Klimatologie. Stefan Brönnimann

Feuchte konstant bleibt, dann wird um 1 K erwärmte Luft um 7 % feuchter. Entsprechend wird sie auch sehr viel energiereicher. Damit werden die Energieströme bei gleichbleibender Zirkulation viel größer. Dies wiederum hat Folgen für die atmosphärische Zirkulation und deren Aufgabe, Energieunterschiede auszugleichen.

Abb. 2-14 |Abhängigkeit des Sättigungsdampfdrucks für Wasserdampf von der Temperatur: die Clausius-Clapeyron-Beziehung.

      Wenn mehr Wasserdampf transportiert wird und kondensiert, wird auch mehr Energie freigesetzt. Diese muss letztlich abgestrahlt werden. Die Abstrahlung nimmt gemäß dem Stefan-Boltzmann-Gesetz (vgl. → Kap. 3) mit der Temperatur nur um ca. 1.4 % K–1 zu. Dazu kommen zwar komplizierte Rückkopplungseffekte, doch letztlich kann die Strahlungszunahme nicht mit der Clausius-Clapeyron-Zunahme mithalten. Die frei werdende Energie erwärmt die obere Troposphäre stärker als die bodennahen Schichten und führt somit – im zeitlichen Mittel – zu einer Stabilisierung der Atmosphäre (vgl. → Kap. 4). Das betrifft auch die Zirkulation und den Energietransport durch die Atmospäre, zumindest unter Annahme konstanter relativer Feuchte und konstanten Energietransports durch Atmosphäre und Ozean. Diese Annahmen treffen in der realen Welt zwar nicht zu. Global gemittelt nimmt die relative Feuchte ab, und die Ozeane spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Das Beispiel zeigt aber, wie eng globale Temperaturzunahme, Wasserkreislauf, Energieflüsse und atmosphärische Zirkulation miteinander verknüpft sind. Ursache dafür ist vor allem die Clausius-Clapeyron-Beziehung. Wir werden in den folgenden Kapiteln darauf zurückkommen. Im nächsten Kapitel werden wir dazu die Grundlagen der Energiebilanz der Erde erarbeiten.

       Verwendete Literatur

      Andreae, M. O., D. Rosenfeld (2008) Aerosol–cloud–precipitation interactions. Part 1. The nature and sources of cloud-active aerosols. Earth-Science Reviews, 89, 13–41.

      Bliefert, C. (2002) Umweltchemie. 3. Aufl. Wiley, Weinheim.

      Brönnimann, S. (2013) Ozon in der Atmosphäre. Haupt und Geographica Bernensia, Bern.

      Brönnimann, S. (2015) Climatic Changes Since 1700. Springer.

      Brönnimann, S., A. Stickler (2013) Aerological observations in the Tropics in the Early Twentieth Century. Meteorol. Z., 3, 349–358.

      Wayne, R. P. (2000) Chemistry of Atmospheres. 3. Aufl. Oxford University Press, Oxford.

       Weiterführende Literatur

      Lohmann, U., F. Lüönd, F. Mahrt (2016) An Introduction to Clouds: From the microscale to climate. Cambridge University Press.

      Seinfeld, J. H., S. N. Pandis (2006) Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change. 2. Aufl. Wiley, New York.

      Wallace, J. M., P. V. Hobbs (2006) Atmospheric Science. An Introductory Survey, 2. Aufl. Academic Press.