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Über der Antarktis: Forscher machen neue Entdeckung in der Atmosphäre

Neue Messung in der Antarktis haben Forscher*innen zu einer überraschenden Erkenntnis geführt. Bisherige Klima-Modelle weisen demnach einige Fehler auf.

Wolken über schneebedeckten Bergen.
© Txema Mendoza - stock.adobe.com

Die Antarktis – wer hat sie eigentlich entdeckt?

Im Jahr 1820 stieß eine russische Expedition erstmals auf Ausläufer der Antarktis. Gerade mal ein Jahr später entdeckten amerikanische Forscher ihr Festland.Doch waren sie tatsächlich die ersten Menschen, die den Kontinent erforschten? Tatsächlich scheint es, als sei sie schon lange vorher besucht worden.

Obwohl die Antarktis bereits seit Jahrzehnten im Fokus zahlreicher Forschungsteams steht, gibt es immer noch einige Faktoren, über die die Wissenschaft im Unklaren ist. Dazu zählen auch bestimmte Eigenschaften der Atmosphäre über der Polarregion. Nun ist Forscher*innen diesbezüglich eine neue Entdeckung gelungen.

Antarktis: Untersuchung von Schwerewellen

Wissenschaftler*innen des japanischen National Institute of Polar Research haben Schwerewellen in der Atmosphäre über der Antarktis genau untersucht. Dabei sind sie zu dem Ergebnis gekommen, dass aktuelle atmosphärische Modellierungen für die Polarzone erhebliche Mängel aufweisen.

Ihre Erkenntnisse veröffentlichten sie im Wissenschaftsmagazin Journal of the Meteorological Society of Japan. Was sich zunächst sehr abstrakt anhört, hat jedoch ganz praktische Auswirkungen. Denn solche atmosphärischen Wellen haben direkte Auswirkungen auf Wetter- und Klimasysteme. Zudem haben sie auch Einfluss auf den Flugverkehr.

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Bisherige Modelle weisen Fehler auf

„Schwerewellen ähneln den Wellen, die entstehen, wenn man einen Kieselstein in einen stillen Teich wirft, bewegen sich jedoch durch die Luft und nicht durch Wasser“, erklären die Wissenschaftler*innen in einer offiziellen Pressemitteilung. Obwohl diese Wellen größtenteils unsichtbar sind, spielen sie eine wichtige Rolle bei der Gestaltung von Wetter und Klima.

Zudem ist es wahrscheinlich, dass du sie bereits hautnah erleben konntest. Denn sie sind eine der Hauptursachen für die Turbulenzen bei Flugreisen. Wissenschaftler*innen sind bis heute darum bemüht, diese atmosphärischen Phänomene genau zu charakterisieren. Von Januar bis Februar 2022 führte das japanische Forschungsteam deshalb gleichzeitige Beobachtungen mit einem Überdruckballon und einem groß angelegten Atmosphärenradar namens PANSY in der Antarktis durch.

Häufig verlässt sich die Wissenschaft bei der Untersuchung von Schwerewellen jedoch auf das hochauflösende atmosphärisches Reanalyse-Modell namens ERA5. Bei der Reanalyse werden Modelldaten mit Beobachtungen aus aller Welt unter Verwendung der Gesetze der Physik zu einem global vollständigen und konsistenten Datensatz kombiniert. Durch die direkten Beobachtungen in der Antarktis konnten die Forscher*innen nun aufzeigen, dass dieses Modell anfällig für Fehler ist.

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Entscheidend für die Wettervorhersage

Denn die Forscher*innen entdeckten einige spezielle Schwerewellen in der unteren Stratosphäre über der Antarktis. ERA5 konnte diese zwar qualitativ erfassen, unterschätzte jedoch ihre Amplitude und konnte eines der beobachteten Wellenpakete überhaupt nicht darstellen.

„Unsere Studie zeigt, dass selbst hochauflösende allgemeine Zirkulationsmodelle, die für die jüngste Neuanalyse verwendet wurden, Schwerewellen und ihre Auswirkungen nicht vollständig reproduzieren können“, so Yoshihiro Tomikawa, außerordentlicher Professor am ROIS und Hauptautor der Forschungsarbeit.

Die Beseitigung dieser Simulationslücken ist laut den Forscher*innen aber entscheidend für die Verbesserung der Wettervorhersage und Klimamodellierung. Deshalb betont Tomikawa: „Wir werden die gleichzeitigen Beobachtungen mit Überdruckballons und PANSY-Radar fortsetzen, um die 3D-Struktur der Schwerewelleneffekte über der Antarktis aufzudecken, indem wir die beobachteten Daten, Modelle und die Schwerewellentheorie kombinieren.“

Quellen: „Simultaneous Observation of Near-Inertial Frequency Gravity Waves by a Long-Duration Balloon and the PANSY Radar in the Antarctic“ ( Journal of the Meteorological Society of Japan 2024), National Institute of Polar Research

Seit dem 24. Februar 2022 herrscht Krieg in der Ukraine. Hier kannst du den Betroffenen helfen.

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