Wolken spielen im Klimasystem der Erde eine wichtige Rolle. Durch europaweite Messungen wird das thematische Zentrum CIS eine breite Datenbasis erstellen, um den Einfluss von Wolkeneigenschaften auf das Klima besser verstehen zu können. Das multinationale vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) geleitete Konsortium ist Teil der europäischen Forschungsinfrastruktur ACTRIS zur Langzeitbeobachtung von Aerosolen, Wolken und Spurengasen.
„Wolken transportieren Wasser und bringen Niederschläge, sie kühlen die Erde, indem sie einfallendes Sonnenlicht reflektieren, und umhüllen unseren Planeten wie eine Decke, die verhindert, dass Wärme ins All abgeführt wird“, sagt Dr. Kristina Höhler. Die Chemikerin und ihr Kollege, der Physiker Dr. Ottmar Möhler, beide am Institut für Meteorologie und Klimaforschung des KIT im Department Atmosphärische Aerosol Forschung (IMK-AAF) tätig, leiten das neugegründete thematische Zentrum CIS (steht für Cloud In-Situ Measurements) innerhalb von ACTRIS (steht für The Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure); das CIS wird seine Arbeit 2021 aufnehmen.
„Das CIS ist eines der sechs thematischen Zentren, die sich auf die Fernerkundung und Vor-Ort-Untersuchungen von Aerosolen, Wolken und Spurengasen spezialisieren. Sie bilden das Herzstück der paneuropäischen Infrastruktur ACTRIS“, sagt Höhler. Die CIS-Infrastruktur wird in den kommenden fünf Jahren aufgebaut, um die europaweite Direktmessung von Wolkeneigenschaften zu koordinieren.
Die beiden Forschenden des KIT beschäftigen sich seit Jahren mit der Untersuchung von Aerosol-Wolken-Prozessen und nutzen dazu unter anderem die deutschlandweit einzigartige Wolkensimulationskammer AIDA (steht für Aerosol Interaction and Dynamics in the Atmosphere) am Campus Nord des KIT. Die Leitung des CIS wurde Höhler, Institutsmanagerin des IMK-AAF, und Möhler, Leiter der Forschungsgruppe Aerosol-Wolken-Prozesse, vom Interims-ACTRIS-Rat (IAC), einem Gremium aus Vertretern von Ministerien und Förderorganisationen, übertragen.
Qualitätssicherung und Vergleichbarkeit von Daten
Die Strahlungsbilanz von Wolken – das Wärmen und Kühlen – wird beeinflusst durch ihre Höhe in der Atmosphäre, durch die Zahl ihrer Partikel und das Verhältnis von Wassertröpfchen und Eis, aus dem sie bestehen. Die global steigenden Temperaturen können bewirken, dass Wolken in anderen Höhen gebildet werden oder dass weniger oder mehr Wolkeneis entsteht. „Um den genauen Einfluss der Wolkeneigenschaften auf unser Klima besser zu verstehen und gute Vorhersagen machen zu können, sind Langzeitbeobachtungen von hoher Qualität und Messgenauigkeit wichtig“, betont Höhler. Neben der Überwachung der Beobachtungsstationen wird eine der Hauptaufgaben des CIS darin bestehen, die Qualität und Vergleichbarkeit von Daten sicherzustellen, die in den Observatorien, mobilen Messplattformen und Laboren erhoben werden. Um Messgeräte zu kalibrieren und zu standardisieren, soll am KIT eine weitere kleinere Wolkensimulationskammer entstehen. Das CIS unterstützt den Betrieb der nationalen ACTRIS-Einrichtungen und bietet unter anderem Schulungen und Seminare für die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.
Langzeitbeobachtung für verbesserte Klimamodelle
„Unser Ziel ist es, den möglichst flächendeckenden Aufbau zahlreicher nationaler Messstationen beratend und koordinierend zu begleiten“, sagt Höhler. Durch die Messungen und Untersuchungen zum Einfluss der Wolken auf das Klima über Jahre hinweg sollen regional und jahreszeitlich aussagekräftige Daten gesammelt werden. Damit lassen sich Klimamodelle verbessern und weiterentwickeln. Auch die Versicherungswirtschaft wird beispielsweise Information nutzen können, um die Wahrscheinlichkeit von Extremwetter-Ereignissen besser vorhersagen zu können. Es ist geplant, die Ergebnisse der Langzeitbeobachtungen für Behörden, politische Entscheidungsträger und die interessierte Öffentlichkeit in einer offenen Datenbank zugänglich zu machen.
Zum Konsortium CIS gehören neben dem federführenden KIT das Leibniz-Institut für Troposphärenforschung in Leipzig, das Sonnblick Observatorium in Österreich und die Universität Manchester in Großbritannien.
Details zum KIT-Zentrum Klima und Umwelt: http://www.klima-umwelt.kit.edu
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