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Blick auf die Oberseite einer Gewitterwolke mit bis in die Stratosphäre ragender Spitze – solche Wolkentürme transportieren wie riesige Pumpen große Mengen Wasser in die Stratosphäre. © NASA/JSC Quelle: Scinexx

Gewitterwolke als Wasserpumpe

"Hydraulischer Sprung" transportiert Wasser bis in die Stratosphäre

Turbulenter Transport: Die hochaufragenden Wolken großer Gewitterstürme transportieren enorme Mengen Wasser in die Stratosphäre – eine einzige Wolke kann sieben Tonnen Wasser pro Sekunde in die hohe Atmosphäre pumpen. Wie dies geschieht, haben nun Forscher mithilfe von Messdaten und Modellen aufgedeckt. Demnach verursacht die Wolkenspitze Turbulenzen, die einen hydraulischen Sprung auslösen. Dieser bewirkt die Injektion von Eis und Wasser in große Höhen, so das Team in „Science“.

Die in rund zehn Kilometer Höhe beginnende Stratosphäre ist nicht nur Heimat der uns schützenden Ozonschicht, sie spielt auch für unser Klima und großräumige Luftströmungen wie den Polarwirbel eine wichtige Rolle. Typischerweise ist sie durch eine Grenzschicht, die Tropopause, fast vollständig von der unteren Atmosphäre getrennt – Treibhausgase, Schadstoffe oder Wasser können nicht weiter aufsteigen. Deshalb ist die Stratosphäre extrem trocken und kalt.

Doch es gibt Ereignisse, die die Tropopausen-Barriere durchbrechen können. Dazu gehören die Eruptionswolken von Vulkanausbrüchen, aber auch die hochaufragenden Wolken einiger besonders starker Gewitter. Schon länger vermuten Wissenschaftler, dass solche Superzellen-Gewitter Wasserdampf und Eis bis in die Stratosphäre bringen können. 18 Prozent des gesamten stratosphärischen Wassers könnte demnach allein auf Tropenstürme zurückgehen.

Verräterische Cirruswolke

Das Problem jedoch: Wie genau dies geschieht und wie viel Wasser ein solcher Gewittersturm in die Höhe pumpen kann, blieb bislang unklar. Deshalb haben Morgan O’Neill von der Stanford University und ihre Kollegen die Prozesse im oberen Teil solcher Wolkentürme mithilfe von Radardaten und einer Modellsimulation genauer untersucht. Im Visier ihrer Analysen standen dabei die sogenannten Above-Anvil-Cirrus-Plumes (AACP) – Gewitterwolken, bei denen sich über der ambossförmigen Wolkenspitze noch eine Schleierwolke bildet. Mehr erfahren....

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