Geoengineering könnte Dürren verursachen

Es klingt erstmal simpel: Wenn die Erde wegen unserer Treibhausgas-Emissionen zu warm wird, dann schirmen wir einfach ein bisschen Sonnenlicht ab und verringern so die Heizwirkung der Sonne. Doch dieses sogenannte Geoengineering hätte schwerwiegende Folgen, wie jetzt deutsche Forscher herausgefunden haben. Denn diese künstliche Kühlung würde den Wasserkreislauf bremsen und so in vielen Regionen Dürren und Trockenheit verursachen.

Um den Treibhauseffekt einzudämmen, erwägen manche Klimapolitiker, die Erde mit gigantischen Spiegeln im All oder großen Mengen an zusätzlichen Schwebteilchen in der Atmosphäre vom Sonnenlicht abzuschirmen. Das soll die Sonneneinstrahlung mindern und damit auch die zugeführte Energie. Als Folge, so die Theorie, erhält die Erde weniger Sonnenwärme und dies gleicht die Heizwirkung der anthropogenen Treibhausgase aus. Jetzt aber zeigt, sich, dass diese einfache Rechnung zu kurz gedacht ist.

Treibhauseffekt und Sonnenwärme wirken nicht gleich

Wie Axel Kleidon und Maik Renner vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena festgestellt haben, ließe sich so zwar die Oberflächentemperatur der Erde senken, gleichzeitig veränderte sich aber der globale Wasserkreislauf. Die Forscher haben anhand der Energieflüsse berechnet, wie stark der globale Klimawandel den Wasserkreislauf beeinflusst und welche Auswirkungen Maßnahmen des Geoengineering auf ihn hätten. Das Ergebnis: Für den Wasserkreislauf macht es sehr wohl einen Unterschied, ob die Erderwärmung durch Sonnenlicht oder durch einen verstärkten Treibhauseffekt hervorgerufen wird.

Sollte der anthropogene Treibhauseffekt zu einer globalen Erwärmung von 5 Grad Celsius führen, so verstärkte sich den Rechnungen der Jenaer Forscher zufolge der Niederschlag um 11 Prozent (Sterne und roter Pfeil). Wollte man diese Erwärmung durch Abschirmung der Sonnenstrahlung kompensieren, nähme der Niederschlag jedoch stärker ab (blauer Pfeil). © Axel Kleidon und Maik Renner

„Diese unterschiedlichen Auswirkungen der Erwärmung sind leicht zu erklären“, sagt Kleidon. Das gehe gut am Beispiel eines Wassertopfs auf dem Herd. „Die Temperatur in dem Topf lässt sich erhöhen, indem man entweder einen Deckel darauf setzt oder die Herdplatte stärker heizt. Beides führt zu einer Erwärmung“. Der Unterschied: Kommt bei einer hochgeheizten Herdplatte mehr Wärme von unten hinzu, fließt mehr Wärme von unten nach oben durch den Topf. Sitzt der Topf oben drauf, staut sich die Hitze eher.

Ähnliche Effekte finden in der Atmosphäre statt, wenn sie sich erwärmt: Ein stärkerer Treibhauseffekt entspricht einem dichteren Deckel, die Erwärmung durch Sonnenlicht dagegen dem Hochregeln der Herdplatte. Normalerweise speichert die Atmosphäre in Bodennähe deutlich mehr Wasser als in höheren Atmosphärenschichten. Da sich mit einer stärkeren Sonneneinstrahlung die Erdoberfläche stärker erwärmt, wirkt sich dies am stärksten auf die bodennahen Luftschichten aus. Diese können mehr Wasser aufnehmen und kurbeln so den Wasserkreislauf an.

Weniger Verdunstung und Niederschlag bei Geoengineering

Würde man aber mittels Geoengineering die Sonneneinstrahlung und damit die Lufttemperatur mindern, dann hätte dies einen gegenteiligen Effekt, wie die Berechnungen der Forscher zeigten: Der Wasserkreislauf würde um zwei Prozent und der Vertikaltransport um acht Prozent reduziert. „Das wäre, als ob man gleichzeitig einen Deckel auf den Topf setzte und die Herdplatte reduzierte“, erklärt Kleidon.

„Während man in der Küche damit Energie sparen kann, führt Geoengineering im Erdsystem zu einer Verlangsamung des Wasserkreislaufs mit weitreichenden Auswirkungen“. Denn schon ein geringer Rückgang der Niederschläge kann ohnehin schon trockene Gebiete wie beispielsweise Savannen-Landschaften dann weiter austrocknen und zu Wüsten machen. (Earth System Dynamics, 2013; doi:10.5194/esdd-4-853-2013)

(Max-Planck-Gesellschaft, 06.12.2013 – NPO)