Gefrierkeime in den Wolken

Ein Messflug über dem Amazonas nahe einer sich auflösenden Gewitterwolke. Hier wurde
untersucht, wie sich Wolken in sauberer Urwaldluft von denen in verschmutzten Gebieten
unterscheiden. Die Wolken in den belasteten Luftregionen sind dichter „gepackt“, bilden aber
weniger schnell Niederschlag (Foto: DLR/HALO).

Rund 90 Prozent der Niederschläge über den Kontinenten hängen davon ab, dass sich in Wolken
Eiskristalle bilden, die durch ihr zunehmendes Gewicht nach unten fallen. Aber das Wasser in den
Wolken gefriert nur dann, wenn bestimmte Partikel vorhanden sind, an denen Eiskristalle wachsen
können. Von allen Aerosolpartikeln (Schwebeteilchen in der Atmosphäre) sind jedoch nur wenige
als Gefrierkeime geeignet. Was diese speziellen Aerosolpartikel auszeichnet, welche Partikel
weltweit aktiv sind und bei welchen Temperaturen die Stoffe als Gefrierkern wirksam werden, ist
immer noch Gegenstand von Untersuchungen. Mehrere Forschergruppen sind mit Flugzeugen in
vereiste Wolken geflogen, um die Eiskristalle zu sammeln. Nach dem Auftauen bestimmten sie das
Material der Eiskeime. Die wichtigsten Keime weltweit sind Staubkörner aus der Wüste, vor allem
aus der Sahara. Aber auch Salzkristalle aus dem Meer, Blütenpollen, Pilzsporen, Bakterien,
Rußteilchen von Waldbränden und Smogpartikel regen das Wasser in Wolken zum Gefrieren an.
Typischerweise gefrieren die Wolkentröpfchen erst bei Temperaturen von unter -20 °C.
Gelegentlich entsteht aus nicht eindeutig geklärten Gründen aber auch schon bei höheren
Temperaturen Eis in den Wolken. Reiner Mineralstaub aus der Wüste kann dieses Gefrieren nicht
auslösen. Ein Kandidat sind Bakterien der Gattung Pseudomonas, die in die Luft gewirbelt werden.
Als mögliche Ursache kommen auch metallhaltige Partikel aus anthropogenen Quellen in Frage.