Atlantik-Tief, Azoren-Hoch, Regenfront vom Mittelmeer: Temperaturunterschiede und Strömungen in der untersten Schicht der Atmosphäre bestimmen unser Wetter. Erwärmt sich dieser Teil der Lufthülle langfristig, beeinflusst das auch Hitzewellen in Europa oder extreme Niederschläge. Wie sich die Temperaturen in der Tropo- und Stratosphäre in den letzten vier Jahrzehnten verändert haben, konnten ForscherInnen der Universität Graz nun erstmals konsistent aus Beobachtungen nachweisen. Die Ergebnisse dieser internationalen Studie werden in der aktuellen Ausgabe des Journal of Climate publiziert.
„Die Troposphäre, also die erdnahe Wetterschicht, hat sich seit den Nullerjahren um 0,25 bis 0,35 Grad pro Jahrzehnt erwärmt“, fasst Andrea Steiner vom Wegener Center für Klima und Globalen Wandel der Universität Graz ein Ergebnis zusammen. Über den gesamten Messzeitraum der Satellitenära sind es 0,6 bis 0,8 Grad. In der darüberliegenden Stratosphäre nimmt die Temperatur kontinuierlich ab, und zwar um ein bis drei Grad über die letzten 40 Jahre. Ursache für die Abkühlung ist der Anstieg von Treibhausgasen, der in dieser Atmosphärenschicht eine erhöhte Emission der Wärmestrahlung der Erde in den Weltraum bewirkt. Auch die Änderung der Ozonkonzentration spielt eine Rolle. Folglich hat sich die untere Stratosphäre seit den späten 1990er-Jahren – mit der Regeneration der Ozonschicht – weniger stark abgekühlt als davor.
„Die Temperaturtrends in der Atmosphäre sind, besonders im Bereich der Tropen, noch ausgeprägter als an der Erdoberfläche“, betonen Steiner und ihr Kollege Florian Ladstädter. Diese Entwicklung hat weitreichende Folgen: Die Luftschichten verschieben sich, damit verändern sich auch die großskaligen Zirkulationen. Außerdem werden die komplexen Wechselwirkungen zwischen der Erdoberfläche beziehungsweise den Ozeanen und der Atmosphäre beeinflusst. „All das bestimmt unter anderem das weltweite Wettergeschehen“, erklärt Steiner. Klar verantwortlich für die Erwärmung sind die Treibhausgase. Eine markante CO2-Reduktion bleibt also unerlässlich, um den Klimawandel zu bremsen.
Neues Bild
Für ihre Untersuchung haben die Grazer ForscherInnen verschiedenste Daten aus unterschiedlichen Höhenlagen seit dem Ende der 1970er-Jahre ausgewertet und verglichen. Die Informationen stammten unter anderem von Wettersatelliten, von sogenannten GPS-Radiookkultationsmessungen sowie von bodengestützten Messungen. All diese Puzzlesteine fügen sich zu einem konsistenten Bild des Klimawandels der Atmosphäre. „Das zeigt uns, dass langfristige Beobachtungsdaten für die Klimaforschung essenziell sind“, so die WissenschafterInnen.
Die Studie ist ein Meilenstein der von Steiner ko-geleiteten Aktivität „Atmospheric Temperature Changes and their Drivers“, einer internationalen Zusammenarbeit World Climate Research Programme. Die Publikation entstand im Rahmen des vom Österreichischen Wissenschaftsfonds FWF geförderten Projekts „VERTICLIM – Atmosphärische Vertikalstruktur und Trends in Klimadaten“.
Nähere Infos: wegcenter.uni-graz.at