Fingerabdruck des Menschen in der Atmosphäre nachgewiesen
GPS-Messungen zeigen Muster, die den Menschen als Ursache der Ausdehnung der Atmosphäre finden.
Die Atmosphäre der Erde dehnt sich aus, und das ist eine Folge der vom Menschen verursachten globalen Erwärmung durch Treibhausgas-Emissionen. Das haben Forscher des Wegener Zentrums für Klima und Globalen Wandel und des Instituts für Physik der Karl-Franzens-Universität Graz nun erstmals zuverlässig nachgewiesen. Dank neuartiger hochpräziser Daten konnten sie den „Fingerabdruck“ des Menschen über den bodennahen Luftschichten sichtbar machen.
Abb.: Temperaturtrends und Druckflächen-Hebung seit den 1990er Jahren in tropischen bis subtropischen Breiten, die rund 50 Prozent der Erdoberfläche ausmachen. (Bild: Wegener Zentrum, U. Graz)
„Die globale Erwärmung in der Wetterschicht – der bis etwa 16 Kilometer Höhe reichenden Troposphäre – hat bewirkt, dass sich die Luft ausgedehnt hat und dadurch die Flächen konstanten Luftdrucks höher liegen“, sagt Gottfried Kirchengast, Leiter des Wegener Zentrums. „Seit den 1990er Jahren haben sich die Druckflächen in der oberen Troposphäre um 15 bis 20 Meter pro Jahrzehnt gehoben.“
Und noch etwas konnten die Grazer Klima-Experten erklären: Die Ausdehnung und Hebung sind definitiv eine Folge der Treibhausgas-Emissionen. Für das Weltklima bedeutet die Erwärmung der Wetterschicht, dass sich unter anderem die globalen Windsysteme und die Verteilung der Niederschläge verändern.
Abb.: GPS Radio-Okkultation: Niedrigfliegende Satelliten empfangen GPS-Signale, welche die Atmosphäre durchquert haben. Daraus lassen sich die Temperaturschichtung und die Höhe von Druckflächen sehr genau berechnen. (Bild: Wegener Zentrum, U. Graz)
Die Forscher haben mit einer Methode, die „Fingerprinting“ genannt wird den Einfluss des Menschen in der freien Atmosphäre nachgewiesen. Sie basiert darauf, dass Klimatrends je nach ihrer Ursache unterschiedliche Muster hinterlassen. So führen zum Beispiel Treibhausgase dazu, dass sich die Wetterschicht relativ konstant und großräumig erwärmt – am stärksten in den Tropen. Über der Wetterschicht findet gleichzeitig eine Abkühlung statt, die ebenfalls in den Tropen am deutlichsten ausfällt. Das natürliche Phänomen El Niño verursacht hingegen klar ausgeprägte zeitliche Schwankungen mit einer anderen Raumverteilung. Aus den verschiedenen Mustern haben die Forscher die menschengemachten Klimatrends herausgefiltert.
Voraussetzung dafür, dass die Fingerprinting-Methode zuverlässige Ergebnisse bringen kann, sind sehr genaue Messdaten. Diese liefert die GPS-Radio-Okkultation. Dabei handelt es sich um Messungen mit Satelliten, die GPS-Signale nach ihrem Weg durch die Atmosphäre empfangen. Daraus lassen sich äußerst exakte Klimadaten über lange Zeiträume ableiten. Die Grazer Wissenschafter arbeiten bereits seit Einführung der GPS-Radio-Okkultation Mitte der 1990er Jahre mit diesen Daten. Die jüngsten Forschungsergebnisse des Wegener Zentrums stützen sich auf Aufzeichnungen aus den letzten 15 Jahren.
U. Graz / PH
