“Sonnenschirm” der Erde wird dünner

Das Klima der Erde ist das Resultat vieler wechselwirkender Faktoren. Jetzt haben NASA-Forscher entdeckt, dass ein wichtiger „Sonnenschirm“ des Planeten immer dünner wird. Sie berichten in Science, dass die Menge der in der Atmosphäre schwebenden Aerosole seit 1990 langsam abnimmt. Da diese jedoch vor allem kühlend wirken, könnte dieser Trend die globale Erwärmung noch verstärkt haben.

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Die winzigen Schwebteilchen in der Atmosphäre schlucken einen Teil des Sonnenlichts und reflektieren ihn wieder ins All hinaus. Dadurch verringern sie die einfallende Strahlenmenge und beeinflussen so auch das Klima. Wie sich die Konzentration der Aerosole verändert hat, haben jetzt Wissenschaftler des Goddard Institute for Space Studies (GISS) der NASA in New York untersucht. Aus der längsten existierenden ununterbrochenen Datenreihe aus Satellitenmessungen in der unteren Atmosphäre extrahierten die Forscher um Michael Mishchenko das Aerosolsignal bis zurück in das Jahr 1978.

Rückgang seit 1990

Das Ergebnis: Die Konzentration der Aerosole geht seit 1990 langsam aber kontinuierlich zurück. Unterbrochen wird dieser Trend nur durch kurzzeitige Spitzen nach großen Vulkanausbrüchen wie 1991 dem des Pinatubo, bei dem große Mengen Staub und Gase in die Atmosphäre gelangten. Bis 2005 sanken die Werte insgesamt um 20 Prozent gegenüber dem relativ stabilen Niveau der Periode zwischen 1986 und 1991.

Der jetzt ermittelte Trend wirft auch neues Licht auf die bereits zuvor beobachtete aber nicht befriedigend erklärbare Abnahme der Sonneneinstrahlung in den letzten Jahrzehnten, die dann plötzlich ab 1990 wieder anfing anzusteigen. Dieser Wechsel von einem globalen „Abdimmen“ zu einer Aufhellung stimmt zeitlich genau mit der Abnahme der Aerosole überein. “Wenn mehr Sonnenlicht durch die Atmosphäre eindringt und die Erdoberfläche erwärmt, hat das einen Effekt auf Klima und Temperatur“, erklärt Mishchenko. „Zu wissen, welche Wirkung Aerosole haben, gibt und ein wichtiges fehlendes Puzzelteil im großen Bild der Kräfte, die auf das Klima einwirken.”

Modelle stützen Annahmen zur Aerosolwirkung

Die Studie von Mishchenko kann allerdings nicht belegen, dass wirklich nur die Aerosole hinter den beobachteten „Abdimm-„ und „Aufhellungstrend“ stehen. Auch Wolken könnten theoretisch dafür verantwortlich sein. Eine weitere, letzte Woche erschienene Studie jedoch unterstützt die Aerosolhypothese: Wissenschaftler um Anastasia Romanou von der Universität von Columbia fütterten neun verschiedene Klimamodelle mit Aerosol- und Treibhausdaten und konnten belegen, dass tatsächlich die Aerosole ursächlich an der Abnahme der Sonneneinstrahlung bis 1990 beteiligt waren. Durch die Emissionen von Treibhausgasen hielt jedoch auch in dieser Phase die globale Erwärmung an.

„Ein Großteil des Abdimmungstrends über der nördlichen Hemisphäre rührt von diesen direkten Aerosoleffekten her“, erklärt Romanou. „Aerosole haben jedoch noch weitere, indirekte Auswirkungen auf die Sonneneinstrahlung. Sie verstärken beispielsweise die Reflektivität der Wolken und verlängern ihre Lebensdauer. Diese Effekte entpuppten sich als fast so bedeutend wie die direkten Auswirkungen.“

„Abdimmen“ bremst klimabedingte Verdunstung

Aerosolmenge nimmt seit 1991 ständig ab (Rote Linie) © Michael Mishchenko, NASA

Der kombinierte Effekt von globalem Abdimmen und der Erwärmung könnte auch erklären, warum einer der Hauptauswirkungen eins wärmeren Klima – die Beschleunigung des Wasserkreislaufs von Verdunstung, vermehrter Wolkenbildung und mehr Regen – bisher noch nicht eingetreten ist. „Wenn weniger Sonnenlicht die Oberfläche erreicht, wirkt dies den Wirkungen von wärmeren Lufttemperaturen entgegen, dadurch verändert sich die Verdunstung nicht so stark“, so Gavin Schmidt, Koautor der Science-Studie. „Die bis 1990 höheren Aerosolwerte haben die erwarteten Veränderungen des Wasserkreislaufs vermutlich verlangsamt.“

Ob sich allerdings der gegenwärtige Trend zur Abnahme der Aerosole fortsetzt, ist bisher offen. Kompliziert werden die Messungen und Prognosen dadurch, dass die Schwebteilchen sich global gesehen nicht gleichmäßig in der Atmosphäre verteilen und zudem aus vielen unterschiedlichen Quellen stammen. Daher ist bisher auch nicht klar, ob die beobachteten Zu- und Abnahmen auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen sind, oder aber natürlich bedingt. Mehr Klarheit soll die Glory Mission, ein neuer Erdbeobachtungssatellit der NASA bringen, der 2008 in die Umlaufbahn starten wird.

(NASA/Goddard Space Flight Center, 16.03.2007 – NPO)