Wetter

Wolkenbildung ohne Feinstaub

Damit Wasserdampf zu kleinen Tröpfchen kondensiert muss die Temperatur so weit sinken, dass die relative Luftfeuchte nahe 100% erreicht. Meteorologen sprechen vom Taupunkt. Warme Luft kann mehr Luftfeuchte „tragen“ als kühle; so entsteht ein Schwüleempfinden auch erst ab 16°C. Doch selbst in luftfeuchtegesättigter Luft (physikalisch: gespannter Dampf) bilden sich feine Wassertröpfchen erst beim Kontakt mit kleinen Partikeln, den Kondensationskeimen. In der klirrenden Kälte höherer Luftschichten gelingt es auch ohne feinen Staub und Ruß.

Im Experiment CLOUD (Cosmics Leaving Outdoor Droplets) erforschen seit fast zehn Jahren Wissenschaftler am Labor für Teilchenphysik CERN in Genf (Schweiz) die physikalischen Prozesse bei der Wolkenbildung und die Entstehung von Kondensationskeimen. Ausgangspunkt für eines der Experimente war die Beobachtung, dass Wälder eine besonders förderliche Wirkung auf die Wolkenbildung haben. Speziell Nadelbäume scheiden mit ätherischen Ölen Duftstoffe aus (alpha-Pinen, C10H16), die auch den typischen Geruch von Nadelholz insbesondere Pinien oder Kiefern bewirken.

Bislang wurden die CLOUD-Experimente bei Zimmertemperatur durchgeführt. Nun haben die Wissenschaftler die Bedingungen der mittleren Troposphäre (ca 6 km Höhe) bei -25°C simuliert. „Bei diesen Bedingungen kondensieren auch Moleküle, die so flüchtig sind, dass sie bei höheren Temperaturen in der Gasphase bleiben“, erklärt einer der beteiligten Forscher, Paul Winkler von der Gruppe Aerosolphysik und Umweltphysik der Universität Wien. Bei so niedriger Temperatur laufen die physikalisch-chemischen Reaktionen zwar deutlich langsamer ab, als bei +25°C, dadurch sind aber auch Zwischenprodukte länger stabil, die dann als Kondensationskeime wirksam werden können. So sei der Beitrag organischer Substanzen zur Wolkenbildung wahrscheinlich höher als bisher angenommen. Die Forscher empfehlen, dass dieser Effekt bei künftigen Wetterprognosen berücksichtigt werden müsse.

So ist zu erwarten. dass sich während windschwacher sommerlicher Hochdruckwetterlagen die Stimuli für frühzeitige Kondensation und Wolkenbildung addieren: Bei trocken heißem Wetter wirbelt über Äckern und Siedlungen Staub auf, über Wäldern verdunstet Wasser und die Bäume geben ätherische Öle ab, aus denen in eiskalter Höhe Kondensationskeime gebildet werden.

Quellen:

Stolzenburg, D. et al. (2018): Rapid growth of organic aerosol nanoparticles over a wide tropospheric temperature range. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America PNAS, online veröffentlicht am 28.8.2018. DOI: 10.1073/pnas.1807604115

Erstellt am 31. August 2018
Zuletzt aktualisiert am 1. September 2018