Cumuluswolken über Land beginnen während einer partiellen Sonnenfinsternis fast augenblicklich zu verschwinden. Bis vor kurzem führten Satellitenmessungen während der Sonnenfinsternis zu dunklen Flecken in der Wolkenkarte, doch Forscher der TU Delft und des KNMI konnten die Satellitenmessungen mithilfe einer neuen Methode wiederherstellen.
Die Ergebnisse könnten Auswirkungen auf vorgeschlagene klimatechnische Ideen haben, da verschwindende Wolken dem Kühleffekt künstlicher Sonnenfinsternisse teilweise entgegenwirken können. Die Ergebnisse wurden heute (12. Februar) in veröffentlicht Kommunikation Erde und Umwelt.
Obwohl die Auswirkungen von Sonnenfinsternissen seit Jahrhunderten untersucht werden, war unbekannt, wie starke Wolken genau reagieren. „Von der Erde aus kann man die Wolken zählen und zusehen, wie sie verschwinden, aber das liefert nur anekdotische Beweise“, erklärt Ph.D. Kandidat Victor Trees. „Auch ohne Sonnenfinsternis verändern sich die Wolken ständig.“
Messung von Sonnenfinsternissen aus dem Weltraum
Satelliten im geostationären Orbit können kontinuierlich viele Wolken gleichzeitig messen, und zwar in großen Gebieten, auch in unpassierbarem Gelände. Während einer Sonnenfinsternis waren die Messungen nicht zuverlässig, da die Satellitenalgorithmen die Abnahme des Sonnenlichts während einer Sonnenfinsternis nicht berücksichtigten. Dies führte zu großen dunklen Flecken in den Wolkenkarten.
Forschern ist es nun gelungen, Satellitenmessungen während Sonnenfinsternissen wiederherzustellen, indem sie den Prozentsatz der verdeckten Sonne für jeden Ort und jede Zeit auf der Erde genau berechnet haben. „Bei weitem der größte Teil der Sonnenfinsternis besteht aus einer partiellen Sonnenfinsternis, bei der es draußen noch viel Licht gibt. Bei dieser partiellen Sonnenfinsternis empfangen die Satelliten nach Korrektur der Verdunkelung genug reflektiertes Sonnenlicht, um Wolken zuverlässig zu messen.“
Cumuluswolken über Land reagieren sehr empfindlich auf Sonnenfinsternisse
In den wiederhergestellten Wolkenkarten von drei Sonnenfinsternissen über Afrika sahen die Forscher, dass Cumuluswolken bereits ab einer Sonnenverdunkelung von 15 % in großem Maßstab zu verschwinden begannen. Sobald die Sonnenfinsternis vorbei ist, kehren die Cumuluswolken zurück. An Tagen ohne Sonnenfinsternis tritt dieses Wolkenverhalten nicht auf.
Auch das Verschwinden und Auftauchen von Wolken wurde erfolgreich mit dem niederländischen Wolkenmodell DALES simuliert. Das Modell erklärt, dass die aufsteigende Luft fast sofort beeinflusst wird, wenn die partielle Sonnenfinsternis beginnt. Über dem Meer bleiben die Wolken bei einer Sonnenfinsternis unbeeinträchtigt, da das Meerwasser nicht so schnell abkühlt.
Mögliche Implikationen für die Klimatechnik
Derzeit werden Strategien zur künstlichen Kühlung der Erde vorgeschlagen. Zum Beispiel die Platzierung reflektierender Sonnensegel im Weltraum oder Aerosole in der Stratosphäre. Diese Konzepte erzeugen eine subtile und möglicherweise variierende Sonnenfinsternis. Laut Trees‘ Forschung beginnen Wolken jedoch bereits bei einer partiellen Sonnenfinsternis in großem Umfang zu verschwinden.
„Dies könnte eine Warnung für die Klimatechnik sein. Wenn wir in Zukunft mit technologischen Lösungen die Sonne verdunkeln, könnte sich das auf die Wolken auswirken. Weniger Wolken könnten der beabsichtigten Wirkung der Klimatechnik teilweise entgegenwirken, weil Wolken das Sonnenlicht reflektieren und so tatsächlich zur Abkühlung beitragen.“ auf der Erde.“ Darüber hinaus bestimmen Wolken lokale Niederschlagsmuster. Die hohe Empfindlichkeit von Wolken gegenüber Sonnenfinsternissen erfordert mehr Forschung zu den möglichen Auswirkungen künstlicher Schatten.
Mehr Informationen:
Victor JH Trees et al., Wolken lösen sich bei Sonnenfinsternissen schnell auf, wenn die Landoberfläche abkühlt. Kommunikation Erde und Umwelt (2024). DOI: 10.1038/s43247-024-01213-0