Gemeinsames Meteorologisches Kolloquium

Universitätsinstitute der Universitäten Mainz und Frankfurt am Main

Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz

Atmosphäre und Klima

Begleitende Vortragsreihe zur Johannes Gutenberg-Stiftungsprofessur im Jahr 2004

Kooperation des Instituts für Physik der Atmosphäre und des Studium generale

Prof. Dr. Hans-F. Graf

Professor for Environmental Systems Analysis, Centre for Atmospheric Science,

Department of Geography, University of Cambridge, UK

Big Bang und stille Entgasung:

Vulkanismus und die Atmosphäre

Donnerstag, 15. Juli 2004, 16.30 Uhr, Hörsaal N 3 (Muschel)

Vulkanische Aktivität im Frühstadium der Entwicklung der Erde begründete das Entstehen der Atmosphäre. Auch heute beeinflussen starke Vulkanausbrüche immer wieder das Klima, wenn auch nur für wenige Jahre. Im Mittel etwa alle 10 Jahre ereignet sich eine Eruption der Stärke von Krakatau oder Pinatubo, und es werden mehrere Millionen Tonnen Schwefeldioxid in die Stratosphäre injiziert, die dort zu Tröpfchen aus Sulfat und Wasser kondensieren und mit der Sonnenstrahlung wechselwirken. Dadurch kühlt sich die Erde im Mittel um einige Zehntel Grad ab. Vor allem im Winter in mittleren Breiten der Nordhemisphäre aber ist diese Abkühlung nicht einheitlich, und es kommt zu gewaltigen Anomalien der Temperatur sowohl mit positivem (Sibirien bis zu +8 Grad) und negativem (Nordwest Atlantik bis zu –6 Grad) Vorzeichen. Ursache ist eine Verlagerung der wesentlichen Strömungsmuster in der unteren Atmosphäre, verursacht durch eine strahlungsbedingte Verstärkung des Polarwirbels in der Stratosphäre, die die direkte Strahlungswirkung auf die Lufttemperatur bei weitem übersteigt. Während ein Ausbruch von der Stärke des Pinatubo 14–18 Millionen Tonnen SO₂ in die Stratosphäre einträgt, emittieren die weltweit etwa 150 aktiven Vulkane völlig unspektakulär im Jahr etwa die doppelte Menge. Sie tragen damit erheblich zum Schwefelkreislauf der Atmosphäre, zur Aerosolbeladung der Atmosphäre und damit zur Strahlungsbilanz bei. Diese Quelle ist mit erheblichen Unsicherheiten behaftet und Vulkanologen wie Atmosphärenchemiker sind dabei, mit neuen Meßmethoden genauere Werte zu ermitteln. – Wenn auch Vulkanausbrüche unabhängig vom Menschen stattfinden – ihre Auswirkungen sind es nicht. Während der SO₂ Eintrag in die Stratosphäre in einer ungestörten Stratosphäre Ozon erzeugen würde, kommt es heute durch die FCKW zum Abbau von Ozon. Die Mechanismen sind dabei ähnlich wie beim polaren Ozonloch, nur trifft es auch niedrige Breiten, wo die Sonnenstrahlung stark ist.

Prof. Dr. Hans-F. Graf, M.Sc. in Meteorology 1974, Humboldt University, Berlin. Ph.D. in Meteorology 1979, HU Berlin. Habilitation in Global Climate Dynamics 1989, HU Berlin. – Professor for Environmental Systems Analysis, Dept. Geography, University Cambridge, UK, 10/2003–present. Senior Scientist and Groupleader (~4 scientists, ~6 PhD students,) Max-Planck-Institute for Meteorology Hamburg, 1991–present. Privatdozent, Division of Geosciences, University Hamburg, 1991–2003. Scientific Assistant (tenured, comparable to Assistant Professor), Meteorological Institute, HU Berlin, 1979–1990. Industrial Meteorologist (conventional and nuclear environment protection, power plant planning), Kombinat Kraftwerksanlagenbau, Berlin, 1978–1979. Scientific Assistant, Division of Physics, HU Berlin, 1974–1978.

Abschlussvortrag dieser Reihe:

Prof. Dr. Volkmar Wirth (Institut für Physik der Atmosphäre, Universität Mainz)

Sommerliche Wetterextrema: Läuft das Klima aus dem Ruder?

Donnerstag, 22. Juli 2004, 16.30 Uhr, Hörsaal N 3 (Muschel)