Temperaturtrends

In der wissenschaftlichen Klimadiskussion steht der Einfluss des Anstiegs anthropogener Treibhausgase auf die globale Änderung unserer Atmosphäre in den untersten Kilometern im Vordergrund. Allerdings ist die bisher eingetretene mittlere globale Temperaturerhöhung mit 0,85 K von 1880 bis 2012 klein (0,06K pro Dekade). In der Atmosphäre oberhalb von etwa 8 km kehrt sich das Vorzeichen des Treibhauseffekts um: Ein Anstieg der Konzentration von infrarot-aktiven Gasen führt zu einer Abkühlung durch eine gesteigerte Emission von Strahlung in den Weltraum.

Die globale Veränderung der Atmosphäre findet besonders stark in einem Höhenbereich von 50-75 km statt. Antworten auf die Fragen nach den Ursachen für diese rapiden Änderungen in der mittleren Atmosphäre können uns numerische Klimamodelle (z.B. LIMA) geben. Letztere zeigen, dass die Strahlungsbilanz der mittleren Atmosphäre weitgehend durch die Spurengase CO2 und O3 bestimmt wird.

Beobachtungen (LIDAR-Messungen) zeigen, dass die größten Temperaturtrends in einer Höhe von 65 km in mittleren Breiten im Sommer auftreten. Die Lufttemperatur hat hier um etwa 3-4 Kelvin pro Dekade seit 1979 abgenommen. Die Abkühlung der Luft in der oberen Atmosphäre erfolgt etwa 50-mal schneller als die Erwärmung der Luft in bodennahen Schichten. Die Höhenschicht zwischen 50 bis 75 km ist also der Bereich unserer Atmosphäre, in dem Klimaänderungen am deutlichsten identifiziert werden können.

Die Abbildung zeigt den Vergleich verschiedener Beobachungsserien (Juli, 45°N) und berechneten Trends aus LIMA, das im unteren Höhenbereichverschiedene Reanalyse-Daten adaptiert (0-45 km, außer "20th century": 0-28 km).

Veröffentlichungen (Auswahl)

  • F.-J. Lübken, U. Berger und G. Baumgarten, Temperature trends in the midlatitude summer mesosphere, J. Geophys. Res., 118, 13347-13360, doi:10.1002/2013JD020576, 2013.
  • U. Berger und F.-J. Lübken, Mesospheric temperature trends at mid-latitudes in summer, Geophys. Res. Lett., L22804, doi:10.1029/2011GL049528, 2011.
  • F.-J. Lübken, U. Berger und G. Baumgarten, Stratospheric and solar cycle effects on long-term variability of mesospheric ice clouds, J. Geophys. Res., D00106, doi:10.1029/2009JD012377, 2009.

Ansprechpartner

Dr. Uwe Berger