Skip to main content
main-content

25.09.2017 | Klimawandel | Interview | Onlineartikel

"Lichtstreuverhalten von Wolkeneispartikeln verstehen"

Autor:
Nico Andritschke
Interviewt wurde:
Dr. Martin Schnaiter

forscht als Physiker am KIT in Karlsruhe, Institut für Meteorologie und Klimaforschung. Er beschäftigt sich mit Atmosphärischer Aerosolforschung und untersucht zum Beispiel das Lichtstreuverhalten von Wolkeneispartikeln.

Eiskristalle sind für die Klimaforschung sehr bedeutsam. Martin Schnaiter entwickelte ein Instrument, das letztlich zu verlässlicheren Prognosen über den anthropogenen Temperaturanstieg führen wird.

Springer Professional: Sie haben mit Ihrem Team nach mehrjähriger Forschungsarbeit ein Instrument für die Klimaforschung entwickelt. Zunächst, was ist der Gegenstand Ihrer Forschung?

Martin Schnaiter: Durch unsere Arbeiten versuchen wir das Lichtstreuverhalten von Wolkeneispartikeln im Detail zu verstehen. Dies ist letztendlich wichtig, um in der Klimamodellierung zu verlässlicheren Prognosen über den vom Menschen verursachten Temperaturanstieg zu gelangen. Wolken müssen nämlich in diesen Modellen hinsichtlich ihrer Strahlungseigenschaften richtig repräsentiert sein - was für Wolkeneispartikel nur sehr unzureichend gilt. Dies liegt insbesondere daran, dass Eispartikel eine große mikroskopische Vielfalt aufweisen, die eine theoretische Vorhersage ihres Lichtstreuverhaltens erschweren oder gar vermeiden.

Empfehlung der Redaktion

2017 | OriginalPaper | Buchkapitel Open Access

Globale Sicht des Klimawandels

Klimamodelle ermöglichen mathematisch-physikalisch basierte und quantitative Aussagen über die Änderungen des Klimas. Neben Atmosphäre und Ozean berücksichtigen sie auch das Eis, die Landoberflächen, biologische Prozesse und die Variabilität der Sonneneinstrahlung.

Das Instrument hört auf den Namen PHIPS. Welche Innovation verbirgt sich dahinter und wie wichtig ist es für die Klimaforschung?

PHIPS steht für Particle Habit Imaging and Polar Scattering, was die zu Grunde liegende Innovation im Prinzip schon beschreibt, nämlich die Mikrophysik einzelner, echter Wolkeneispartikel über eine flugzeuggetragene Messung direkt ihrem optischen Verhalten zu verbinden – und das bei Geschwindigkeiten von bis zu 250 Meter pro Sekunde. Mit diesen einzigartigen Messungen können die Strahlungseigenschaften von Wolkeneispartikeln in Klimamodellen.

Wie funktioniert das Messgerät?

Einzelne Eispartikel werden beim Durchflug durch Wolken stereoskopisch mikroskopiert, das heißt es werden zwei vergrößerte Abbildungen aus unterschiedlichen Blickwinkeln aufgenommen, um die Form und die Orientierung des Partikels im Messgerät zu erhalten. Gleichzeitig wird in einer Ebene die Winkelverteilung des gestreuten Lichts am selben Partikel gemessen.   

Zwischenzeitlich wird das Messinstrument in Deutschland und den USA in der Forschung genutzt. Welche Ergebnisse konnten bei den Messflügen gewonnen werden und wie schätzen Sie deren Bedeutung ein?

Die ersten Messflüge haben gezeigt, dass Wolkeneispartikel generell einen hohen Grad an struktureller Komplexität aufweisen, das heißt die ideale, hexagonale Eiskristallstruktur ist immer mehr oder weniger stark gestört. Allerdings wurde trotz der sich daraus ergebenen strukturellen Vielfalt ein eher stabiles Lichtstreuverhalten der Eispartikel nachgewiesen, was so bisher nicht vermutet wurde. Dies könnte tatsächlich die Repräsentation der Strahlungseigenschaften von Wolkeneispartikeln in Klimamodellen erheblich vereinfachen. 

Sie arbeiten an der Erweiterung von PHIPS um eine zusätzliche Messung zur Polarisation. Wie bedeutsam sind diese Arbeiten für die weitere Forschung?

Selbst wenn PHIPS in allen zukünftigen Flugzeugmesskampagnen teilnehmen würde, würde man nur einen sehr kleinen Anteil der globalen Wolkenbedeckung vermessen und das zu unterschiedlichen Zeiten. So ist eine tägliche, globale Beobachtung der Wolkeneigenschaften nur über Satelliten möglich. Aus den Satellitenbeobachtungen können die Wolkeneispartikeleigenschaften allerdings nur indirekt abgeleitet werden. Die Erweiterung von PHIPS soll dazu dienen, einen Link zwischen den indirekten Satellitenbeobachtungen mit direkten Messungen der Eispartikelmikrophysik herzustellen.

Weiterführende Themen

Die Hintergründe zu diesem Inhalt

Das könnte Sie auch interessieren

22.02.2016 | Klimawandel | Interview | Onlineartikel

"Es wird heißer in Deutschland"

08.09.2015 | Klimawandel | Im Fokus | Onlineartikel

Krisen hinterlassen Spuren in der Atmosphäre

19.10.2015 | Umwelt | Interview | Onlineartikel

Hat Climate Engineering eine realistische Chance?

21.07.2016 | Klimawandel | Im Fokus | Onlineartikel

Virtuelles Getreide für die Klimaforschung

BranchenIndex Online

Die B2B-Firmensuche für Industrie und Wirtschaft: Kostenfrei in Firmenprofilen nach Lieferanten, Herstellern, Dienstleistern und Händlern recherchieren.