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Atmosphärische Schwerewellen : Wolken wie vom Reißbrett

  • -Aktualisiert am

Atmosphärische Schwerewellen über dem Atlantik vor der Westküste Afrikas Bild: North Carolina State University

Ein Wetterphänomen vor der Westküste Afrikas gibt Rätsel auf. Eine dichte Wolkenschicht zieht sich dort schnell in Richtung offenes Meer zurück. Auslöser sind starke vertikale Winde. Sie erzeugen Schwerewellen.

          Die Natur zeichnet in der Regel keine geraden Linien. Umso außergewöhnlicher sind deshalb Wolkenformationen im südöstlichen Atlantik, deren Rand sich, wie mit dem Lineal gezogen, kerzengerade über Hunderte, manchmal sogar über mehr als tausend Kilometer Länge erstreckt. Eine amerikanische Forschergruppe hat nun diese meist in den Monaten April bis Juni auftretenden Erscheinungen untersucht und dabei eine überraschende Entdeckung gemacht.

          An den Westküsten mancher Kontinente bilden sich über dem Meer häufig dichte Schichten von Stratocumulus-Bewölkung. Das geschieht vornehmlich dort, wo kaltes Meerwasser entlang der Küste in Richtung Äquator strömt. Eines dieser Gebiete ist die Westküste des südlichen Afrikas zwischen Angola, Namibia und Südafrika. Dort führt der Benguela-Strom kaltes Wasser aus der Südpolarregion nach Norden.

          Klima-Kühlschrank in der Lufthülle

          Bei der Auswertung zahlreicher, von Wettersatelliten aufgenommenen Fotos dieser Region haben die Forscher um Sandra Yuter von der North Carolina State University in Raleigh untersucht, wie sich diese dichte Wolkenschicht von der Küste in Richtung offenes Meer zurückzieht. Der Rand der Wolkenschicht bewegt sich dabei mit bis zu 40 Kilometern pro Stunde äußerst schnell und kann sich bis zu 1500 Kilometer weit von der afrikanischen Küste entfernen.

          Eine Wolkenfront driftet rasch von der Westküste Afrikas aufs offene Meer (links). Ihr Rand zeigt auffällige wellenartige schmale Bänder (rechts).

          Dabei zieht sich die Wolkenschicht als Ganzes zurück, und ihr östlicher Rand nimmt eine gerade Linie an. Wie Yuter und ihre Kollegen in der Zeitschrift „Science“ schreiben, sei für diesen rapiden Rückzug kein ablandiger Wind verantwortlich. Die Antriebskraft entsteht vielmehr entlang der Küste, wenn sich trockene Land- und subtropische Meeresluft mischen. Dabei entstehen Zonen wechselnden Auftriebs, mal bewegt sich die Luft in die Höhe, in der Zone direkt daneben fällt sie wieder in Richtung Erdboden. Diese wellenförmigen Luftbewegungen kommen sehr häufig auf der windabgewandten Seite, im Lee, von Gebirgen vor und werden als atmosphärische Schwerewellen bezeichnet. Vor Afrika breiten sich diese Wellen mit recht hoher Geschwindigkeit in Richtung Westen aus und treiben dabei den Wolkenrand auf einer großen Breite vor sich her.

          Die Entdeckung der amerikanischen Forscher hat erhebliche Auswirkungen auf das Verständnis der Wirkung von Wolken auf das Klima. Die marinen Stratocumulus-Wolken haben nämlich eine sehr hohe Albedo und strahlen deshalb viel Sonnenlicht in den Weltraum zurück. Sie werden aus diesem Grund manchmal auch als „Klima-Kühlschrank“ bezeichnet. Im Gegensatz dazu ist die Albedo der Meeresoberfläche erheblich geringer. Das Meerwasser kann also wesentlich mehr Energie aus der Sonnenstrahlung aufnehmen als die Wolken, was zur Erwärmung führt. Bisher hatte man angenommen, der Rückzug der Wolkenschichten vollziehe sich allmählich mit einem diffusen Rand. Der nun entdeckte, von Schwerewellen angetriebene rapide Übergang ermöglicht dagegen, dass mehr Sonnenstrahlung die Erdoberfläche erreicht und sie damit erwärmt.

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