Die Erdatmosphäre dehnt sich aus! Wissenschaftlerinnen der Universität Graz haben das durch Satellitenmessungen bestätigt (und mit der Verschwörungstheorie um die wachsende Erde hat das übrigens nichts zu tun). Grund der Ausdehnung ist die Erwärmung der Erde. Jeder weiß aus dem Physikunterricht: Gase die man erhitzt, dehnen sich aus. Das gilt auch für die Atmosphäre der Erde und die haben wir Menschen in letzter Zeit immer stärker erwärmt.
Bettina Lackner und Andrea Steiner vom Wegener Center for Climate and Global Change der Universität Graz haben die Troposphäre untersucht. Das ist die unterste Schicht der Erdatmosphäre. Die, in der wer leben und die, in der fast das gesamte Wetter abspielt. Sie reicht bis in Höhen von etwa 16 Kilometern. Je weiter man nach oben kommt, desto geringer wird der Luftdruck. Lackner und Steiner haben nun die Flächen gleichen Luftdrucks – die Isobaren – analysiert. Seit 1990 haben sich diese Isobaren gehoben, um etwa 15 bis 20 Meter pro Jahrzehnt.
Diese Messungen hat man übrigens mit GPS-Satelliten angestellt. Die benutzt man nämlich nicht nur fürs Geocachen oder das Navi im Auto. Man kann sie auch bei der Methode der “Radio Okkultation” einsetzen. Dazu benutzt man zwei Satelliten, die einen Planeten umkreisen. Der eine empfängt Signale des anderen. Das geht aber natürlich nur dann, wenn sich die beiden auch “sehen”. Steht der Planet gerade zwischen den beiden Satelliten, dann ist kein Empfang möglich. Es gibt aber Ausnahmen…
Die Atmosphäre beeinflusst die Ausbreitung elektromagentischer Signale. Dieses Phänomen ist als Refraktion bekannt. Wenn sich zum Beispiel ein Lichtstrahl von einem Medium in ein anderes bewegt – vielleicht von Luft in Wasser – dann ändert er seine Richtung. Das gleiche passiert auch in der Atmosphäre. Unterschiedliche Schichten haben eine unterschiedliche Temperatur und Dichte und elektromagnetische Signale die sich durchqueren werden “verbogen”. Deswegen können wir die Sonne auch noch sehen, wenn sie eigentlich schon hinter dem Horizont versunken sein sollte: Die Lichtstrahlen werden durch die Refraktion gebrochen und noch eine zeitlang über den Horizont gelenkt (ich habe das hier ausführlich erklärt). Und was mit der elektromagnetischen Strahlung der Sonne funktioniert, klappt natürlich auch mit den Signalen von Satelliten. Solange die Sichtlinie nicht durch die Atmosphäre verläuft, wird das Signal nicht abgelenkt. Geht der GPS-Satellit aber gerade hinter dem Planeten unter, dann sendet er seine Signale durch verschiedene Schichten der Atmosphäre und aus der Ablenkung lassen sich Eigenschaften wie Druck oder Temperatur berechnen.
Auf diese Weise haben Lackner und Steiner, gemeinsam mit Gabriele Hegerl und Gottfried Kirchengast die Ausdehnung der Atmosphäre gemessen (“Atmospheric Climate Change Detection by Radio Occultation Data Using a Fingerprinting Method”). Sie haben aber noch mehr getan. Sie haben sich angesehen, wie sich die Hebung der Isobaren im Laufe der Zeit verändert. Es gibt viele Gründe, warum sich die Atmosphäre ausdehnen kann. Zum Beispiel die Jahreszeiten. Im Sommer ist es wärmer und die Schichten heben sich, im Winter ist es kalt, und sie sinken wieder. Andere natürliche Phänomen wie z.B. El Nino zeigen ebenfalls charakteristische Variationen. Die Messdaten zeigen in diesem Fall allerdings klar, dass es keine der typischen kurzfristigen Variationen gibt, die auf einen natürlich Ursprung schließen lassen. Die Hebung der Isobaren entspricht dagegen genau dem, was man von einer Erwärmung erwarten würde, die von menschengemachten Treibhausgasen herrührt. Wir Menschen haben die Temperatur der Erde erhöht und dafür gesorgt, dass sich die Atmosphäre ausgedehnt hat.
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