Kühleffekt der Aerosole schwindet

Gut und schlecht zugleich: Die globalen Emissionen von Ruß, Schwefeldioxid und anderen Luftschadstoffen sind seit dem Jahr 2000 deutlich zurückgegangen – das ist die gute Nachricht. Der Haken dabei: Auch die Kühlwirkung dieser Aerosole in der Atmosphäre lässt dadurch nach – mit Folgen für das Klima. Denn die Aerosole haben bisher einen Teil des Strahlenantriebs durch die anthropogenen CO2-Emissionen abgepuffert. Wenn sie nun wegfallen, macht sich der Klimawandel umso stärker bemerkbar, wie Forschende berichten.

Die anthropogenen Emissionen von Treibhausgasen haben die irdischen Temperaturen bereits um 1,1 Grad gegenüber präindustriellen Werten erhöht. Doch es gibt noch einen Einflussfaktor in der Atmosphäre: Aerosole. Diese Schwebstoffe, darunter Ruß und Schwefeldioxid, stammen teils aus natürlichen Quellen wie Vulkanausbrüchen, dem Ozean oder Waldbränden, teils aus den Emissionen von Industrie, Kraftwerken und Verkehr.

Schon länger ist klar, dass auch die Aerosole einen Klimaeffekt haben: Sie können den Ozonabbau in der Stratosphäre verstärken, Wetterextreme wie Dürren oder Starkregen begünstigen und die Bildung kühlender Dunstschleier und Wolken fördern. Doch wie stark die Kühlwirkung der anthropogenen Aerosole ist, war bisher strittig. Auch der Einfluss aktueller Veränderungen im Schadstoff-Ausstoß sind erst in Teilen untersucht.

Schadstoff-Ausstoß ist weiter gesunken

Wie groß der aktuelle Kühleffekt der Aerosole ist und wie er sich in den letzten 20 Jahren verändert hat, haben nun Johannes Quaas von der Universität Leipzig und seine Kollegen näher untersucht. „Wir haben dafür die Daten der NASA-Satelliten Terra und Aqua analysiert. Sie liefern seit dem Jahr 2000 umfassende Satellitenbeobachtungen der Erde und messen die ein- und ausgehende Strahlung, Wolkenbildung sowie die Aerosolbelastung“, erklärt Quaas. Diese Messdaten nutzte das Team, um mithilfe von Klimamodellen den Kühleffekt zu ermitteln.

Das Ergebnis: Durch die vor allem in Europa, Nordamerika und Teilen Asiens verbesserten Technologien zur Abgasreinigung haben sich die Aerosol-Emissionen in den letzten rund 20 Jahren deutlich reduziert. Zwar gibt es noch Regionen und Länder mit steigendem Ausstoß von Luftschadstoffen, darunter Indien. Dennoch hat sich global gesehen der atmosphärische Gehalt an Aerosolen seit 2000 signifikant verringert, wie Quaas und seine Kollegen berichten.

Messbar weniger Kühlwirkung

Das hat auch Auswirkungen auf das Klima: „Es gibt klare, robuste und konsistente Signale eines sich verringernden Netto-Einflusses der anthropogenen Aerosole auf das Klima“, konstatiert das Team. Demnach hat sich die Kühlwirkung der Aerosole seit dem Jahr 2000 um rund 0,0172 Watt pro Quadratmeter und Jahr verringert. Für die letzten rund 20 Jahre zusammen entspricht dies einer Verringerung von je nach Modell zwischen 0,1 und 0,32 Watt pro Quadratmeter.

Das bedeutet, dass die atmosphärischen Aerosole nun diese Menge an von der Sonne stammender Strahlungsenergie nicht mehr kompensieren, sondern voll zur Wirkung kommen lassen. Zum Vergleich: Der Strahlungsantrieb durch die anthropogenen CO2-Emissionen hat im gleichen Zeitraum um 0,6 Watt pro Quadratmeter zugenommen. Als Folge macht sich die Erwärmung durch den anthropogenen Treibhauseffekt noch stärker bemerkbar als zuvor.

Trotzdem ist selbst jetzt noch ein Kühleffekt klar messbar: Gäbe es die anthropogenen Aerosolemissionen nicht, hätten wir statt einer Erwärmung von aktuell rund 1,1 Grad gegenüber präindustriellen Zeiten schon einen Klimawandel von 1,6 Grad, wie das Team erklärt.

Reduktion der CO2-Emissionen umso dringender

Wie deutlich der Kühleffekt der Luftschadstoffe ist, zeigte sich auch während der Corona-Pandemie: Als im Jahr 2020 wegen der Lockdowns viele Fabriken stillgelegt waren und der Verkehr auf ein Minimum absank, wurden in den Industrieländern deutlich weniger Ruß und Schwefeldioxide emittiert. Als Folge war die Atmosphäre im ersten Halbjahr 2020 mancherorts um rund 0,1 bis 0,3 Grad wärmer als für diese Jahreszeit und das Wetter üblich.

Das aber heißt nicht, dass die Menschheit nun wieder mehr Luftschadstoffe ausstoßen sollte, um das Klima zu kühlen: „Ganz im Gegenteil: Aerosole sind schädlich für Menschen und Umwelt und sollten deshalb weiter reduziert werden“, betont Quaas. Stattdessen unterstreiche das neue Resultat, wie wichtig und dringend eine Reduktion der Treibhausgas-Emissionen sei. Nur so lassen sich Klimaschutz und Luftreinhaltung vereinbaren. (Atmospheric Chemistry and Physics, 2022; doi: 10.5194/acp-22-12221-2022)

Quelle: Universität Leipzig