Neue Messungen

Heftige Gewitter produzieren mehr Ozon als Flugzeuge

(Bild: DLR)

Dass Gewitter einen erheblichen Einfluss auf die Ozonbildung in der Atmosphäre haben, war bereits bekannt. Doch Wissenschaftler aus Deutschland und den USA haben nun herausgefunden, dass Donner und Blitz sogar fünfmal mehr des schädlichen Ozons produzieren als der globale Luftverkehr.

Die Messungsflüge, die diese Ergebnisse hervorbrachten, haben das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das amerikanische National Center for Atmospheric Research (NCAR) durchgeführt.

Gewitter sind wie Staubsauger", erklärt Heidi Huntrieser vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre, die die Messflüge in den USA begleitete, in einer Aussendung. "Gewitter saugen mit teilweise über 100 Stundenkilometern die Luft vom Boden in rund zehn Kilometer Höhe in den so genannten Ambossbereich. Dies ist die pilzförmige Schicht ganz oben 'auf' dem Gewitter - hier strömt die Luft nur noch seitlich, aber kaum mehr weiter nach oben."

Wird verschmutzte Luft wie beispielsweise Auto-Emissionen vom Boden in diese Region transportiert, ändert sich aufgrund der dort herrschenden kalten Temperaturen, anderer Feuchtigkeit und der intensiveren Sonneneinstrahlung auch deren Chemie: Der Abbau dauert sehr viel länger, die Produktion von Ozon wird erhöht. "Stickoxide können in diesen Höhen bis zu zehnmal so viel Ozon produzieren wie am Boden", erläutert Huntrieser.

Gewitter produzieren fünfmal soviele Stickoxide
Mit den Messungen wollen Huntrieser und ihre Kollegen die bestehenden Datensammlungen erweitern: "Vorherige Messungen lassen den Schluss zu, dass der globale Luftverkehr etwa ein Terragramm Stickoxide pro Jahr produziert - Gewitter aber für etwa fünfmal so viel verantwortlich sind. Alle Stickoxid-Quellen zusammen verursachen in der Atmosphäre etwa 50 Terragramm Stickoxide pro Jahr, die Gewitter sind also für rund zehn Prozent verantwortlich", sagt Huntrieser. Terragramm bedeutet zehn hoch zwölf, also eine Zahl mit zwölf Nullen.

Neue Modellsimulationen zeigen, dass der Einfluss von Gewittern auf den Ozonhaushalt sehr hoch sein kann. "Das waren zum Teil sehr überraschende Ergebnisse", sagt Huntrieser. "Wir brauchen jetzt mehr Messdaten, um das zu bestätigen." Dabei wollen die Forscher aus Deutschland und Amerika erstmals in der Forschung drei Flugzeuge gleichzeitig in Gewitternähe einsetzen.

Blitz-Typen entscheidend
Im Fokus steht neben den Transportprozessen vom Boden in die obere Atmosphäre auch der Einfluss verschiedener Blitz-Typen, denn Gewitter mit kürzeren Blitzen produzieren weit weniger Stickoxide pro Blitz. Dank der unterschiedlichen klimatischen Bedingungen in den USA können die Wissenschaftler verschiedene Arten untersuchen. Sie wollen damit die Prozesse der Gewitterbildung und den Einfluss der globalen Erwärmung besser verstehen.