Lokale Seismografen registrierten sogenannten harmonischen Tremor, das sind lang anhaltende, niederfrequente Erdbeben, die typischerweise während Vulkanausbrüchen auftreten. Dabei wurden tägliche mehrere Dutzend Explosionen am Popocatepetl registriert, die jeweils von kurzen, hochfrequenten Erdstößen begleitet waren.

Die Explosionen transportieren Gas und Asche in die Atmosphäre. Teile der Asche sind noch 70 km entfernt in einem Vorort von Mexiko Stadt niedergegangen.

Weitere Bilder der derzeitigen Popocatepetl-Ausbrüche sind auf der NASA Earth Observatory Website zu finden.

Dabei soll vor allem genauer gemessen werden, wie Stickoxide in die obere Atmosphäre transportiert werden. Stickoxide entstehen einerseits am Boden, andererseits aber auch bei Blitzschlägen und spielen eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Ozon. Das folgende Bild zeigt schematisch die beteiligten Flugzeuge und Geräte (Quelle: NCAR).

Die “Golfstream-V” des NCAR wird dabei die chemische Zusammensetzung, die Strahlungsbedingungen sowie die Verteilung von Wolkentröpfchen- und -eiskristallen im und nahe des Amboss-Bereichs einer Gewitterwolke messen. Die “Falcon 20” des DLR unterstützt die Golfstream-V mit Messungen von Spurengasen. Beide Flugzeugen sollen auch die Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Luft im Abwindbereich untersuchen.

Die “DC-8” der NASA wird im Einströmbereich nahe der Wolkenuntergrenze fliegen und dort die Zusammensetzung der Luft bestimmen. Desweiteren kommen Wetterradargeräte zum Einsatz, um die Verteilung von Niederschlag, Windgeschwindigkeit und -richtung dreidimensional zu erfassen. Ein Blitzortungsnetzwerk liefert zudem wichtige Daten, um den Einfluss von Blitzen auf die chemischen Veränderungen der Luft abschätzen zu können. Außerdem werden Radiosonden eingesetzt, um Vertikalprofile atmosphärischer Parameter zu erfassen.

Die Messungen werden in drei Regionen durchgeführt: im Nordosten Colorados, von West-Texas bis Oklahoma sowie im Norden Alabamas. Damit wollen die Forscher verschiedene Arten von Gewittern sowie verschiedene Grenzschichtbedingungen erfassen. Das DC3-Experiment kann man auch live auf Twitter verfolgen unter dem Account @dc3_operations.

„Seit etwa 30 Jahren wird der Wassermangel durch die inzwischen spürbaren Auswirkungen des Klimawandels verstärkt“, schreiben Forscher des Berliner Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) in der Publikation. Die Folgen: sinkende Seewasserstände, verminderte Grundwasserneubildung und eine Verschiebung der Niederschläge vom Sommer in den Winter.

Diese Aussage ist erstaunlich, zeigen doch aktuelle Messwerte des Deutschen Wetterdienstes, die auch frei im Internet verfügbar sind, ein ganz anderes Bild.

Die folgenden Abbildungen zeigen die Niederschlagssummen in den beiden Jahreszeiten Winter und Sommer für die Jahre 1952 bis 2011 in Angermünde (im Nordosten Brandenburgs) und in Berlin/Tempelhof.

Zunächst die Niederschlagsmengen im Winter (Summe Dezember bis Februar):

Und hier die Niederschlagsmengen im Sommer (Summe Juni bis August):

Die dunkelblaue Linie ist jeweils der lineare Trend für den Zeitraum 1952 bis 2011, die hellblaue Kurve sind die Jahresmittel der zurückliegenden 15 Jahre.

Schaut man sich die unteren beiden Abbildungen zum Sommer an, erkennt man, dass zwar seit 1952 in Berlin die Niederschlagsmenge im Sommer im Mittel um etwa 17 Liter pro Quadratmeter (etwa 8 Prozent) abgenommen hat, im Nordosten Brandenburgs ist sie jedoch praktisch konstant geblieben! Schon gar nicht ist zu erkennen, dass sich in den letzten 30 Jahren etwas wesentliches an den Niederschlagsmengen im Sommer geändert hat.

Ein Blick auf die ersten beiden Abbildungen zeigt widersprüchliche Informationen für den Winter. Seit 1952 hat in Berlin die Niederschlagsmenge um etwa 17 Liter pro Quadratmeter zugenommen, im Nordosten Brandenburgs aber um 12 Liter pro Quadratmeter abgenommen. Die Aussage, dass sich die Niederschläge vom Sommer in den Winter verschieben, kann man also nicht pauschal für den Norden Brandenburgs treffen.

