Mit MSI-Bildern, die am 3. August 2025 aufgenommen wurden, hebt das EarthCARE Data, Innovation and Science Cluster (DISC) die Leistung des Satelliten hervor, um zu untersuchen, was passiert, wenn Schiffsabgase auf Stratokumuluswolken treffen. Die erste Abbildung unten zeigt ein Echtfarbenbild (RGB) über dem Pazifik. Die Region zwischen 45°N und 50°N zeigt deutlich Schiffsspuren, die in niedere marine Stratokumuluswolken eingebettet sind. Diese Wolken sind von Verbrennungsaerosolen von Schiffen beinflusst.

Schiffe und Schwefel
Schiffe verbrennen schwefelhaltige Brennstoffe und setzen erhebliche Mengen Schwefeldioxid (SO₂) in die marine Grenzschicht der Atmosphäre frei. Dieses SO₂ wird schnell zu Sulfat-Aerosol oxidiert, das als effektive Wolkenkondensationskeime (CCN) dient. 
Die erhöhte Aerosollast durch Schiffsemissionen erhöht die Anzahl der Wolkentröpfchen in Wolken. Da sich diese Tröpfchen auf einer größeren Anzahl von Keimen bilden, nimmt ihr effektiver Radius ab. Dieser Mechanismus, der als Twomey-Effekt bezeichnet wird, tritt auf sehr kurzen Zeitskalen auf.
Die zweite Abbildung zeigt eine integrierte Teilmenge des MSI-RGB-Bildes zwischen 46–50°N (a) sowie die optische Dicke (COT) (b) und den effektiven Radius (REFF) (c) aus dem MSI M-COP Cloud-Produkt (MSI_COP_2A). Die Wolkentröpfchenzahlkonzentration (d) wird von COT und REFF abgeleitet - nach Gryspeerdt et al., 2019. Die Ergebnisse bestätigen eine Erhöhung der COT-(b)- und Wolkentröpfchenzahlkonzentration (d) gegenüber dem unbeeinflussten Hintergrund. Die Konzentration der Wolkentröpfchenzahl wird um ca. 30 cm-3 erhöht, während die Wolke REFF (c) um ca. 1-2 μm kleiner wird.

Die Kombination aus einer höheren Tröpfchenzahlkonzentration und kleineren Tröpfchengrößen erhöht die gesamte Querschnittsfläche von Wolkentröpfchen und erhöht die optische Tiefe der Wolke. Infolgedessen wird mehr Sonnenstrahlung in Weltraum zurück reflektiert, was zu einer Zunahme der Wolkenalbedo führt. Dieses Phänomen, das üblicherweise als marine Wolkenaufhellung bezeichnet wird, trägt zu einer Nettoabkühlung der Erdoberfläche bei.

EarthCARE fügt globale Perspektive von Wolken und Klima hinzu
Im Jahr 2020 führte die Internationale Seeschifffahrtsorganisation (IMO) neue Vorschriften ein, die den Schwefelgehalt von Schiffskraftstoffen um etwa 80% reduzierten. Infolgedessen gingen die Emissionen von Sulfataerosolen von Schiffen stark zurück, ebenso wie die sichtbaren Schiffsspuren.
Die daraus resultierende Verringerung der kühlenden Wirkung der aerosolmodifizierten Wolken scheint seit 2020 mit einer Beschleunigung der globalen Erwärmung verbunden zu sein.
Neben der Überwachung der Auswirkungen der Schiffsverschmutzung mit MSI werden weitere synergistische Messungen mit dem Cloud profiling Radar (CPR) und dem HRV Lidar auch ein besseres Verständnis der vertikalen Struktur dieser Wolken ermöglichen. "Es ist spannend zu sehen, wie gut der multispektrale Imager Wolken wie Schiffsspuren in einen Kontext stellt", sagt Anja Hünerbein vom Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS). "Solche detaillierten Informationen über verschiedene Wolkentypen und wie sie sich aufgrund von Umweltverschmutzung weltweit verändern, werden entscheidend sein, um den zukünftigen Klimawandel besser zu modellieren."

Diese Effekte weltweit zu messen, ist genau der Grund, warum EarthCARE im Weltraum arbeitet. Sein viertes Instrument, das Breitband-Radiometer (BBR), betrachtet die Erde aus drei verschiedenen Winkeln, um die Menge an Sonnenlicht und Wärmestrahlung zu messen, die die Atmosphäre verlässt. Zusammen mit den anderen Instrumenten von EarthCARE werden wir sehen, wie Wolken und Aerosole die Erwärmung und Abkühlung der Erde auf globaler Ebene beeinflussen.
Vielen Dank an EarthCARE DISC für ihren Beitrag zu diesem Artikel. 

Weitere Informationen zu allen EarthCARE-Produkten finden Sie auf der speziellen EarthCAREDatenseite auf Earth Online.

EarthCARE DISC

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