Bestimmung optischer Dichten stratosphärischer Aerosole aus den Farbverhältnissen historischer Gemälde – kann das funktionieren?

Die Möglichkeit, quantitative Information über die stratosphärische Aerosolbefrachtung – insbesondere in Zeiträumen vulkanisch verstärkter Aerosole – aus den Farbverhältnissen historischer Gemälde abzuleiten, erscheint auf den ersten Blick sehr vielversprechend. Tatsächlich wurde dieser Ansatz in einigen Studien verwendet, um die optische Dichte stratosphärischer Aerosole nach stärkeren Vulkanausbrüchen über einen Zeitraum von ca. 500 Jahren zu bestimmen. In diesem Vortrag evaluieren wir die Verlässlichkeit dieses Ansatzes mit Hilfe von Simulationen mit dem Strahlungstransfermodell SCIATRAN und schätzen die Fehler der abgeleiteten optischen Dichten basierend auf plausiblen Unsicherheiten relevanter Parameter ab. Wir zeigen, dass die Unsicherheiten in einigen wichtigen Parametern – die für historische Eruptionen typischerweise nur unzureichend bekannt sind – zu ähnlichen Veränderungen in den Rot-Grün-Farbverhältnissen führen können wie massive Vulkanausbrüche (z.B. des Tambora 1815 oder des Krakatao 1883). Von den untersuchten Effekten hat die angenommene Größenverteilung der stratosphärischen Aerosole den größten Einfluss auf die Farbverhältnisse und damit die abgeleiteten optischen Dichten. Für Sonnenzenitwinkel (SZA von engl. Solar Zenith Angle) von mehr als 80 Grad kann auch die angenommene stratosphärische Ozonmenge die abgeleiteten optischen Dichten signifikant beeinflussen. Für SZA größer als 90 Grad weisen die horizontnahen Farbverhältnisse eine dramatische Abhängigkeit vom SZA auf, so dass für diese Fälle eine Bestimmung optischer Dichten praktisch unmöglich ist. Abschließend gehen wir auf die Frage ein, wie stark die langfristige Veränderung der Farben eines Gemäldes die optischen Dichten beeinflussen kann.