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Aerosole – was bewirken sie?

Seit Jahrzehnten fragen sich Wissenschaftler, ob und wie stark menschengemachte Aerosole, also in der Atmosphäre schwebende Staubpartikel, die Wolkenbedeckung vergrößern und somit die Klimaerwärmung bremsen. Hier klafft eine Wissenslücke in der Klimaforschung.

Wolken
Jede Wolke ist verschieden. Forschen, in welchen Wolkensystemen Aerosole den größten Einfluss haben. (c) Stevens / MPI für Meteorologie
Was sind Aerosole?

Aerosole – Staubteilchen die in der Lufthülle schweben – bestehen aus vielen Komponenten:  z.B. schwarze Partikel wie Rußpartikel. Sie entstehen auf natürliche Weise, etwa indem Winde Wüstenstaub aufwirbeln, aber auch durch menschliche Aktivitäten. Ein großer Teil der menschgemachten Aerosole entsteht aus Schwefeldioxiden, die wiederum aus der Verbrennung von fossilen Brennstoffen kommen.

Welche Bedeutung haben Aerosole für das Klima?

Die Aerosole gelten in der Erdatmosphäre als Gegenspieler der Treibhausgase. Somit sind sie Klimakühler, die einen Teil der Erdwärmung durch die Treibhausgase wieder ausgleichen. Den Kühlmechanismus stellen sich Klimaforscher sehr einfach vor: Wenn Aerosole in Wolken gelangen, ziehen sie Wassermoleküle an sich und wirken so als Kondensationskeime für Wassertropfen. Je mehr Aerosol-Partikel in der Wolke schweben, desto mehr Wassertröpfchen entstehen. Wenn menschgemachte Staubteilchen zu den natürlichen kommen, vergrößert sich daher die Anzahl der Tröpfchen. Dadurch verkleinert sich die durchschnittliche Größe der Tröpfchen. Weil kleinere Tröpfchen nicht zu Boden fallen, verhindern die Aerosole das Abregnen einer Wolke und verlängern ihre Lebensdauer. Somit nimmt die Bewölkung über der Erdoberfläche zu. Da Wolken die Sonnenstrahlung reflektieren und ins All zurückwerfen, sammelt sich weniger Wärme in der Atmosphäre an als bei klarerem Himmel. Den Mechanismus bezeichnen Klimaforscher als “Cloud lifetime effect”.

Der unerforschte “Cloud lifetime effect”

Bisher ist es nicht gelungen, den Einfluss des “Cloud lifetime effect” auf das Klima zu quantifizieren. Die Schätzungen schwanken extrem: Die Skala reicht von gar keinem Einfluss bis hin zu einer Kühlwirkung, die ausreicht, um die Erwärmung durch Kohlendioxid mehr als auszugleichen.

Die Wirkung der Aerosole scheint auch von den verschiedenen Wolkentypen abzuhängen.

Forscher plädieren nun dafür herauszufinden, in welchen Wolkensystemen Aerosole den größten Einfluss haben. Sie schlagen vor, mit besonders häufig vorkommenden Wolkenarten zu beginnen, etwa mit flachen Kumulus-Wolken über den Ozeanen (Passatkumuli), die 40 Prozent der Weltmeere bedecken.

Besonders Engagiert ist hier das Max-Planck-Institut für Meteorologie und das Caribbean Institute for Meteorology and Hydrology in Miami.

Quelle Printpublikation:

Bjorn Stevens, Graham Feingold: Untangling aerosol effects on clouds and precipitation in a buffered system. Nature, 1. Oktober 2009, Band 461, Seiten 607 – 613


Mehr über Aerosole lesen Sie auch in einem Interview mit Prof. Meinrat Andreae, Max-Planck-Institut für Chemie. Lesen Sie hier das komplette Interview zu Aerosolen und ihrer Wirkung.

Stand: 06.10.2009