Vulkanische Einflüsse auf Atmosphäre und Klima: Wissenschaftliche Highlights der DFG Forschungsgruppe VolImpact (FOR 2820)

Vulkanausbrüche stellen eine der größten Unsicherheiten für die Entwicklung des Klimas auf Zeitskalen von einigen Jahren bis zu einem Jahrzehnt dar. Gleichzeitig ermöglichen sie die Untersuchung der Reaktion des Klimasystems auf diese Ereignisse und können so das theoretische Verständnis des Klimasystems verbessern. Im Rahmen der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Forschungsgruppe VolImpact (FOR 2820) werden in fünf wissenschaftlichen Projekten verschiedene Aspekte vulkanischer Einflüsse auf Atmosphäre und Klima untersucht, wie die initiale Entwicklung der Vulkanwolke, der Einfluss von Vulkanausbrüchen auf die stratosphärische Aerosolschicht, die Wechselwirkung vulkanischer Aerosole mit Wolken in der Troposphäre, sowie vulkanische Effekte auf die Dynamik der mittleren Atmosphäre und den troposphärischen Wasserkreislauf. In diesem Beitrag sollen nach einer Übersicht über die wichtigsten vulkanischen Einflüsse auf das Erdsystem exemplarisch einige wissenschaftliche Highlights aus der laufenden ersten Phase der Forschungsgruppe VolImpact vorgestellt werden. So zeigte sich beispielsweise, dass die Wechselwirkung der Asche mit kurzwelliger Strahlung zu Erwärmung und Auftrieb der Vulkanwolke führt, was die Lebensdauer der vulkanischen Aerosole in der Atmosphäre erhöht. Außerdem ergab die Analyse von SAGEIII/ISS Satellitenmessungen, dass stratosphärische Sulfataerosolpartikel nach vielen Eruptionen unerwarteterweise kleiner werden, was wichtige Konsequenzen für die physikalischen und chemischen Effekte der Aerosole nach sich zieht. Die zugrundeliegenden mikrophysikalischen Prozesse sind bisher nicht vollständig verstanden. Darüber hinaus konnte in Simulationen mit UA-ICON (Upper Atmosphere Version des ICON-Modells) gezeigt werden, dass die Erwärmung der unteren Stratosphäre durch vulkanische Aerosole zu einer starken Erwärmung an der Mesopause führen kann, die über eine vertikale Kopplung durch Schwerewellen vermittelt wird.