Wissenschaftler finden heraus, dass Partikel wie Pollen bei der Entstehung von Starkniederschlägen entscheidend sind

Wolken bilden sich aus Partikeln, die bereits in der Atmosphäre vorhanden sind, und extreme Wetterereignisse wie Überschwemmungen und Schneestürme sind mit der Produktion grosser Mengen von Wolkeneis verbunden. Biologische Partikel wie Pollen, Bakterien, Sporen und Pflanzenmaterial, die in der Luft schweben, fördern die Bildung von Wolkeneis besonders effektiv. Die EPFL-Klimatologen zeigen, dass sich die Konzentration dieser Partikel mit steigenden und fallenden Temperaturen verändert.

Die Ergebnisse sindin der Zeitschrift Nature Portfolio, Climate and Atmospheric Sciences veröffentlicht. "Biologische Partikel sind sehr effektiv bei der Bildung von Eis in Wolken, und ihre Bildung ist für den grössten Teil des weltweiten Niederschlags verantwortlich, da das Eis sehr schnell vom Himmel fällt. Intensive Vereisung wird auch mit extremen Wetterereignissen in Verbindung gebracht", erklärt Thanos (Athanasios) Nenes vom EPFL-Labor für Atmosphärische Prozesse und ihre Auswirkungen, der die Studie zusammen mit dem Postdoktoranden Kunfeng Gao leitete .

"In Anbetracht unserer Ergebnisse ist es von entscheidender Bedeutung, dass Wetter- und Klimamodelle biologische Partikel berücksichtigen, vor allem, da sie mit der Erwärmung des Klimas voraussichtlich in größeren Mengen in der Atmosphäre vorhanden sein werden.

Der Berg Helmos, eine Fallstudie für die Alpenregionen

Die Studie befasst sich mit Luftproben und ihrem biologischen Gehalt, die auf dem Berg Helmos, einer alpinen Region in Griechenland, gesammelt wurden. Der Berg erreicht eine Höhe von 2.350 m, ist das ganze Jahr über häufig bewölkt und wird durch biologische Emissionen aus dem darunter liegenden Bergwald beeinflusst. Wenn die Temperaturen im Laufe des Tages ansteigen, setzt der Bergwald Pollen, Bakterien, Pilzsporen und Pflanzenmatten frei, wobei der Höchststand zur Mittagszeit erreicht wird, wenn die Sonne am höchsten steht, und der Tiefststand in der Nacht.

"Wir haben festgestellt, dass die Anzahl der Partikel, die Eis bilden können, mit der Anzahl der biologischen Partikel übereinstimmt, und dass beide eine starke Korrelation zwischen den Tageszeiten aufweisen. Die Zunahme der biologischen Partikel kann zur Wolkenbildung beitragen, die wiederum Niederschlag verursachen kann", schloss Gao .

Der Bericht des IPCC

Nenes, der an der IPCC-Sondierungssitzung in Malaysia teilnahm, um bei der Festlegung der Kapitel und der inhaltlichen Gestaltung des 7. Sachstandsberichts des IPCC mitzuwirken, sagt: "Dieses Ergebnis kommt zum perfekten Zeitpunkt." Als wissenschaftlicher Koordinator des großen europäischen CleanCloud-Projekts leitet Nenes derzeit eine zweite Kampagne auf dem Helmos, die unter dem Namen CHOPIN läuft und mit noch mehr Instrumenten ausgestattet ist, um die Arten von biologischen Partikeln in der Atmosphäre zu identifizieren, die die Bildung von Wolken und Eiströpfchen auslösen.

Eine umfassende Reihe von Wolkenradargeräten, Aerosol-Lidargeräten, UAVs, Fesselballons und direkten Luftprobenahmen (mit und ohne Wolken) wird eingesetzt, um in noch nie dagewesener Ausführlichkeit zu charakterisieren, wie jedes biologische Partikel zur Wolkenbildung beiträgt und welche Partikel dabei am effektivsten sind, um Wetter- und Klimavorhersagen zu verbessern.

Nenes fügte hinzu, dass: "Die gesammelten Daten werden nicht nur dazu dienen, Prozesse zu verstehen und Modelle zu verbessern, sondern auch zur Verbesserung oder Entwicklung neuer Algorithmen, die Satelliten und erdgestützte Fernerkundung zur Untersuchung von Aerosolen und Wolken nutzen."

"Wir und das gesamte CleanCloud-Konsortium werden mit der Europäischen Weltraumorganisation und unseren Schwesterkonsortien CERTAINTY und AIRSENSE zusammenarbeiten, um die Nutzung des kürzlich gestarteten EarthCare-Satelliten zu optimieren, mit dem letztendlichen Ziel, die Rolle von Aerosolen in Wolken und Niederschlägen in einer postfossilen Welt zu verstehen."

Mehr Daten tragen nur zu unserem Verständnis der Wettersysteme in diesem sich verändernden Klima bei.

Quellenhinweis

Gao, K. et al. On the drivers of ice nucleating particle diurnal variability in Eastern Mediterranean clouds. npj Clim Atmos Sci 8, 160 (2025). https://doi.org/10.1038/s41612-024-00817-9