Die Atmosphäre in tropischen Regionen enthält viel Feuchtigkeit in Form von Wasserdampf. Infolgedessen sind Gewitter mit starken Niederschlägen weit verbreitet. Aber diese Gewitter bringen nicht nur viel Regen. Sie gehen oft mit starken, turbulenten Winden wie Sturmböen einher. Der Regen ist zwar wichtig, um das Ökosystem mit Wasser zu versorgen, aber auch die turbulenten Winde haben wichtige Auswirkungen. Ohne Turbulenzen gäbe es nur wenig oder gar keinen Austausch von Gasen und Partikeln zwischen dem Kronendach des Waldes und der darüber liegenden Atmosphäre sowie zwischen den verschiedenen atmosphärischen Schichten. Dies ist wichtig für den CO2-Austausch und die Transpiration der Pflanzen, aber auch für die Struktur des Waldes. Infolgedessen werden Wolkenbildung und Niederschlag sowie die Pflanzenproduktivität und schließlich die Nahrungsmittelproduktion durch die turbulenten Luftbewegungen bei Gewittern beeinträchtigt.
Im Amazonasgebiet treten solche Gewitter meist entlang langer Linien auf, die sich über viele hundert Kilometer erstrecken. Sie werden durch Meeresbrisen vom Atlantik ausgelöst und sind sogar aus dem Weltraum sichtbar. Diese so genannten Gewitterlinien legen häufig große Entfernungen zurück und ziehen schließlich über den ATTO-Standort hinweg.
© angepasst von den Geostationären Operationellen Umweltsatelliten (GOES-13-Satellit), die vom Zentrum für Wettervorhersage und Klimastudien (CPTEC/INPE: satelite.cptec.inpe.br/acervo/goes.formulario.logic) bereitgestellt werden
Marcos Gonçalves von der Federal University of Para und seine Kollegen haben sich nun daran gemacht, das Auftreten von Gewitterlinien zu analysieren. Sie wollten herausfinden, welche Auswirkungen sie auf den turbulenten Austausch nahe der Oberfläche haben. Das Team nutzte Satellitenbilder des zentralen Amazonasgebiets, um das Auftreten von Gewitterlinien zu ermitteln. Im Jahr 2014 zählten sie 12 und im Jahr 2015 14 Gewitterlinien.
Im nächsten Schritt untersuchten sie die Turbulenzdaten und Oberflächenparameter des ATTO-Standorts zu den Zeiten, in denen die Gewitterlinien den Satellitenbildern zufolge über den ATTO-Standort zogen. Sie stellten fest, dass Gewitterlinien viele Variablen in Oberflächennähe beeinflussen:
- Zunahme der Niederschlagsmenge, der Windgeschwindigkeit und der relativen Luftfeuchtigkeit
- Abnahme der Lufttemperatur, der kurzwelligen Strahlung, des fühlbaren und latenten Wärmeflusses
- der CO2-Fluss kehrt sein Vorzeichen um
Gewitter und Gewitterlinien wurden zwar schon früher untersucht, aber in der Regel nur im Rahmen von Fallstudien zu einem einzelnen Ereignis. Dies ist die erste Studie, die die Folgen der Anwesenheit von Gewitterlinien auf den Austausch an der Oberfläche über einen so langen Zeitraum von zwei Jahren aufzeigt. Die Ergebnisse werden dazu beitragen, Modelle der Atmosphärenchemie und -thermodynamik zu verbessern. Folglich können diese Erkenntnisse zur Verbesserung und Entwicklung besserer Vorhersagen für das Wetter und Klima in Amazonien beitragen.
Gonçalves et al. veröffentlichten die Studiie “Squall lines and turbulent exchange at the Amazon forest-atmosphere interface” in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Meteorology and Atmospheric Physics.
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