In der Satelliten-Fernerkundung und Klimamodellierung werden Wolken oft vereinfacht als homogene Objekte dargestellt. Diese Reduzierung führt jedoch zu erheblichen Ungenauigkeiten und missachtet die natürliche raum-zeitliche Variabilität von Wolken. Wolken sind in Wahrheit das Ergebnis komplexer dynamischer und mikrophysikalischer Prozesse, die eine hohe Variabilität mit sich bringen. Der Mangel an präzisen Daten zu Wolken kann den Erfolg von Klimaretterprojekten gefährden. Deswegen hat eine neue Forschungsgruppe sich zusammengeschlossen, um bestehende Ansätze zur Beschreibung der Strahlungseffekte von Wolken zu verbessern und diese weiterzuentwickeln. Ziel ist es, die dreidimensionalen Strahlungseffekte besser zu verstehen und in der Klimamodellierung zu integrieren, um präzisere Vorhersagen zu ermöglichen.
Große Hoffnungen liegen auf der dritten Generation der Meteosat-Wettersatelliten (MTG), die seit 2024 im Einsatz sind, sowie auf dem neuen ESA-Klimasatelliten EarthCARE, der ebenfalls seit 2024 gestartet wurde. Diese modernen Satelliten ermöglichen Wolkenbeobachtungen mit einer räumlichen Auflösung, die zuvor unerreicht war. Zusätzlich haben sich am Erdboden atmosphärische Supersites, wie das Richard Aßmann-Observatorium des Deutschen Wetterdienstes (DWD), etabliert. Dort werden hochauflösende Wolken- und Strahlungsinformationen bereitgestellt, die aus der EU-Forschungsinfrastruktur ACTRIS stammen.
Integration von Daten und neuen Technologien
Eine Kombination aus boden- und satellitengestützter Fernerkundung sowie hochauflösender Strahlungs- und Atmosphärenmodellierung ist geplant. Diese Synergie soll dazu dienen, die räumliche Struktur der Wolken in globale Klimamodelle einzufügen. Das übergeordnete Projekt hat das Ziel, eine auf Beobachtungen basierte Korrektur von Fehlern in der Klimamodellierung und Wolkenfernerkundung zu erlangen.
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) hat seit 1977 einen entscheidenden Beitrag zur Erdbeobachtung aus dem Weltraum geleistet. Der erste Meteosat-Wettersatellit wurde 1977 gestartet, und seither folgten weitere Satelliten, die wertvolle Daten über Klima und Umwelt liefern. Die ESA widmet sich in ihrem Erdbeobachtungsprogramm der Bereitstellung präziser Satellitendaten, um die Auswirkungen des Klimawandels besser vorhersagen zu können. Die Notwendigkeit zur Erhebung von verlässlichen Langzeitdaten ist in den letzten Jahren stark gestiegen, um entscheidende wissenschaftliche Fragen zu klären und neue Beobachtungstechnologien zu entwickeln.
Herausforderungen in der Klimaforschung
Trotz der Fortschritte in der Satellitenbeobachtung bleibt das Klimasystem der Erde komplex, und exakte Prognosen über zukünftige Klimaveränderungen scheitern häufig an „Unsicherheiten“. Ein essentielles Thema in der Klimaforschung bleibt das Verständnis der Wolken und ihres Einflusses auf das Klima. Zwei zentrale Effekte von Wolken sind dabei besonders entscheidend: Tagsüber können unter blauem Himmel Temperaturen höher sein als unter Wolken, während diese nachts Wärme zurückhalten. Frühere Annahmen über das Verhalten von Schönwetterwolken während globaler Erwärmung wurden mittlerweile als falsch identifiziert, was durch neue Erkenntnisse aus Satellitenbeobachtungen unterstützt wird.
Klimaforscher wie Jochem Marotzke, Direktor am Max-Planck-Institut für Meteorologie, betonen die Rolle menschlicher Aktivitäten in der beobachteten Erwärmung. Die Unsicherheiten hinsichtlich der genauen Auswirkungen der globalen Erwärmung, wie ansteigende Meeresspiegel und deren Verteilung, machen eine fundierte Analyse unabdingbar. Durch intensive Forschung zu den Veränderungen von Gletschern, dem Klima der Ozeane und Wetterereignissen wird versucht, den Einfluss aller diese Faktoren besser zu verstehen. Die Frage nach der menschlichen Verantwortung für diese Veränderungen spielt eine entscheidende Rolle, insbesondere im Kontext des Pariser Klimaabkommens.
Die Herausforderungen durch den Klimawandel erfordern also nicht nur technische Innovationen und präzisere Daten, sondern vor allem ein tiefes Verständnis der komplexen Zusammenhänge, die das globale Klimasystem prägen. Die Fortschritte in der Wolkenforschung und den technologischen Möglichkeiten der Satellitenbeobachtung könnten dabei Schlüssel zu effektiveren Strategien im Kampf gegen den Klimawandel sein. Die Verknüpfung dieser Technologien könnte uns in Zukunft dabei helfen, die Auswirkungen menschlichen Handelns auf den Planeten besser zu erkennen und zu steuern.
Für weitere Informationen zu den Fortschritten in der Wolkenforschung und der ESA-Erdbeobachtung siehe MDR, ESA und BR.