Halbleiter und dünne Oberflächen
Grundsätzlich besteht eine Anlage aus Halbleitern. Diese erzeugen die zugeführte Energie – in diesem Fall eine elektromagnetische Strahlung – freie Ladungsträger. Danach folgt die Umwandlung in ein elektrisches Feld, wodurch schließlich die Nutzbarkeit hergestellt wird. Das Problem dabei ist, dass die Sonneneinstrahlung mit steigender Materialdicke abnimmt. Daher muss die Anlage so konstruiert sein, dass die Oberflächenschicht möglichst dünn ist. Zugleich muss auch die dicke Schicht, die direkt an die Oberflächenschicht anschließt, mit geeigneten Eigenschaften ausgestattet sein.

Ein Problem dabei ist, dass viel Licht nicht in Strom umgewandelt wird, sondern in Hitze unbrauchbar wird. Das bedeutet, dass sich die Energie des einfallenden Lichtes verringert, sodass nur ein geringer Teil genutzt wird. Um möglichst viel Licht festzuhalten, müssen Materialien verwendet werden, die dann möglichst wenig Licht zurückstrahlen. Dies wird durch das verwendete Silizium erreicht. Allerdings ist zu bemerken, dass es inzwischen auch möglich ist, die Oberfläche anzurauen. Damit wird ebenfalls erreicht, dass die Energie nicht abgestrahlt wird. Der Wirkungsgrad erhöht sich durch diese beiden Maßnahmen.

Von Speichern und Verkaufen
Durch die Funktionsweise der Photovoltaikanlage wird nun die Energie erzeugt. Das Problem ist, dass sie nicht immer direkt abgegeben werden kann, da nicht genügend Verbraucher zur Verfügung stehen. Daher muss der produzierte Strom zwischengespeichert werden. Häufig muss dies durch einen Akku gewährleistet werden, der dann den Strom bis zur Nutzung speichert. Die Anlage lässt sich allerdings nicht abschalten. Ist der Akku geladen, dann muss die noch immer produzierte Strommenge abgeführt werden. Hier wird häufig der Weg in das normale Stromnetz gewählt. Der Strom steht dann anderen Personen zur Verfügung. Hierfür wird dem Betreiber der Anlage häufig ein Einkaufspreis gezahlt, der die eigenen Stromkosten minimiert.

Werfen wir dazu zunächst einen Blick auf die aktuellen Ensemble-Vorhersagen für Berlin bis Mitte Mai (Quelle: Wetter24.de):

Hier fällt zunächst der Temperatursturz ins Auge, doch ab dem 7.  Mai steigen die Chancen für eine Erwärmung wieder an. Doch wie man anhand der Streuung der Kurve sieht, steigen ebenso die Unsicherheiten für die Prognose deutlich an, so sind beispielsweise für den 12. Mai Höchstwerte zwischen etwa 14 und 26°C möglich.

Wie sieht die weitere Entwicklung aus? Das US-amerikanische CFS-Modell zeigt folgende Aussichten für die Monate Mai, Juni und Juli 2012:

Besonders im Juni (mittlere Grafik) sind im Raum Deutschland positive Abweichungen von den Mittelwerten (hier auf den Zeitraum 1999-2010 bezogen) wahrscheinlich, aber auch im Mai und im Juli sieht es derzeit nicht so aus, als ob eher kühlere Witterung herrschen würde.

Die folgende Abbildung zeigt für Berlin alle Jahre, die ähnlich wie in diesem Jahr einen sehr milden März und einen leicht zu warmen April aufwiesen und was danach in den Folgemonaten passierte.

Interessant ist hier, dass in 7 von 10 Fällen ein warmer Mai folgte. Im Juni ist dagegen eine relative Gleichverteilung festzustellen, wobei die positiven Abweichungen im Mittel betragsmäßig höher ausfielen als die negativen. Im Juli überwiegen dann leicht die negativen Abweichungen.

Fazit: Die Chancen für warme Witterung steigen am Mitte Mai wieder deutlich an, auch für den Juni stehen die Chance nicht schlecht, das längere Zeit übernormale Temperaturen herrschen. Für Juli sind derzeit kaum Aussagen zu treffen.

