Boden- und Satellitenbeobachtungen in den USA zeigen, dass erhöhte Pollen-Konzentrationen im Frühling zu einem Anstieg des Eisanteils in Wolken führen und die Niederschlagshäufigkeit erhöhen – bereits bei Temperaturen zwischen minus 15 und minus 25 Grad. „Das bestätigt Laborergebnisse, die zeigen, dass Pollen als Kristallisationskeime die Gefriertemperatur von Wasser in Wolken beeinflussen und die Niederschlagsbildung fördern“, erklärt der Meteorologe Dr. Jan Kretzschmar, Erstautor der Studie. Ohne diese sogenannten ice nucleating particles (INP) gefriert Wasser in Wolken erst bei Temperaturen unter minus 38 Grad. „Im Exzellenzcluster-Vorhaben ‚Breathing Nature‘ haben wir uns deshalb gefragt, ob der Effekt auch außerhalb des Labors nachweisbar ist und wie Klimawandel und Biodiversitätsverlust ihn beeinflussen“, ergänzt Mitautor Prof. Dr. Johannes Quaas, Professor für Theoretische Meteorologie an der Universität und Sprecher des „Breathing Nature“-Konsortiums.
Regionale und saisonale Bedeutung
Auf globaler Ebene ist der Einfluss von Pollen auf die Eisbildung im Vergleich etwa zu Staub zwar eher gering, aber auf regionaler und saisonaler Ebene von Bedeutung. Insbesondere im Frühling werden große Mengen Pollen freigesetzt, die in die Atmosphäre aufsteigen und in kalte Luftschichten gelangen. Kretzschmar erläutert: „Pollen verweilen wegen ihrer Größe nur kurz in der Atmosphäre. Unsere Studie hebt die Bedeutung von Pollenbruchstücken hervor, die entstehen, wenn Pollen in feuchter Umgebung aufplatzen. Diese kleineren Partikel bleiben länger in der Luft und können in ausreichender Menge in kalte atmosphärische Schichten gelangen, wo sie die Eisbildung auslösen.“
Klimawandel verstärkt den Pollen-Effekt – Biodiversität als entscheidender Faktor
Der vom Menschen verursachte Klimawandel verschiebt den Beginn der Pollensaison, verlängert diese und erhöht die Pollenkonzentrationen in der Luft. Diese Trends werden sich voraussichtlich bis zum Ende des Jahrhunderts verstärken, was zu häufigeren und intensiveren lokalen Niederschlägen führen könnte.
Ein weiterer Aspekt der Studie ist die Bedeutung der biologischen Vielfalt. Mehrere Pflanzenarten stoßen zur gleichen Zeit im Frühling große Mengen Pollen aus, was die Wolkenbildung und die Menge an Eispartikeln in der Atmosphäre beeinflusst. Diese Wechselwirkungen verlangen nach weiterer Forschung, um die Rolle von Pollen in der Klimaentwicklung besser zu verstehen und in zukünftige Klimamodelle zu integrieren. „Wenn wir den Effekt von Pollen und dessen Wechselwirkungen mit dem Klima korrekt simulieren, werden wir auch genauere Vorhersagen treffen können“, so Kretzschmar.
Originaltitel des Papers bei IOPscience:
From trees to rain: enhancement of cloud glaciation and precipitation by pollen DOI 10.1088/1748-9326/ad747a
An der Studie waren das Institut für Meteorologie der Universität Leipzig, das Leibniz-Institut für Troposphärenforschung, das Deutsche Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig und das Max-Planck-Institut für Biogeochemie beteiligt.