Salz und Zucker aus dem Meer können bis in die freie Troposphäre aufsteigen und damit sowohl die Wolkenbildung als auch das Klima in der Arktis beeinflussen. Das zeigen Ballon-Messungen, die ein Forschungsteam im Herbst 2021 und Frühjahr 2022 auf Spitzbergen durchgeführt hat. Mit einer zunehmend eisfreien Arktis könnten immer mehr dieser Wolkenzutaten aus dem Meerwasser in die Atmosphäre gelangen und das Strahlungsbudget beeinflussen. Die Ergebnisse tragen so zu einem besseren Verständnis der überdurchschnittlichen Erwärmung der Arktis bei, schreibt das Team im Fachjournal „Atmospheric Chemistry and Physics“.
An der Studie unter Leitung des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (TROPOS) waren auch die Universität Köln, das Alfred-Wegener-Institut, das Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie sowie die Universitäten Oldenburg und Bremen beteiligt.
Meeresgischt als Wolkenmacher
Die zentrale Arktis ist ein Ozean, der im Winter von Meereis bedeckt ist und im Sommer zunehmend offene Wasserflächen aufweist. Partikel aus Meeresgischt-Aerosol spielen dort eine Schlüsselrolle für die Wolkenbildung – und ihre Bedeutung wächst mit der Erwärmung und dem Rückgang des Meereises. Die Partikel gelangen durch brechende Wellen und platzende Luftblasen in die Luft. Sie bestehen aus Meersalz-Ionen sowie organischem Material, darunter marine Kohlenhydrate – meist komplexe, verzweigte Polysaccharide von Algen und Bakterien. Eine TROPOS-Studie von 2025 hatte bereits gezeigt, dass diese Zucker die Eiskeimbildungsaktivität der Partikel beeinflussen, was wiederum Wolkenbildung und Niederschlag prägt.
Messungen mit dem Fesselballon BELUGA
Der Fesselballon BELUGA während der Kampagne HALO-(AC)³ im März/April 2022 auf Spitzbergen in der Arktis (Quelle: Sebastian Zeppenfeld, TROPOS).
Bislang fehlten Messungen, die den Transport dieser marinen Zucker in höhere Luftschichten tatsächlich belegen. Die Forschenden schlossen diese Lücke: Bei Ny-Ålesund auf Spitzbergen nahmen sie mit dem Fesselballon BELUGA Luftproben in 300 bis 1000 Metern Höhe. Diese wurden im Labor mit Meerwasser- und Oberflächenfilmproben aus dem Kongsfjorden verglichen.
„Die Kombination der Aerosolmessungen am Boden und in verschiedenen Höhen mit den Wasserproben hat uns erstmals ermöglicht, den Transport mariner Zucker vom Ozean in die Atmosphäre direkt nachzuvollziehen“, erläutert Dr. Manuela van Pinxteren (TROPOS).
Eine dynamischere Atmosphäre als gedacht
Zusätzlich deuten Labor- und Feldbeobachtungen darauf hin, dass sich diese Zucker teils erst in der Atmosphäre bilden oder umwandeln – ausgelöst durch chemische und biologische Prozesse. Unter feuchten Bedingungen, besonders bei Niederschlagswolken, konnte das Team eine solche Zuckerbildung direkt in der Luft beobachten, möglicherweise im Zusammenhang mit dem Stoffwechsel von Mikroorganismen.
„Die Atmosphäre ist also viel lebendiger als wir lange dachten“, folgert Dr. Sebastian Zeppenfeld (TROPOS).
Da der Transport in wolkenbildungsrelevante Höhen die Wolkenmikrophysik beeinflusst und seine Bedeutung mit dem Rückgang des Meereises weiter zunimmt, plant das BELUGA-Team, 2028 im Rahmen der Polarstern-Expedition „Antarctica-Insync“ vergleichbare Messungen im Südpolarmeer durchzuführen.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Sebastian Zeppenfeld
wissenschaftlicher Mitarbeiter, Abteilung Chemie der Atmosphäre, Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS), Leipzig
Originalpublikation:
Zeppenfeld, S., Schaefer, J., Pilz, C., Ebell, K., Zeising, M., Stratmann, F., Siebert, H., Wehner, B., Wietz, M., Bracher, A., and van Pinxteren, M.: Marine carbohydrates and other sea spray aerosol constituents across altitudes in the lower troposphere of Ny-Ålesund, Svalbard, Atmos. Chem. Phys., 26, 7235–7260, DOI: 10.5194/acp-26-7235-2026, 2026. (Published 27 May 2026)
https://doi.org/10.5194/acp-26-7235-2026
