Gewitter sind in der warmen, sehr feuchten tropischen Atmosphäre des Amazonas-Regenwaldes häufig. Wenn Gewitter wachsen sind, produzieren sie Niederschlag, der auf den Boden fällt und die Umgebungsluft abkühlt. Die kühle, regnerische Luft des Gewitters hat eine höhere Dichte als die Umgebungsluft und sinkt zu Boden, wodurch ein Fallwind entsteht. Wenn die kühle Luft den Boden erreicht, breitet sie sich in alle Richtungen aus. Die Vorderkante der sich ausbreitenden kühlen Luft ist eine Linie von böigen Winden, die als Böenfront bezeichnet wird.
Luciane Reis und ihre Kollegen haben nun eine neue Studie am ATTO-Standort durchgeführt, die zeigt, dass Böenfronten auch große Sprünge in der Kohlendioxidkonzentration verursachen können. Doch was sind die Quellen dieser kohlendioxidreichen Luft?
Die Wissenschaftler analysierten hochfrequente Messungen einer seltenen Böenfront aus südwestlicher Richtung, die ATTO im Dezember 2021 passierte. Sie wollten die Entwicklung der unteren atmosphärischen Strömung während des Durchzugs der Böenfront bewerten. Die Daten zeigen, dass die Böenfront erwartungsgemäß einen starken Temperatur- und Feuchtigkeitsabfall über und innerhalb des Waldes verursachte. Noch bemerkenswerter ist jedoch, dass die Daten auch zeigen, dass die Böenfront für den Transport großer Kohlendioxidkonzentrationen in Richtung des Beobachtungsortes verantwortlich war. Das Team identifizierte zwei mögliche Quellen für die kohlendioxidreiche Luft:
- Vertikaler Transport aus höheren Schichten ( die oben erwähnten Fallwinde): Die Kohlendioxidkonzentration in den höheren Schichten der atmosphärischen Grenzschicht ist größer als in der unteren Atmosphäre. Diese Fallstudie deutet darauf hin, dass der Sturm das Kohlendioxid der oberen Schicht teilweise mit der kalten Luft des Gewitters vermischen und mit der Böenfront transportieren kann.
- Verbrennung von Biomasse in Windrichtung vor dem ATTO-Standort: Satellitenbilder am Tag der Böenfront und am Vortag zeigen Hinweise auf Waldbrände in Windrichtung vor ATTO, wo die Böenfront durchzog. Darüber hinaus zeigen Aerosoldaten, dass die Menge an großen Aerosolen in der Atmosphäre während der Böenfront zunimmt. Dies kann auf Partikel hindeuten, die von den Bränden stammen. Böenfronten können also Kohlendioxid über Hunderte von Kilometern im Amazonasbecken umverteilen. Dieser Prozess kann während der Trockenzeit besonders ausgeprägt sein, wenn Waldbrände häufig auftreten.
Diese Fallstudie ist besonders wichtig, da die numerische Vorhersage tiefer Konvektion im Amazonasgebiet eine Herausforderung darstellt. Wenn die beiden oben erwähnten potenziellen Quellen der kohlenstoffdioxidreichen Luft Merkmale von Böenfronten sind, sind neue Studien erforderlich, um besser zu verstehen, wie Böenfronten (oder allgemein Gewitter) mit Regionen mit Waldbränden interagieren können und durch welche Prozesse die Tiefenkonvektion Kohlendioxid im Amazonasgebiet umverteilen kann.
Reis et al. veröffentlichten die Studie “Tall tower observations of a northward surging gust front in central Amazon and its role in the mesoscale transport of carbon dioxide” Open Access in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Meteorological Applications.
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