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Unterschätzte Klimatreiber: Aerosole

April 11th, 2009

Bild A zeigt Rußpartikel (Pfeile), die sich an Sulfatblasen geheftet haben. Bild B zeigt den Ruß im Detail, Bild C Flugasche, ein Produkt der Kohleverbrennung (Peter Buseck, Arizona State University)

Bild A zeigt Rußpartikel (Pfeile), die sich an Sulfatblasen geheftet haben. Bild B zeigt den Ruß im Detail, Bild C Flugasche, ein Produkt der Kohleverbrennung (Peter Buseck, Arizona State University)

Aerosole sind feinste feste und flüssige Partikel, die aus menschengemachten und natürlichen Quellen in die Atmosphäre gelangen. Dort haben sie auf den ersten Blick einen kühlenden Einfluss auf das Klima. Denn sie verhindern, dass Sonnenlicht direkt auf den Boden fällt und ihn erwärmt. Die Aerosole reflektieren einen Teil der Strahlung und werfen ihn direkt zurück ins All, die Albedo der Atmosphäre steigt.

Zu den Aerosolen gehören vulkanische Asche, aufgewirbeltes Meersalz, Pollen oder Pilzsporen. Ein Großteil der heute in der Atmosphäre befindlichen Teilchen sind jedoch anthropogen. Der Mensch gibt vor allem Sulfate und Rußpartikel in die Atmosphäre ab.

Drew Shindell vom NASA Goddard Institute for Space Studies in New York untersuchte in einer Studie die Rolle anthropogener Sulfat- und Ruß-Aerosole mit Hilfe eines Computermodells. Das System Atmosphäre-Ozeane wurde analysiert, um die Einflüsse von steigenden CO2– und Aerosolemissionen, sowie den Abbau der Ozonschicht, auf sensible Klimazonen in den letzten drei Jahrzehnten zu untersuchen.

Seit der beginnenden Erwärmung der Arktis im Jahr 1976 wurden in Europa und Nordamerika – den industrialisierten Anrainern der Arktisregion – Gesetze zur Verringerung der Sulfatkonzentration aus Fabriken und Kraftwerken erlassen. Sulfat entsteht überwiegend bei der ungefilterten Verbrennung von Kohle und Öl. Die Emissionen sanken um 50 Prozent. Dieser Trend wurde jedoch durch die Industrialisierung Asiens ausgeglichen. Zeitgleich nahm die Luftkonzentration von Rußpartikeln weltweit zu. Diese entstehen beispielsweise bei der Verbrennung von Diesel. Die dunklen Partikeln absorbieren im Unterschied zu Sulfaten das Sonnenlicht und tragen zur Erwärmung der Atmosphäre bei.

Aerosole erwärmen (noch) am stärksten

Die asymmetrische Temperaturkurve der Arktis deutet auf die Rolle von Aerosolen in der nördlichen Hemisphäre hin. (Drew Shindell, Goddard Institute for Space Studies)

Die asymmetrische Temperaturkurve der Arktis deutet auf die Rolle von Aerosolen in der nördlichen Hemisphäre hin. (Drew Shindell, Goddard Institute for Space Studies)

In ihrem Modell berücksichtigte das Team um Drew Shindell die wichtigsten Einflussfaktoren auf das Klima, darunter Schwankungen der Sonnenaktivität, Vulkanausbrüche und die sich verändernden Treibhausgaskonzentrationen. Ihre Ergebnisse wurden mit realen Messdaten abgeglichen. Ihr Ergebnis: Aerosole hatten bisher den größten Einfluss auf die Klimaerwärmung.

Das Resultat klingt plausibel: Die Regionen mit den stärksten Reaktionen auf Aerosole sind deckungsgleich zu denen, die die stärkste Erwärmung seit 1976 aufweisen. In der Arktis hat sich die bodennahe Luft seitdem um 1,5 °C erwärmt. Die Antarktis zeigt dagegen mit +0,35 °C eine deutlich geringere Reaktion. Auch das macht Sinn, ist doch die Arktis den Erzeuerregionen von Aerosolen in der nördlichen Hemisphäre deutlich näher.

„Viele glauben, Aerosole spielten nur eine untergeordnete Rolle – das tun sie aber nicht“, sagt Shindell. „Aktuell sind die Auswirkungen von Aerosolen in mittleren Breiten der nördlichen Hemisphäre bis hinauf in die Arktis genauso hoch wie die der Treibhausgase.“

Diese Einsicht müsse auch in der politischen Agenda mit berücksichtigt werden.

„Wir werden der Klimaentwicklung in den kommenden Jahrzehnten kaum entgegen wirken können, wenn wir uns nur auf CO2 konzentrieren“, so Shindell weiter. „Wenn wir wirklich verhindern wollen, dass die Arktis in wenigen Jahrzehnten im Sommer eisfrei ist, sollten wir ein deutlich größeres Augenmerk auf Aerosole und Ozon werfen.“

Ein großer Unterschied zwischen den Klimatreibern liegt in ihrer Residenz- und Wirkungszeit in der Atmosphäre. Da sich Aerosole nur wenige Tage bis Wochen in der Luft halten können, bevor sie wieder absinken, beeinflussen sie maßgeblich das Klima von heute und das der kommenden Dekaden. Dagegen haben Treibhausgase wie CO2 einen längeren Atem, brauchen aber deutlich länger, bis sie ihre Wirkung entfalten. Sie werden das Klima kommender Jahrhunderte bestimmen.