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Dabei wurden die jeweiligen klimatologischen Verhältnisse einer Region durch die Berechnung einheitlicher jährlicher Pollenindizes berücksichtigt. Die Forscher fanden, dass in den letzten 10 Jahren in städtischen Gebieten die Pollenkonzentration im Durchschnitt um etwa drei Prozent pro Jahr angestiegen ist, in ländlichen Gegenden dagegen nur um ein Prozent pro Jahr.

Als wahrscheinliche Ursache wird dabei die Zunahme des Kohlendioxidgehaltes der Atmosphäre angeführt. Das Pflanzenwachstum wird dadurch beschleunigt und damit auch die Pollenproduktion (links im Bild: Beifuß-Pflanze mit Blütenstand). Höhere Temperaturen und zugewanderte Pflanzenarten, wie zum Beispiel die Ambrosia, sorgen außerdem für eine längere Pollenflugsaison.

Die besonders starke Zunahme in städtischen Gebieten führen die Forscher auf den Effekt der Städtischen Wärmeinsel zurück. In einer Großstadt kann es mehrere Grad wärmer sein als im Umland, so dass hier die Pflanzen schneller wachsen. Allerdings gab es diesen Effekt auch vor 20 Jahren schon.

Die Visualisierung entstand im Rahmen eines gemeinsamen Projektes der NASA mit dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) namens “Estimating the Circulation and Climate of the Ocean, Phase II” (ECCO2). Dieses Projekt dient vor allem der Erforschung der Wärme- und Kohlenstoffströme im Klimasystem der Erde.

Dabei wurde das Ozeanzirkulationsmodell “MITgcm” mit Satelliten- und Bojendaten gefüttert. Der NASA-Großrechner Pleiades, einer der schnellsten Rechnersysteme der Welt, berechnete dann daraus die hoch aufgelösten Strömungsmuster, die zum Beispiel deutlich zeigen, dass der Golfstrom sich im Nordatlantik eine jede Menge kleinere Wirbelstraßen aufspaltet.

Diese Animation, die es in einer Drei- und einer Zwanzig-Minuten-Version gibt, wurde übrigens auch als Beitrag auf das Computeranimations-Festival SIGGRAPH 2011 eingereicht, aber von der Jury nicht ausgewählt.

Die Regenmenge auf Sizilien im April ist mit etwa 50 Litern pro Quadratmeter durchaus mit den Werten in Deutschland vergleichbar, allerdings mit nur 6 Regentagen. Wenn es regnet, dann also kräftig. Überwiegend trocken ist es dagegen von Mai bis August. Dabei ist der April aber ein durchaus interessanter Reisemonat.

Insbesondere der Ätna zieht Touristen magisch an. Weniger bekannt ist vielleicht, dass es hier auch Skigebiete gibt, in denen bis in den April hinein Schnee liegt, sogar Warnschilder vor Glatteis fehlen hier nicht an den höher gelegenen Straßen. Sicherer ist da vielleicht, die Seilbahn zu benutzen, die den Besucher bis in 2.500 Meter Höhe bringt. Am Fuße des Ätna liegt Taormina, einer der beliebtesten Ferienorte Siziliens. Auch hier gibt es eine Seilbahn vom Strand bis in 200 Meter Höhe zum Ortskern.

Weitere Highlights in Sizilien sind die 242 Stufen von Ragusa, die Kirche Maria delle Scala, die Altstadt Siracusas auf der Halbinsel Ortigia und die Hauptstadt des sizilianischen Barocks, das Unesco-Welterbe Noto, nicht zu vergessen die verschiedenen archäologischen Ausgrabungsstätten. Passende Ferienhäuser und Ferienwohnungen für ganz Sizilien und Italien findet man auf Casamundo Ferienunterkünfte.

Die Wissenschaftler untersuchten die Daten von 80, auf der ganzen Welt verteilten sogenannten “Klimaproxies“, also aus Eisbohrkernen, Ozeansedimenten und Pollen abgeleiteten Temperaturdaten, die Schlüsse auf das Klima bis etwa 25.000 Jahre in die Vergangenheit zulassen. Aus diesen Daten wurde eine globale Mitteltemperatur berechnet und diese dann in Zusammenhang mit dem Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre gesetzt. Das Ergebnis dieser Studie beschreibt im Wesentlichen die folgende Abbildung:

Die grüne Kurve zeigt die aus den Proxydaten abgeleitete globale Mitteltemperatur für die letzten 22.000 Jahre, die rote Kurve die Temperatur in der Antarktis. Die blauen Punkte zeigen den Verlauf des Kohlendioxidgehaltes in der Atmosphäre. Anhand dieser Abbildung lässt sich der Schluss ableiten, dass zunächst der Kohlendioxidgehalt gestiegen ist und mehrere hundert Jahre später die globale Temperatur.

