Eis-Albedo-Rückkopplung
Eis-Albedo-Rückkopplung ist die Wechselwirkung zwischen Kryosphäre (schnee- und eisbedeckter Erdoberfläche) und globalem Klima. Nach den Begriffen der Regelungstechnik handelt es sich um eine „Positive Rückkopplung“, die die wirkende Ursache weiter verstärkt. Wasser und Boden absorbieren ca. 90 % der eingestrahlten Energie und heizen sich auf, was zum Abschmelzen weiterer Schnee- und Eisflächen führt. Umgekehrt führt eine Abkühlung zu einer Ausdehnung von Schnee- und Eisflächen, damit zu einer erhöhten Rückstrahlung und zu weiterer Abkühlung.
Schnee und Eis haben eine hohe Albedo (Rückstrahlvermögen des Sonnenlichts), nur ein kleiner Teil der einfallenden Sonnenenergie wird absorbiert. Schneebedecktes Eis hat mit einer Albedo von 0,9 das höchste Rückstrahlvermögen.[1] Im Gegensatz dazu beträgt die Albedo von Wasser nur ca. 0,06, d. h., 94 % der einfallenden Sonnenenergie wird absorbiert, nur 6 % wird reflektiert.
James Croll war der erste Wissenschaftler, der den hohen Stellenwert der Eis-Albedo-Rückkopplung für die Erklärung der Entstehung der Eiszeiten erkannte.[2]
Sie hat auch Relevanz bei der globalen Erwärmung, wo sie die Wirkung der Treibhausgase verstärkt und ist Hauptfaktor der polaren Verstärkung. Erste Modellrechnungen gehen auf den russischen Klimatologen Michail Budyko in den 1960er Jahren zurück.
Als Folge der globalen Erwärmung in der Arktis ist eine zunehmende Gletscherschmelze und ein Verschwinden arktischen Polareises erkennbar.
Die Stärke der Eis-Albedo-Rückkopplung erkennt man beispielsweise daran, dass in polaren Breiten auch im Sommer niedrige Temperaturen vorherrschen, obwohl die in dieser Zeit über 24 Stunden eingestrahlte Energiemenge größer ist als am Äquator.[3][4] Neben der Schmelzenthalpie des Eises ist dies in erster Linie auf die starke Albedo der Schnee- und Eisflächen zurückzuführen.
In Klimamodellen wird der Einfluss der Eis-Albedo-Rückkopplung berücksichtigt. Eine im Jahr 2011 erschienene Studie deutet jedoch darauf hin, dass alle für den im Jahr 2007 erschienenen IPCC-Report verwendeten Modelle den Effekt unterschätzten; wenngleich die Messwerte aufgrund des relativ kurzen Beobachtungszeitraums von nur einer Normalperiode sicherlich fehlerbehaftet sind, so ist der Unterschied zu dem in den Klimamodellen angenommenen Feedback doch zu ausgeprägt, um gänzlich einem Messfehler zugeschrieben werden zu können. Laut der Studie beläuft sich der zusätzliche Strahlungsantrieb, der in den letzten 30 Jahren durch eine Verringerung der Eis-Albedo-Rückkopplung entstand, auf ca. 0,45 W/m² bzw. 30 % des Strahlungsantriebs des seit der Industrialisierung vom Menschen emittierten CO2 und liegt damit doppelt so hoch wie in aktuellen Klimamodellen angenommen wird. Die Ursachen sind unklar und nicht notwendigerweise in der globalen Erwärmung zu finden.[5]
Einzelnachweise [Bearbeiten]
- ↑ National Snow and Ice Data Center
- ↑ Croll, James (1875). Climate and Time in Their Geological Relations. A Theory of Secular Changes of the Earth's Climate. New York: Appleton.
- ↑ Wolfgang Weischert: Einführung in die Allgemeine Klimatologie. Physikalische und meteorologische Grundlagen, Verlag Borntraeger Gebrueder, ISBN 978-3443071424
- ↑ Climate and Earth's Energy Budget, Artikel auf earthobservatory.nasa.gov
- ↑ Loss of reflectivity in the Arctic doubles estimate of climate models. ScienceDaily, 18. Januar 2011, abgerufen am 21 Januar 2011 von
Weblinks [Bearbeiten]
- José P. Peixóto, Abraham H. Oort: Physics of climate. In: Reviews of Modern Physics. 56, Nr. 3, 1. Juni 1984, S. 365, doi:10.1103/RevModPhys.56.365.
- Vierter Sachstandsbericht des IPCC, Kapitel 8.6.3.3: Cryosphere Feedbacks
- Irina V. Gorodetskaya, Mark A. Cane, L.‐Bruno Tremblay, Alexey Kaplan: The effects of sea‐ice and land‐snow concentrations on planetary albedo from the earth radiation budget experiment. In: Taylor & Francis (Hrsg.): Atmosphere-Ocean, 44:2, 195-205. 44, Nr. 2, doi:10.3137/ao.440206 (http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.3137/ao.440206, abgerufen am 1. Januar 2013).
