Computersimulationen haben gezeigt, dass vor allem das vom Menschen bei Verbrennungsprozessen produzierte Aerosol für die Abnahme der solaren Einstrahlung verantwortlich ist.
Temperaturen steigen – Sonneneinstrahlung sinkt
Obwohl die Temperaturen immer weiter ansteigen, haben Forscher in den letzten Jahren eine deutliche Abnahme der Sonnenstrahlung am Erdboden gemessen. Im Mittel hat die Einstrahlung um 1,3 Prozent pro Dekade abgenommen. Besonders stark ist die Abnahme über Landflächen. Ein Paradoxon?
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Wissenschaftler vermuteten bisher, dass einerseits die Zunahme von Wasserdampf – eine wärmere Atmosphäre kann mehr Wasserdampf aufnehmen – und andrerseits die Zunahme von Aerosolpartikeln diese Abnahme der Sonnenstrahlung verursachen. Aerosole sind kleinste flüssige oder feste Partikel, die bei allen Verbrennungsprozessen (Holz, Kohle, Öl, Erdgas) entstehen. Aerosole streuen Sonnenstrahlung und dunkle Partikel wie z.B. Ruß absorbieren die Sonnenstrahlung auch. Aerosole spielen auch eine wichtige Rolle bei der Bildung von Wolken. So beobachtet man, dass Wasserwolken in verschmutzten Gebieten mehr und kleinere Wolkentropfen aufweisen als solche in sauberer Luft. Wolken mit mehr aber kleineren Tröpfchen sind heller und reflektieren mehr Sonnenstrahlung. Außerdem regnen kleine Tröpfchen weniger rasch aus und die Wolken lebenlänger. Beide Effekte führen zu verminderter Einstrahlung am Boden.
Serie von Computersimulationen
Um Licht in die sich verdunkelnde Sonne zu bringen, wurden von Wissenschaftlern am Max Planck Institut und Prof. Ulrike Lohmann von der Dalhousie Universität in Halifax, Kanada, eine Serie von Computersimulationen durchgeführt, die sowohl den Effekt von Treibhausgasen und Aerosolen getrennt als auch beide Effekte zusammen untersucht haben. Zum ersten Mal wurde bei diesen Simulationen auch der Effekt von Aerosolen auf Wolken explizit berücksichtigt.
Die Simulationen zeigen, dass zu ungefähr 25 Prozent die Treibhauserwärmung diese Abnahme der solaren Einstrahlung verursacht. Der Hauptschuldige ist aber das vom Menschen bei Verbrennungsprozessen produzierte Aerosol. Die Ergebnisse wurden kürzlich in den Geophysical Reserach Letters und im Journal of Climate veröffentlicht.
Klimaerwärmung vermindert Wasserkreislauf
Beate Liepert von der Columbia Universität in New York, beschäftigt sich schon lange mit beobachteten Änderungen der Strahlungs- und Wasserbilanz am Boden. Liepert konnte jetzt in Hamburg nicht nur das Paradox der Erwärmung bei geringerer Einstrahlung erklären, sie fand auch erhebliche Änderungen in der Energiebilanz des Bodens. So führt geringere Einstrahlung am Boden zusammen mit einerwärmeren Atmosphäre in verschmutzten Gebieten zu geringeren Wärme- und Feuchteflüssen und damit zu einer Abnahme der Verdunstung und des Niederschlags. Ein überraschendes Ergebnis, da man bisher annahm, dass in einem wärmeren Klima der Wasserkreislauf intensiviert wird.
Eine Besprechung dieses Artikels in NATURE führte unter der Schlagzeile „global dimming“ zu großem Medienecho in den Vereinigten Staaten. Eine Abnahme der Verdunstung wird in der Tat seit ca. 50 Jahren in weiten Gebieten der Nordhemisphäre beobachtet und geht einher mit einer Zunahme des Bodenwassergehalts.
Andere Wissenschaftler fanden heraus, dass der Klimaeffekt von Aerosolen auch von der Menge an Treibhausgasen abhängt. Grund dafür ist, dass Aerosole durch Niederschlag aus der Atmosphäre ausgewaschen werden. Ändert sich das Klima, ändert sich auch die Menge, die Häufigkeit und die Verteilung des Niederschlags und damit die Menge an Aerosol in der Atmosphäre. Beunruhigenderweise schwächt sich der abkühlende Klimaeffekt von Aerosolenmit zunehmender Treibhauserwärmung ab, was zu noch raschrem Temperaturanstieg führen könnte.
(idw – Max-Planck-Institut für Meteorologie, 19.05.2004 – DLO)
