Forschung in der Arbeitsgruppe Strahlung und Fernerkundung, Leibniz Universität Hannover
Die helle Schnee- und Eisbedeckung in den Polarregionen reflektiert den größten Teil der einfallenden Sonnenstrahlung direkt zurück in den Weltraum und hält dadurch unseren Planeten kühl. Deshalb spielt der Strahlungshaushalt der Polarregionen (die Differenz der ankommenden und wieder abgegebenen Strahlung am Rande der Atmosphäre) eine wichtige Rolle beim globalen Klimawandel.
Die Kenntnis der Strahlungsbedingungen in der Antarktis ist von besonderer Bedeutung für ein besseres Verständnis des Strahlungshaushalts in den Polarregionen. Zum Beispiel verändert die hohe Oberflächenreflexion der Schneedecke in der Antarktis je nach Wellenlänge das Strahlungsfeld im ultravioletten, sichtbaren und infraroten Bereich erheblich im Vergleich zu den mittleren Breiten. Eine Änderung der Oberflächenreflexion als Folge der globalen Erwärmung wird sich stark auf die Strahlungseigenschaften in den Polarregionen auswirken, und damit auf den weiteren Verlauf des Klimawandels. Zudem hält die hohe ultraviolette Bestrahlung in der Antarktis trotz der beginnenden Erholung der Ozonschicht weiterhin an und es traten in den letzten Jahren neue Rekordwerte auf.
Darüber hinaus hat sich durch Forschungsaktivitäten und Tourismus in der Antarktis der schwarze Kohlenstoff-Fußabdruck wahrscheinlich vergrößert. Rußpartikel in der Luft und auf der Schnee- und Eisdecke reduzieren die Oberflächenreflexion. Dadurch kann mehr Sonnenstrahlung absorbiert werden, dies beschleunigt die Schneeschmelze und lässt die Schneedecke schrumpfen. Zusammen mit der erwarteten Zunahme von Erwärmungsereignissen in den Küstengebieten der Antarktis führt dies zu einer verstärkten Oberflächenschmelze, die ein Risiko für die künftige Stabilität mehrerer antarktischer Schelfeisgebiete darstellen könnte.
Forschungsziele
- Erfassung von Veränderungen in der vertikalen Ozonverteilung zur Vorhersage des Strahlungsantriebs durch die langfristig erwartete Erholung des antarktischen stratosphärischen Ozons
- Analyse der Abweichungen zwischen modellierten und gemessenen Werten der solaren Einstrahlung, insbesondere im Infrarotbereich
- Auswirkungen von schwarzem Kohlenstoff auf den Strahlungsantrieb und die dadurch beschleunigte Schneeschmelze
Methoden
- Meteorologische Daten (Luft- und Oberflächentemperaturen), um Änderungen der Albedo zu erklären
- Entnahme von Proben und Filtration zum Nachweis des (schwarzen) Kohlenstoffs
- Satellitendaten (u.a. Suomi NPP-Satelliten mit Limb Profiler der Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPSLP))
- Ballongetragene Ozonsonden
- Modellberechnungen
Verantwortliche
Prof. Dr. Gunther Seckmeyer, Institut für Meteorologie und Klimatologie, Leibniz Universität Hannover
Prof. Dr. Raúl Cordero, University of Santiago, Chile