Vulkane, Aerosole und das Klima

Aerosole sind winzige Partikel, die sich in der Atmosphäre bis zur Stratosphäre ausbreiten. Diese Partikel interagieren direkt und indirekt mit dem Strahlungshaushalt der Erde sowie mit dem Klima unseres Planeten. Die Aerosole streuen Sonnenlicht in den Weltraum und dienen als Ort für chemische Reaktionen.

Es gibt deutliche Hinweise darauf, dass bei Vulkanausbrüchen große Mengen an Schwefelsäuregasen in die Stratosphäre gelangen, wo sie zu Sulfat/Aerosolen umgewandelt werden. Es überrascht kaum, dass sich die Auswirkungen von Aerosolen auf Sonneneinstrahlung in Abhängigkeit von der Stärke der vulkanischen Aktivität verändern. Das EU-finanzierte Projekt MIMOSA-5 (Monitoring and modelling of stratospheric aerosols with a focus on the impact of volcanic eruptions) zielt darauf ab, ein leistungsfähiges Werkzeug zu entwickeln, mit dem sich all diese Veränderungen untersuchen, überwachen und vorhersagen lassen.

Insbesondere wird das MOSTRA-Modell für stratosphärische Aerosole (Model for Stratospheric Aerosols), ein 4D-Modell auf Basis des Transports und der mikrophysikalischen Beschreibung von Aerosolpartikeln, derzeit erweitert. Zum Modell-Input gehören Aerosolparameter wie Größenverteilung, Zusammensetzung und Extinktionskoeffizienten.

Während der ersten Berichtsperiode des Projekts zogen die Wissenschaftler von MIMOSA-5 Aerosoldaten aus den Beobachtungen des GOMOS-Instruments (Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars) heran. Dieses Instrument zur Atmosphärenchemie ist Teil der Nutzlast der ESA-Mission Envisat.

Bestehende Algorithmen wurden genutzt und neue dedizierte Werkzeuge entwickelt, um GOMOS-Informationen in wissenschaftliche Daten zu repräsentativen Parametern für die Erdatmosphäre umzuwandeln. Die signifikanten Verbesserungen der Produkte aus wissenschaftlichen GOMOS-Daten haben sie zu einem Referenzdatensatz für die Validierung gemacht.

Die Bemühungen um die Verbesserung der GOMOS-Daten werden Möglichkeiten eröffnen, um unser gegenwärtiges Verständnis der Chemie der Erdatmosphäre zu erweitern. MIMOSA-5 soll zeigen, dass 4D-Modelle wertvolle Einblicke dazu liefern können, wie sich die Erdatmosphäre räumlich und zeitlich entwickelt.