Wolken und Aerosole: weiterhin die grössten Unsicherheitsfaktoren in Klimamodellen

Im jüngsten Bericht des Weltklimarats IPCC, der heute veröffentlicht wurde, ist den beiden Phänomenen nun ein eigenes Kapitel gewidmet.

Wie schon im vierten UN-Klimabericht sind Wolken und die als Aerosole bezeichneten Feinstaubpartikel weiterhin eine der grössten Unsicherheiten, wenn es darum geht, den Klimawandel zu verstehen und seine Folgen abzuschätzen. In der neusten, fünften Ausgabe des IPCC-Berichts werden diese Unsicherheitsfaktoren ausführlich behandelt.

Warum sind Wolken so unsichere Grössen in Klimaprojektionen?

Wolken reflektieren einerseits Sonnenlicht und halten andererseits Wärmestrahlung der Erde zurück. Man unterscheidet gemeinhin hohe Wolken, die die Erwärmung der Erde verstärken, und tiefliegende Wolken mit einem kühlenden Effekt. Die Klimamodelle sagen übereinstimmend voraus, dass sich die hohen Wolken, die aus Eispartikeln bestehen, im wärmeren Klima in noch höhere Schichten verlagern werden. Das bedeutet, dass sie noch mehr Wärmestrahlung zurück halten und somit den menschengemachten Treibhauseffekt verstärken werden. Ungewissheit herrscht weiterhin bei den tiefliegenden Wasserwolken über den Ozeanen. Sie sind mit ihren geringen vertikalen Ausmassen nur schlecht in Klimamodellen erfasst. Es sieht so aus, als ob diese Wolken im wärmeren Klima abnehmen und somit als kühlende Elemente wegfallen - aber auch eine Zunahme der tiefliegenden Wolken ist nicht ganz ausgeschlossen. Betrachtet man die gesamten Änderungen aller Wolken, stellen sie mit mehr als 66 Prozent Wahrscheinlichkeit eine positive Rückkopplung dar: sie verstärken also den Treibhauseffekt.

Warum ist der Einfluss von Aerosolen so unsicher?

Auch Aerosole reflektieren einen Teil des Sonnenlichts in den Weltraum und mindern so den Treibhauseffekt. Zudem sind sie wichtig für die Wolkenbildung. Aerosolteilchen haben eine Vielzahl von Quellen - natürliche und menschengemachte -, unterscheiden sich in ihrer chemischen Zusammensetzung und variieren in Grösse und ihren Strahlungseigenschaften. Um Aerosole in Klimamodellen in ihrer Komplexität möglichst realistisch darzustellen, sind so viele zusätzliche Berechnungen nötig, dass sich die Simulationszeit vervielfacht. Immer mehr Modelle nehmen das in Kauf. Die neuen Abschätzungen unter Zuhilfenahme von Satellitendaten haben ergeben, dass die Aerosolpartikel dem Treibhauseffekt weniger stark entgegenwirken als bisher angenommen. Der gesamte Strahlungsantrieb der Aerosole fällt mit -0.9 W/m2 (Unsicherheitsbereich von -1.9 W/m2 bis -0.1 W/m2) weniger negativ aus als im vierten Klimabericht.

Dem Treibhauseffekt trotzdem durch Geoengineering entgegenwirken?

Trotz dieser enormen Unsicherheiten bei den Wolken und Aerosolen werden zahlreiche Optionen diskutiert, ob und wie man sich die kühlenden Eigenschaften von Aerosolen und ihren Einfluss auf die Wolkenbildung zunutze machen kann, um mehr Sonnenlicht zu reflektieren und so den Treibhauseffekt zu kompensieren. Dieses sogenannte Sonnenlicht-Geoengineering wird zum ersten Mal im neusten UN-Klimabericht thematisiert. Einige theoretische und Modell-Studien belegen, dass solche Massnahmen zu einer Abkühlung führen können. Allerdings hebt der Bericht besonders hervor, dass dieses Geoengineering noch in den Kinderschuhen steckt, ungetestet ist und mit zahlreichen Nebenwirkungen und Risiken verbunden ist.

Alle die genannten Faktoren - Wolken, die die Erwärmung weiter verstärken; Aerosolteilchen, die weniger kühlen, und grosse Unsicherheiten beim Geoengineering - zeigen mir, dass die Senkung der Treibhausgasemissionen im Vordergrund stehen muss, um die negativen Auswirkungen des Klimawandels so gut es geht zu vermeiden.

Prof. Ulrike Lohmann (Quelle: ETH-Zukunftsblog)

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