Tiefe tropische Wolken können weit höhere Wasserdampf-Übersättigung erreichen als bisher dokumentiert — das zeigen neue Flugzeugbeobachtungen. Sie liefern den lange gesuchten ‚Treibstoff' für einen Mechanismus, durch den winzige Aerosolpartikel Sturmwolken verstärken könnten.
Die in Advances in Atmospheric Sciences veröffentlichte Studie wertete Daten des NASA-Experiments CAMP2Ex aus, das 2019 über den Philippinen und angrenzenden tropischen Ozeanen flog. Ein internationales Team aus China, den USA und Israel leitete die Übersättigung — einen Zustand, in dem Luft mehr Wasserdampf enthält, als das Gleichgewicht erlaubt — aus gemessenen Aufwindgeschwindigkeiten und Tropfengrößenverteilungen ab. Die Werte stiegen mit der Höhe und erreichten in kräftigen Aufwinden mit unterkühlten Flüssigkeitstropfen nahe −5 °C etwa 10 %. Eine Begleitstudie der ESCAPE-Kampagne vor der Küste von Texas und Louisiana fand in tiefen konvektiven Aufwinden seltene Extremwerte von rund 11 %.
Der Mechanismus, genannt kondensationsbedingte konvektive Verstärkung durch Aerosole, funktioniert so: In einer stark übersättigten Wolke erzeugen zusätzliche Aerosolpartikel extra Tröpfchen, verstärken die Kondensation und setzen latente Wärme frei, die die Aufwinde stärkt. Frühere Flugzeugmessungen fanden hohe Übersättigung meist nicht, weil sie verschmutzte oder flache Wolken beprobt hatten — genau die Umgebungen, in denen der Effekt unwahrscheinlich ist.
‚Unsere Beobachtungen zeigen: Wer diesen Mechanismus in Aktion sehen will, muss tiefe, saubere Wolken über dem Ozean untersuchen', sagte Daniel Rosenfeld von der Hebräischen Universität Jerusalem und der Wuhan-Universität, der an beiden Studien beteiligt war. Als Nächstes will das Team in künftigen Kampagnen saubere und verschmutzte tropische Konvektionswolken direkt vergleichen.
