Gewitter können die täglichen Wetterbedingungen drastisch stören und plötzliche Veränderungen von Temperatur, Wind und Luftfeuchtigkeit verursachen. Diese Störungen beginnen mit einsetzendem Regen. Wenn Regentropfen unterhalb der Wolkenbasis fallen, verdunstet ein Teil des Regens. Dadurch kühlt sich die umgebende Luft ab und wird dichter als die umgebende Luft. Diese dichtere Luft sinkt in Richtung Boden ab und bildet einen Abwind, der sich bei Erreichen der Oberfläche in alle Richtungen ausbreitet. Infolgedessen können Gewitter warme, ruhige Bedingungen an der Oberfläche abrupt durch kühle, böige Winde ersetzen, die innerhalb der Wolke entstehen. Dieser Prozess ist äußerst turbulent und fördert einen intensiven Austausch von Energie, Aerosolen und wichtigen Gasen (wie Kohlendioxid) zwischen der Atmosphäre und der Oberfläche.
Maurício I. Oliveira und seine Kollegen haben kürzlich eine neue Studie durchgeführt, die die Auswirkungen von Gewittern auf die Entwicklung der meteorologischen Bedingungen am ATTO-Standort untersucht, basierend auf dem umfangreichen mikrometeorologischen Datensatz des ATTO-Projekts.
Die Wissenschaftler analysierten hochfrequente Messungen aus einem umfangreichen Datensatz von Stürmen, die zwischen August 2021 und Dezember 2023 den ATTO-Standort betrafen. Sie erstellten den Datensatz mithilfe eines Sturmerkennungsalgorithmus, der speziell darauf ausgelegt war, den mikrometeorologischen Datensatz des ATTO-Standorts zu nutzen. Ein derart umfangreicher Datensatz mit 410 Sturmfällen war für die Wissenschaftler wichtig, um die Statistik des Sturmvorkommens am ATTO-Standort sowie die durchschnittlichen Merkmale der dadurch verursachten Turbulenzstörungen zu ermitteln. Dies wäre anhand einzelner Fallstudien nicht möglich gewesen.
Das Team erzielte auf der Grundlage dieses neuen Sturmdatensatzes bemerkenswerte Ergebnisse. Zu den wichtigsten Erkenntnissen zählen:
- Stürme treffen den ATTO-Standort mit hoher Häufigkeit; im Durchschnitt trifft jeden zweiten Tag. Am häufigsten treten sie von April bis September auf, am seltensten von Dezember bis März.
- Die meisten Stürme finden zwischen dem Nachmittag und dem frühen Abend statt.
- Der dichte Amazonas-Regenwald dämpft die Auswirkungen von Gewittern wirksam. Mit anderen Worten: Die Luftströmung unterhalb des Baumkronendachs wird nur durch die stärksten Gewitter gestört.
- Oberhalb des Baumkronendachs verhält sich die ungehinderte Gewitterströmung im Einklang mit klassischen konzeptionellen Modellen von Gewitterströmungen.
- Die durch Gewitter verursachten turbulenten Störungen weisen klar definierte Entwicklungsmuster auf, wie eine umfassende (zusammengesetzte) Analyse aller Fälle zeigt. Dies legt nahe, dass die durch Gewitter verstärkten Austauschprozesse zwischen Wald und Atmosphäre effektiv modelliert werden können, um umfassendere Darstellungen der Wechselwirkungen zwischen Oberfläche und Atmosphäre zu liefern, die für Wetter- und Klimaprognosen erforderlich sind.
Eine umfassende Analyse einer großen Stichprobe von Gewittern, wie sie in dieser Studie vorgelegt wird, ist von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der Auswirkungen von Gewittern im Amazonasgebiet. Obwohl in dieser Studie mehrere Aspekte der Wechselwirkung zwischen Gewittern und dem Amazonas-Regenwald aufgeklärt wurden, müssen noch zahlreiche weitere untersucht werden. So untersucht das Team derzeit unter anderem die meteorologischen Bedingungen, die zu den im Datensatz dokumentierten Gewittern führten, die Entstehungsmechanismen der durch Gewitter verursachten Turbulenzen sowie deren Auswirkungen auf den Austausch von Treibhausgasen zwischen dem Wald und der Atmosphäre. Darüber hinaus erweitert das Team den Gewitterdatensatz.
Oliveira et al. veröffentlichten die Studie “Convective cold pools and attendant turbulence at the Amazon Tall Tower Observatory (ATTO)” in der Fachzeitschrift Atmospheric Research.
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