Wolken und ihre Bedeutung für Wetter, Klima und Umwelt

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Prof. Dr. Markus Quante, Lüneburg

Für uns alle sind sie vertraute Elemente am Himmel, Wolken in ihren unterschiedlichsten Erscheinungsformen. Für unser Leben haben sie eine immense Bedeutung. Wolken sind zentraler Bestandteil des globalen Wasserkreislaufs, in ihnen werden die Regentropfen und Eiskristalle gebildet, die am Ende große Teile des aus den Ozeanen verdunsteten Wassers auf die Kontinente bringen, wo es uns für den Nahrungsmittelanbau und als Trinkwasser zu Verfügung steht. Der Niederschlagsvorgang zählt zu den Wetterereignissen. Wolken, die im globalen Mittel mehr als 70% der Erde bedecken, sind auch ein ungemein wichtiger Klimafaktor. Die im Klimasystem alles antreibende Sonneneinstrahlung wie auch die ausfallende Wärmestrahlung müssen auf ihrem Weg die Atmosphäre und damit häufig Wolken passieren. Dabei kommt es zur Streuung und Absorption, beides im Ausmaß abhängig von der Partikelart, -anzahl und Größenverteilung. Tiefe Wasserwolken haben einen kühlenden Effekt auf das Klima, hohe Eiswolken tendieren dazu das Klima zu erwärmen, da sie einen eigenen Treibhauseffekt aufweisen. Derzeit überwiegt der kühlende Einfluss der Wolkenpopulation, das kann sich aber mit dem Klimawandel verändern. In Klimamodellen gehören Wolken und ihre Wechselwirkung mit Partikeln in der Atmosphäre zu den größten Unsicherheitsfaktoren. Der Umwelteinfluss von Wolken ist hauptsächlich durch chemische Umwandlungsprozesse von Schadgasen in Wassertröpfchen und an Eiskristallen gegeben. Die in Wolken entstehenden Niederschläge bringen auch Anteile von Schadgasen und Feinstaubpartikeln zurück zum Erdboden, ein Vorgang der nasse Deposition genannt wird. Dadurch wird die Atmosphäre gereinigt.

Der Vortrag wird die unterschiedlichen Wolkenarten vorstellen und deren Bildung auf verständliche Weise beschreiben. Die Niederschlagsbildung und die Prozesse, die die Klimawirksamkeit und den Umwelteinfluss ausmachen, werden kurz skizziert. Abschließend werden moderne Wolkenbeobachtungsinstrumente - am Boden, auf Flugzeugen und auf Satelliten - anschaulich vorgestellt.

Der Referent ist Dipl.-Ing. für Umwelttechnik und Diplommeteorologe, stellvertretender Leiter der Abteilung Chemietransportmodellierung am Institut für Umweltchemie des Küstenraums, Helmholtz-Zentrum hereon GmbH in Geesthacht und Honorarprofessor an der Leuphana-Universität Lüneburg. Auch ist er Mitglied im Exzellenzcluster "Climate, Climatic Change and Society CliCCS" an der Universität Hamburg.