Dienstag, 20. März 2007

Astronomie Sonnensystem Klima

Treibhauseffekt durch Wolken auf dem Mars

Auf dem Mars sind die Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht wegen der sehr dünnen Atmosphäre mit bis zu 100°C sehr extrem. Temperaturmessungen der amerikanischen Marssonde Mars Global Surveyor ergaben nun aber in einigen Regionen in der Nacht überraschend hohe Temperaturwerte, die um 20°C höher lagen, als das normalerweise auf dem Mars der Fall ist.


links: Unser Sonnensystem mit den inneren Planeten Merkur,Venus, Erde und Mars
(rechts), den äußeren PlanetenJupiter, Saturn, Uranus, Neptun und Pluto (links oben)
und dem Asteroidengürtel dazwischen (Wikipedia);
Rechts: Mars Global Surveyor umkreist seit 10 Jahren den Mars (NASA)

Ähnliche Temperaturunterschiede in der Nacht kennen wir auch auf der Erde. Eine Nacht mit wolkenverhangenem Himmel ist bei weitem nicht so kalt wie eine sternenklare Nacht. Die Nachtwolken nehmen bedeutende Anteile der Wärmestrahlung vom Erdboden in sich auf (Absorption) und senden sie wieder aus (Emission), den einen Teil in den Weltraum, den anderen Teil - und das ist entscheidend- aber wieder zurück. Dadurch verzögert sich die Auskühlung des Erdbodens gegenüber einer wolkenlosen Nacht, wo die Wärmestrahlung nahezu ungehindert in den Weltraum gelangt.
Genauso ist es auch auf dem Mars. Der Mars Global Surveyer entdeckte über den in der Nacht wärmeren Regionen tiefhängende Nachtwolken, die fünfmal so dick waren, wie die schon seit längerem bekannten Wolken am Tage. Die Nachtwolken wurden mit Hilfe eines Laser-Höhenmeßgerätes gefunden. Dieses sendet in Richtung der Planetenoberfläche Laserlicht-Impulse aus. Die Impulse werden abhängig davon wo sie ankommen entweder absorbiert, reflektiert oder gestreut. So kann zwischen Felsen auf der Oberfläche oder Wolken in der Atmosphäre unterschieden werden. Tag- und Nachtwolken auf dem Mars sind wegen der niedrigen Temperaturen in der Atmosphäre fast immer Eiswolken. Sie ähneln irdischen Cirruswolken, sind aber dicker und sind in sehr verschiedenen Höhen anzutreffen. Trotz des nur geringen Wasseranteils in der Marsatmosphäre können sich Wolken bilden, da die sehr kalte Marsluft nur wenig Wasserdampf aufnehmen kann. In der kälteren Marsnacht bilden sich dann mehr Wolken als am Tage, wo die Luft durch den sonnenbeschienenen Marsboden etwas erwärmt wird.


links: Wolkenschleier über dem Mars (UV-Aufnahme von Rosetta, ESA) und rechts: Cirruswolken am Marshimmel (Opportunity, NASA)

Die Tagwolken sind leicht zu finden, denn sie erscheinen heller als die Marsoberfläche, da sie das Sonnenlicht reflektieren. Dadurch wirken sie etwas kühlend, da weniger Sonnenlicht zum Marsboden durchkommt. Auch auf Infrarotaufnahmen sind sie deutlich zu sehen, denn sie sind deutlich kälter als der Sonne erwärmte Marsboden. In der Nacht sieht das aber ganz anders aus. Es gibt kein Sonnenlicht das die Nachtwolken reflektieren könnten und auch ein Temperaturunterschied zwischen Marsoberfläche und Marsatmosphäre ist kaum mehr feststellbar. Deshalb sind die Nachtwolken auf dem Mars so schwer zu entdecken und erst dem Mars Global Surveyor gelang dieses Kunststück.
Jens Christian Heuer
Quelle: Homepage John Wilson http://www.gfdl.noaa.gov/~rjw/

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