Die Forscher veröffentlichten neben ihren Ergebnissen auch die Rohdaten der Klimaproxies, die sie für ihre Studie nutzten. Diese Daten sind als Excel-Datei kostenlos im Internet downloadbar und wurden inzwischen auf dem Klimablog “WattsUpWithThat” ausführlich begutachtet. Interessant ist dabei insbesondere die folgende Abbildung von Willis Eschenbach:

Neben den 80 Proxydaten (grüne Punkte) und den Daten zum Kohlendioxidgehalt aus der Studie (schwarze Kreise) sind hier außerdem noch Kohlendioxiddaten aus anderen Quellen eingezeichnet (farbige Kreise).

Die Kritikpunkte an dieser Studie sind im Wesentlichen drei: Die Proxydaten zeigen eine extrem hohe Streuung, nach Meinung vieler Kritiker eine zu hohe Streuung, um eine für die Studie hinreichend genaue Aussage über die globale Mitteltemperatur machen zu können.

Die in der Studie verwendeten Kohlendioxiddaten stammen allein aus einem Eisbohrkern aus der Antarktis und sind nicht repräsentativ für die gesamte Erde, wie die obige Abbildung zeigt (farbige Kreise). Es gibt zahlreiche Datenquellen, die einen viel späteren Anstieg des Kohlendioxidgehaltes zeigen, warum diese nicht verwendet wurden, erschließt sich nicht.

Ebenso verwundert es, dass die Kohlendioxiddaten in der Studie bei 5.000 Jahren vor der Gegenwart zu Ende sind (schwarze Kreise). Führt man die Daten aus anderen Quellen fort, ergibt sich eine erstaunliche Entwicklung: Der Kohlendioxidgehalt steigt 5.000 Jahre lang bis in die Gegenwart an, aber die Temperaturdaten zeigen offensichtlich keine Tendenz. Die Beziehung zwischen Kohlendioxidgehalt und Temperatur ist offenbar nicht so einfach, wie man aus dieser Studie vielleicht schließen könnte.

Bisher gibt es nur grobe Schätzungen über diese Menge an Staub: sie reichen von 5 bis 300 Tonnen pro Tag. (Links im Bild ist das sogenannte Zodiakallicht zu sehen, es entsteht durch Streuung des Sonnenlichts an kosmischem Staub.) Die Hauptquelle der Staubpartikel sind Kollisionen zwischen Asteroiden und Material, das auf der Oberfläche von Kometen verdampft, wenn diese sich der Sonne nähern. Treten diese Staubpartikel in die Erdatmosphäre ein, haben sie Geschwindigkeiten von 38.000 bis 248.000 km/h, abhängig davon, in welchem Orbit sie sich um die Sonne bewegen.

Beim Zusammenstoß mit den Luftmolekülen erhitzen sich diese Partikel sehr schnell bis zu Temperaturen von 1.600°C und verdampfen schließlich. Sind die Partikel größer als 2 mm, ensteht eine glühende Spur am Himmel, eine Sternschnuppe. Die meisten Partikel sind jedoch viel kleiner und nur mit Hilfe spezieller Meteor-Radargeräte detektierbar.

Die in dem kosmischen Staub enthaltenen seltenen Elemente wie Iridium und Osmium gelangen auch bis zur Erdoberfläche. Man kann diese Elemente in Eisbohrkernen und Tiefsee-Sedimenten nachweisen und hat daraus abgeleitet, dass etwa 100 bis 300 Tonnen Staub aus dem All in die Atmosphäre gelangen müssten. Doch diese Zahl stimmt nicht mit den Daten überein, die aus Meteor-Radar- und Lasermessungen abgeleitet wurden. Hier kommen die Forscher nur auf 5 Tonnen pro Tag.

Der kosmische Staub spielt eine wichtige Rolle im Klimasystem. Er stellt die Kondensationskeime zur Bildung der Leuchtenden Nachtwolken dar. Diese aus Eiskristallen bestehenden Wolken entwickeln sich im Sommer in den Polarregionen in einer Höhe von 81 bis 85 km Höhe. Die Metalle aus dem kosmischen Staub können außerdem die Ozonschicht in der Stratosphäre beeinflussen. Das enthaltene Eisen andererseits könnte zudem als Dünger für die Ozeane funktionieren, indem es das Wachstum des Phytoplanktons anregt.