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Klimatologie: Wie Algen Wolken weißer machen

Plankton spielt bei der Wolkenbildung der Südhalbkugel eine unerwartet große Rolle: Es hat entscheidenden Einfluss auf ihre Helligkeit.
Erde_Sicht aus dem AllLaden...

Sommerzeit ist Blütezeit – das gilt auch für die Ozeane der südlichen Hemisphäre. Pflanzliche Mikroorganismen, das Phytoplankton, vermehren sich dann in den nährstoffreichen Gewässern besonders stark, was unter- und oberhalb der Wasseroberfläche Folgen hat. Erstmals ist es einem Team aus Wissenschaftlern um Daniel McCoy von der University of Washington und Susannah Burrows vom Pacific Northwest National Laboratory gelungen, einen direkten Zusammenhang zwischen dem Algenwachstum und der Wolkendichte auf der Südhalbkugel aufzuzeigen: je aktiver die Algen, desto intensiver reflektieren die Wolken das Sonnenlicht.

Damit Wolken überhaupt entstehen können, benötigen sie so genannte Kondensationskeime. Das sind winzige Schwebeteilchen in der Luft, an die Wassermoleküle binden und zu feinen Tröpfchen kondensieren. Von organischen Partikeln natürlichen Ursprungs über Meersalz bis hin zu Ruß aus Auto- oder Industrieabgasen eignet sich dafür praktisch alles, was durch die Luft fliegt. So geben auch die gasförmigen Stoffwechselprodukte des Phytoplanktons sowie die Mikroorganismen selbst hervorragende Kondensationskeime ab, nachdem sie über die Gischt des Meeres in die Atmosphäre gewirbelt wurden. Die Lichtreflexion und damit die Helligkeit der Wolke wird wiederum vor allem von der Größe und Dichte der Wolkentröpfchen bestimmt. Diese Zusammenhänge sind seit Langem bekannt. Doch wie entscheidend sich die Aktivität der Mikroorganismen auf die Lichtreflexion der gebildeten Wolken tatsächlich auswirkt, blieb lange Zeit ein Rätsel.

Deshalb analysierte das Forscherteam Satellitenbilder, die die Wolkentröpfchen über den eisfreien Gebieten der südlichen Ozeane im Verlauf von mehreren Jahren zeigten. Das untersuchte Gebiet erstreckte sich vom 55. Breitengrad nahe der Antarktis bis zum 35., etwa in Höhe von Sydney, Kapstadt und Buenos Aires. Wenige Areale auf der Welt sind als Wolkenlabor besser geeignet, da menschliche Einflüsse wie Luftverschmutzung kaum vorhanden sind. Zur Größe und Dichte der Wolkentröpfchen fügten die Wissenschaftler die Daten der in vorangegangenen Studien ermittelten Verteilung von Aerosolen in der Atmosphäre hinzu, die auf das Phytoplankton zurückgehen. Am Ende erbrachte das Modell ein simples Ergebnis: Dank der Algen sind die Tröpfchen der Sommerwolken nur halb so groß, dafür aber doppelt so dicht gepackt wie im Winter. Die gebildeten Wolken reflektieren dadurch jährlich beträchtliche Mengen Sonnenlicht zusätzlich zurück ins All. Welchen Einfluss besitzt diese erhöhte Albedo auf das Klima weltweit? Um diese Frage zu beantworten, sind noch kompliziertere mathematische Modelle notwendig, die laut Susannah Burrows die nächste große Herausforderung für die Wissenschaftler darstellen.

Auch in den Meeren der Nordhalbkugel kommt es häufig zur Algenblüte. Ein Wolkenmacher ganz anderen Ursprungs stellt die Mikroorganismen jedoch weit in den Schatten: 50 Prozent der Kondensationskeime entstammen hier menschengemachter Luftverschmutzung. Der Einfluss des Phytoplanktons ist deshalb kaum zu ermitteln.

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