Könnte ein Vulkanausbruch die Luftfeuchtigkeit in der Stratosphäre erhöhen, wie der Hunga im Jahr 2022?

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Vulkanausbrüche die Luftfeuchtigkeit in der Stratosphäre indirekt erhöhen können. Dieser Effekt könnte ebenso signifikant sein wie die direkten Injektionen, die nach dem Ausbruch des Hunga im Jahr 2022 beobachtet wurden.

Vulkanausbruch, Vulkan
Feuchtigkeit in der Stratosphäre ist ein starkes Treibhausgas, das die Temperaturen und die Ozonschicht beeinflusst.

Die Feuchtigkeit in der Stratosphäre spielt eine entscheidende Rolle in unserem Klimasystem, da sie ein starkes Treibhausgas ist und die Stabilität der Ozonschicht beeinflusst. Wenn Vulkane mit ungeheurer Wucht ausbrechen, bringen sie Feuchtigkeit in die Stratosphäre ein, was zu erheblichen atmosphärischen Veränderungen führt.

Neue Forschungsergebnisse, die in der Fachzeitschrift Communications Earth & Environment veröffentlicht wurden, deuten darauf hin, dass Vulkanausbrüche die Feuchtigkeit in der Stratosphäre indirekt erhöhen können, vergleichbar mit den direkten Feuchtigkeitseinträgen, die während der Hunga Tonga-Hunga Ha'apai-Ausbrüche im Jahr 2022 beobachtet wurden. Diese Erkenntnis unterstreicht die Notwendigkeit besserer Überwachungs- und Messtechniken, um diese Auswirkungen bei künftigen Ausbrüchen zu quantifizieren.

Erläuterung des indirekten Anstiegs der Luftfeuchtigkeit

Vulkanausbrüche führen der Stratosphäre manchmal nicht nur durch ihre Abgasfahnen Feuchtigkeit zu, sondern auch durch einen subtileren indirekten Effekt. Wenn Vulkane ausbrechen, setzen sie Sulfataerosole in die Atmosphäre frei, die die Sonnenstrahlung streuen und Wärme absorbieren können. Dieser Erwärmungseffekt erhöht die Temperaturen in der kalten tropischen Zone, einer kritischen Zone zwischen der Troposphäre und der Stratosphäre.

vulkanische Eruption
Jüngste Forschungsarbeiten haben gezeigt, wie die durch vulkanische Sulfataerosole verursachte Erwärmung der Temperaturen den Feuchtigkeitsgehalt in der Stratosphäre erhöht.

Ein Anstieg dieser Temperaturen um nur 1°C kann zu einem erheblichen Anstieg der Luftfeuchtigkeit in der Stratosphäre führen. Der Studie zufolge könnte der Anstieg der Luftfeuchtigkeit aufgrund dieses indirekten Effekts gleich groß sein wie der direkte Feuchtigkeitseintrag, der bei den Hunga-Ausbrüchen im Jahr 2022 beobachtet wurde, oder diesen sogar übertreffen. Diese Erkenntnisse beruhen auf Klimamodellsimulationen, thermodynamischen Grundsätzen und Reanalysen von Beobachtungsdaten.

Der indirekte Anstieg der Luftfeuchtigkeit erfolgt nicht sofort. Er entwickelt sich über mehrere Monate nach einem Vulkanausbruch.

Die verzögerte Wirkung ist das Ergebnis der allmählichen Erwärmung der Atmosphäre durch vulkanische Aerosole, die über Jahre hinweg anhalten kann. Das Verständnis dieses Prozesses ist der Schlüssel zur Vorhersage der langfristigen Auswirkungen künftiger Vulkanereignisse auf den Feuchtigkeitsgehalt der Stratosphäre.

Vergleich der direkten und indirekten Feuchtigkeitswege

Zu einem direkten Anstieg der Luftfeuchtigkeit kommt es, wenn Wasserdampf während eines Vulkanausbruchs direkt in die Stratosphäre gelangt, wie beim Hunga-Ereignis im Jahr 2022. Diese Art der Feuchtigkeitszufuhr kann beträchtlich sein, ist aber in der Regel nur von kurzer Dauer und sehr lokal begrenzt. Der indirekte Weg wird jedoch durch Veränderungen der atmosphärischen Temperaturen und nicht durch unmittelbare Einspritzungen von Wasserdampf angetrieben.

So zeigt die Studie beispielsweise, dass nach dem Ausbruch des Mount Pinatubo im Jahr 1991 der Anstieg der tropischen Temperaturen einen erheblichen indirekten Anstieg der Luftfeuchtigkeit in der Stratosphäre verursachte.

Da diese indirekten Auswirkungen weniger offensichtlich sind und sich über lange Zeiträume hinweg entwickeln, bleiben sie oft unbemerkt , wenn sie nicht genau überwacht werden.

Auswirkungen auf das Klima und künftige Überwachung

Der indirekte Anstieg der Feuchtigkeit in der Stratosphäre nach Vulkanausbrüchen könnte erhebliche Auswirkungen auf die Klimamodellierung und -vorhersage haben.

Die Studie deutet darauf hin, dass die derzeitigen Messmethoden möglicherweise nicht in der Lage sind, die Komplexität dieser indirekten Effekte zu erfassen. Daher fordern die Forscher bessere Beobachtungsinstrumente und Modelle, mit denen sich Veränderungen der stratosphärischen Luftfeuchtigkeit nach großen Vulkanausbrüchen besser abschätzen lassen. Dieser Ansatz wird dazu beitragen, die möglichen langfristigen Auswirkungen auf Wettermuster und meteorologische Systeme zu verstehen.

Letztlich liefern die Ergebnisse dieser Studie neue Erkenntnisse darüber, wie wir die Auswirkungen vulkanischer Aktivitäten auf die Atmosphäre bewerten können.

Quellenhinweis:

Kroll, C. A.; Schmidt, A. Indirect stratospheric moisture increase after a Pinatubo-magnitude eruption can be comparable to direct increase after 2022 Hunga. Communications Earth & Environment, v. 5, n. 497, 2024.