Mehrdekadische Aerosolvariationen von 1980 bis 2009: Eine Perspektive aus Beobachtungen und einem globalen Modell

Zusammenfassung. Aerosolvariationen und -trends über verschiedene Land- und Ozeanregionen von 1980 bis 2009 werden mit dem Goddard Chemistry Aerosol Radiation and Transport (GOCART) Modell und Beobachtungen von mehreren Satellitensensoren und verfügbaren bodengestützten Netzwerken analysiert. Zeiträume mit großem vulkanischem Einfluss werden ausgeschlossen. Die aerosoloptische Tiefe (AOD) und die Oberflächenkonzentration über verschmutzten Landregionen variieren im Allgemeinen mit anthropogenen Emissionen, jedoch kann die Größenordnung dieser Assoziation durch die Präsenz natürlicher Aerosole, insbesondere Staub, abgeschwächt werden. Über den 30-jährigen Zeitraum in dieser Studie tritt der größte Rückgang der Aerosolniveaus in Europa auf, wo die AOD im Durchschnitt um 40–60% gesenkt wurde und die Oberflächen-Sulfatkonzentrationen um den Faktor 3–4 zurückgegangen sind. Im Gegensatz dazu zeigen Ostasien und Südasien AOD-Zunahmen, aber das relativ hohe Niveau an Staubaerosolen in Asien vermindert die Korrelation zwischen AOD und Trends der Schadstoffemissionen. In den wichtigsten Staubquellenregionen zeigt die Modellanalyse, dass die Veränderung der Staubemissionen über der Sahara und dem Sahel überwiegend durch die Änderung der Näherungswindgeschwindigkeit gesteuert wurde, während sie über Zentralasien weitgehend durch die Veränderung der Oberflächenfeuchtigkeit beeinflusst wurde. Der rückläufige Staubtrend in der nordafrikanischen Staubabstromregion des tropischen Nordatlantiks und den Receptorstandorten von Barbados und Miami ist eng verbunden mit einem Anstieg der Meeresoberflächentemperatur im Nordatlantik. Dieser Temperaturanstieg könnte zu einer Verringerung der Windgeschwindigkeit über Nordafrika führen, was die Staubemission reduziert, und zur Zunahme der Niederschläge über dem tropischen Nordatlantik, was die Staubentfernung während des Transports erhöht. Trotz signifikanter Trends über einige größere kontinentale Quellenregionen zeigt der modellberechnete globale jährliche Durchschnitt der AOD in den vergangenen drei Jahrzehnten nur geringe Veränderungen über Land und Ozean, da gegensätzliche Trends in verschiedenen Landregionen sich im globalen Durchschnitt gegenseitig aufheben und Veränderungen über großen offenen Ozeanen vernachlässigbar sind. Dies hebt die Notwendigkeit einer regionalen Bewertung von Aerosolen und deren Klimaeinwirkungen hervor, da global gemittelte Werte wichtige regionale Veränderungen verschleiern können.