Bildnachweis: NASA
Eine von der NASA finanzierte Studie ergab, dass einige Klimamodelle möglicherweise die Menge an Wasserdampf überschätzen, die mit der Erwärmung der Erde in die Atmosphäre gelangt. Da Wasserdampf das wichtigste wärmespeichernde Treibhausgas in unserer Atmosphäre ist, können einige Klimavorhersagen zukünftige Temperaturerhöhungen überschätzen.
In Reaktion auf die menschlichen Emissionen von Treibhausgasen wie Kohlendioxid erwärmt sich die Erde, mehr Wasser verdunstet aus dem Ozean und die Menge an Wasserdampf in der Atmosphäre nimmt zu. Da Wasserdampf auch ein Treibhausgas ist, führt dies zu einem weiteren Anstieg der Oberflächentemperatur. Dieser Effekt wird als "positive Wasserdampfrückkopplung" bezeichnet. Seine Existenz und Größe sind seit mehreren Jahren umstritten.
Ken Minschwaner, Physiker am New Mexico Institute of Mining and Technology in Socorro, New Mexico, und Andrew Dessler, Forscher an der University of Maryland, College Park, und am Goddard Space Flight Center der NASA, Greenbelt, MD, führten die Studie durch. Es ist in der Ausgabe vom 15. März des Journal of Climate der American Meteorological Society. Die Forscher verwendeten Daten zu Wasserdampf in der oberen Troposphäre (10 bis 14 km oder 6 bis 9 Meilen Höhe) vom NASA-Forschungssatelliten für die obere Atmosphäre (UARS).
Ihre Arbeit bestätigte, dass Wasserdampf in der Atmosphäre zunimmt, wenn sich die Oberfläche erwärmt. Sie stellten fest, dass der Anstieg des Wasserdampfs nicht so hoch war, wie viele Computermodelle zur Klimavorhersage angenommen haben. "Unsere Studie bestätigt das Vorhandensein einer positiven Wasserdampfrückkopplung in der Atmosphäre, die jedoch möglicherweise schwächer ist als erwartet", sagte Minschwaner.
"Eine der Aufgaben der Wissenschaft besteht darin, gute Vorhersagen über das zukünftige Klima zu treffen, denn das ist es, was die politischen Entscheidungsträger verwenden, um ihre Entscheidungen zu treffen", sagte Dessler. "Diese Studie ist ein weiterer schrittweiser Schritt zur Verbesserung dieser Klimavorhersagen", fügte er hinzu.
Laut Dessler ist die Größe der positiven Wasserdampfrückkopplung eine zentrale Debatte in klimawissenschaftlichen Kreisen. Einige Klimaforscher haben behauptet, dass der atmosphärische Wasserdampf als Reaktion auf die globale Erwärmung nicht zunimmt und möglicherweise sogar abnimmt. Allgemeine Zirkulationsmodelle, das wichtigste Instrument zur Vorhersage der Zukunft unseres Klimas, prognostizieren, dass die Atmosphäre einen signifikanten Anstieg des Wasserdampfs erfahren wird.
Der UARS-Satellit der NASA wurde verwendet, um Wasserdampf auf globaler Ebene und mit beispielloser Genauigkeit in der oberen Troposphäre zu messen. Die Luftfeuchtigkeit in diesem Teil der Atmosphäre, insbesondere in den Tropen, ist wichtig für das globale Klima, da hier der Wasserdampf als Treibhausgas den stärksten Einfluss hat.
UARS zeichnete sowohl die spezifische als auch die relative Luftfeuchtigkeit in der oberen Troposphäre auf. Die spezifische Luftfeuchtigkeit bezieht sich auf die tatsächliche Menge an Wasserdampf in der Luft. Die relative Luftfeuchtigkeit bezieht sich auf den Sättigungspunkt, die Wasserdampfmenge in der Luft geteilt durch die maximale Wassermenge, die die Luft bei einer bestimmten Temperatur halten kann. Wenn die Lufttemperaturen steigen, kann warme Luft mehr Wasser aufnehmen, und der Sättigungspunkt der Luft steigt ebenfalls an.
In den meisten Computermodellen bleibt die relative Luftfeuchtigkeit tendenziell auf dem aktuellen Niveau. Modelle mit Wasserdampfrückkopplung bei konstanter relativer Luftfeuchtigkeit sagen voraus, dass sich die Erdoberfläche in den nächsten 100 Jahren fast doppelt so stark erwärmen wird wie Modelle ohne Wasserdampfrückkopplung.
Unter Verwendung der UARS-Daten zur tatsächlichen Quantifizierung sowohl der spezifischen als auch der relativen Luftfeuchtigkeit stellten die Forscher fest, dass Wasserdampf zwar mit der Temperatur in der oberen Troposphäre zunimmt, der Rückkopplungseffekt jedoch nicht so stark ist, wie die Modelle vorausgesagt haben. "Der Anstieg des Wasserdampfs bei wärmeren Temperaturen ist nicht groß genug, um eine konstante relative Luftfeuchtigkeit aufrechtzuerhalten", sagte Minschwaner. Diese neuen Erkenntnisse werden nützlich sein, um globale Klimamodelle zu testen und zu verbessern.
Das Earth Science Enterprise der NASA hat sich zum Ziel gesetzt, die Erde als integriertes System zu verstehen und die Erdsystemwissenschaft anzuwenden, um die Vorhersage von Klima-, Wetter- und Naturgefahren unter Verwendung des einzigartigen Blickwinkels des Weltraums zu verbessern. Die NASA plant den Start des Aura-Satelliten im Juni 2004. Zusammen mit den bereits in Betrieb befindlichen Terra- und Aqua-Satelliten wird Aura Veränderungen in der Erdatmosphäre überwachen.
Ursprüngliche Quelle: NASA-Pressemitteilung
