Bremerhaven aus zu einer Expedition in die Arktis aufgebrochen. Sie wollen herausfinden, warum es ausgerechnet dort viel wärmer wird und was Wolken damit zu tun haben.

Von Claudia Doyle

Forschungsschiff und Eisbrecher "Polarstern" vor Norwegen (imago / McPhoto / Bäsemann)
Das Forschungsschiff Polarstern bei einer Expedition vor Norwegen. Diesmal wollen die Forscher an einer rund zehn Quadratkilometer großen Eisscholle ankern und mit ihr durchs ewige Eis driften. (imago / McPhoto / Bäsemann)
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Während sich Deutschland auf den Beginn des Sommers freut, fiebert Andreas Macke einer Expedition in die Arktis entgegen. Er hat einen Seesack voll warmer Kleidung und eine Tube Sonnencreme eingepackt. Fertig zum Auslaufen.

"Wir brechen am 24. in Bremerhaven auf, mit der Flut geht es raus und dann geht es gerade Richtung Spitzbergen. In Longyearbyen bei Spitzbergen haben wir einen kurzen Stopp und dann geht es weiter bis nach 82,5 Grad Nord und 15 Grad Ost, das ist unsere geplante Position. Und dort wollen wir eine Eisscholle finden, die uns zwei Wochen lang aushält und mit uns zurückdriftet nach Süden."

Andreas Macke ist Physikprofessor und arbeitet am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung in Leipzig. Gemeinsam mit knapp 50 anderen Wissenschaftlern wird er mit dem Forschungsschiff Polarstern an einer rund zehn Quadratkilometer großen Eisscholle ankern und mit ihr durchs ewige Eis driften. Etwa 200 Kilometer Strecke werden sie dabei zurücklegen. Während dieser Zeit wollen die Wissenschaftler die Atmosphäre und die Energiebilanz an der Meereisoberfläche mit vielfältigen Methoden vermessen. Sie lassen Fesselballons steigen und schicken Tauchroboter unter die Scholle.

Wolken können den Klimawandel verstärken oder abmildern

"Wir wissen, dass das arktische Meereis sehr stark abnimmt, das wissen wir sehr gut aus Satellitenbeobachtungen. Das müssen wir nicht weiter überprüfen. Wir wollen jetzt verstehen, warum es so schnell abnimmt. Und da spielt der Ozean sicher eine wichtige Rolle, aber die Geschwindigkeit mit der das Meereis abnimmt, muss irgendwie mit der Atmosphäre zu tun haben, weil die sehr viel schneller reagiert als der Ozean. Und diesen Einfluss der Atmosphäre auf die Abnahme des Meereises, den wollen wir untersuchen."

Das Spezialgebiet von Andreas Macke ist seit langer Zeit die Erforschung von Wolken und ihr Einfluss auf das Klima. Denn darüber wissen die Forscher bisher noch viel zu wenig.

"Wolken können netto kühlen oder netto erwärmen. Sie haben einen Albedo-Effekt, reflektieren die Sonnenstrahlung. Sie haben einen Treibhauseffekt, sie schicken die Wärmestrahlung wieder zurück zum Boden. Und was davon dominiert, hängt eben von der Höhe der Wolken auch ab und wie sie sich in Zukunft entwickelt, können wir leider noch nicht so genau sagen, wie wir gerne wollen."

Wolken können also einerseits den Klimawandel verstärken – oder ihn abmildern. Doch wann bilden sich Wolken überhaupt? Auch das ist eine Frage, die bisher nur unvollständig beantwortet ist. Grundsätzlich entstehen Wolken erst dann, wenn Aerosolpartikel in der Luft vorhanden sind, also zum Beispiel Asche, Staub oder Rußstoffe. Diese Schwebeteilchen dienen als Kondensationskeime für die Wolkenbildung. An ihnen bleiben die Wassertröpfchen hängen, Wolken entstehen. Um herauszufinden, wie viele Aerosole in der arktischen Luft treiben, schießen die Forscher Laserlicht verschiedener Wellenlänge in die Wolken hinein. Dann messen sie die Reflexion des Lichts. 

Diese Arktis-Expedition ist erst der Auftakt

"Und dadurch können wir nicht nur gucken, wie viele Teilchen da sind, sondern auch wie groß sie sind und wir können auch etwas über ihre chemische Zusammensetzung sagen. Und dann kann man Sulfat-Aerosole von Mineralstaub-Aerosolen von Rußstoff-Aerosolen unterscheiden."
 
Die meisten Aerosole in der Arktis sind ferntransportiert, stammen also aus Städten und Fabriken in Asien, Europa oder Nordamerika. Je mehr Aerosole in die Arktis gelangen, desto mehr Wolken könnten sich bilden.

"Was jetzt nicht heißen soll, wir verstärken unsere Luftverschmutzung um jetzt die Arktis zu retten. Es gibt noch viele andere Prozesse, die da eine Rolle spielen. Aerosole selber können auch die Oberfläche der Arktis, des Meereises, dunkler machen und dann hätten wir eine stärkere Erwärmung der Sonnenstrahlung am Meereis und das würde wieder das Schmelzen verstärken."
 
Es ist also kompliziert. Und diese Arktis-Expedition ist erst der Auftakt. Im nächsten Jahr wollen die deutschen Wissenschaftler gemeinsam mit Kollegen aus den USA ein ganzes Jahr lang durch die Arktis driften und Messungen durchführen.

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