Wie beeinflussen sich Wolken und Ozeane? Diese Frage soll jetzt ein wahres Großprojekt beantworten. Insgesamt 40 Forschungsinstitutionen aus neun Ländern nehmen an EUREC4A teil. Die Abkürzung steht für die zentrale Frage der Forscher: Welche Rolle spielt die gekoppelte Zirkulation von Wolken im Klima? Zwischen dem 20. Januar und dem 20. Februar 2020 werden insgesamt fünf Forschungsflugzeuge und vier Forschungsschiffe im Atlantik östlich der Karibikinsel Barbados umfangreiche Messungen durchführen. Mit dabei sind Forscher der Universität Leipzig. Auch Daten von Forschungssatelliten werden einbezogen.

EUREC4A geht auf eine Initiative Deutschlands und Frankreichs zurück. Inzwischen beteiligen sich aber auch Barbados, die Niederlande, Norwegen, Polen, die Schweiz, Großbritannien und die USA mit ihrer meteorologischen Forschungsorganisation NOAA. Die Leipziger Forscher werden an Bord des Flugzeugs HALO des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) arbeiten.

Daneben beteiligen sich aus der Bundesrepublik insgesamt vier Max-Planck-Institute, fünf Universitäten, drei Helmholtz-Institute, das Leibniz-Institut TROPOS und der Deutsche Wetterdienst (DWD).

Blick aus dem Cockpitfenster des DLR-Flugzeugs HALO. Bildrechte: Manfred Wendisch/Universität Leipzig

Zentraler Gegenstand sind flache Kumuluswolken, wie sie im Winter in der Karibik häufig auftreten. Sie sind auch als Schönwetterwolken bekannt und gehören zu den am häufigsten vorkommenden Wolkentypen der Welt. Wissenschaftler wissen bereits lange, dass diese Wolken einen entscheidenden Einfluss auf das Klima haben. Aber wie genau dieser Einfluss aussieht und was ein wärmeres Klima für die Bildung der Wolken bedeutet, darüber gibt es bislang nur unterschiedliche Vermutungen.

Einige Klimamodelle gehen davon aus, dass es bei wärmeren Temperaturen weniger Wolken über dem Meer gibt. Dadurch würde sich die Klimaerwärmung deutlich beschleunigen. Andere Modelle sehen diesen Rückgang aber nicht. Welche Annahme ist die richtige? Durch ihre Messungen bei EUREC4A wollen die Forsche besser verstehen, wie Wolken, aufsteigende Luft und Zirkulation zusammenwirken und wie die den Klimawandel beeinflussen.

Infografik zur Messkampagne: Die Flugabschnitte auf niedriger Höhe werden die Wolkenbedingungen kartografieren und den Massehaushalt der Luftschicht unterhalb der Wolken bestimmen (untere Grafik, Flüge bis 3 km Höhe). Die Kreisflüge werden die großräumigen Bedingungen mit Sonden dokumentieren und das darunterliegende Wolkenfeld per Fernerkundung erfassen (rote Kreise oben und unten). Die schiffsbasierte Oberflächenfernerkundung wird die Flugzeugmessungen ergänzen und auch In-situ-Messungen mit Hilfe von Sensoren, die an Ballondrachen befestigt sind, unterstützen. Damit wird EUREC4A die bisher größte Untersuchung der niedrigen Wolken und ihrer Wechselwirkungen mit der Atmosphären- und Ozeanumgebung sein.

Untersucht werden etwa großräumige Wolkenformationen über weiten Regionen des Atlantiks. Die Wissenschaftler wollen verstehen: Wie beeinflussen diese Formationen das Klima? Haben Meeresströmungen und Wirbel einen Einfluss auf die über ihnen liegenden Luftschichten? Und wie stark ist der Einfluss von kleinen Wetterfronten?

Bei den Messungen wird auch eine neue Art von Klimamodellen getestet. Das ist besonders für Regionen wie die Karibik wichtig, in denen die Auswirkungen von Klimaerwärmung und den resultierenden Wetterextremen besonders verheerend sind.