• vom 24.10.2013, 13:40 Uhr

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Das Rätsel der tiefen Wolken




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Von Andreas Lorenz-Meyer

  • Der UN-Klimarat (IPCC) hat im September den ersten Teil seines 5. Sachstandsberichts veröffentlicht. Dieser ist in seinen Aussagen präziser als der Vorgänger. Aber ein paar Faktoren im Erdsystem sind immer noch undurchschaubar.

Die physikalischen Prozesse, die zur Wolkenbildung führen, sind an Komplexität kaum zu überbieten, weshalb sie noch längst nicht ganz erforscht sind.  - © Foto: apa/Barbara Gindl

Die physikalischen Prozesse, die zur Wolkenbildung führen, sind an Komplexität kaum zu überbieten, weshalb sie noch längst nicht ganz erforscht sind.  © Foto: apa/Barbara Gindl

Im Mai meldete die amerikanische Ozean- und Atmosphärenbehörde einen Rekord: Die Kohlendioxid-Konzentration in der Erdatmosphäre hatte 400 ppm (parts per million) überschritten. Zuletzt war im Pliozän so viel vom Treibhausgas in der Atmosphäre, später bewegte sich die Konzentration fast eine Million Jahre zwischen moderaten 180 und 280 ppm.

Genauere Messdaten
"Die Klimaänderung ist immer noch eindeutig", sagt Reto Knutti von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETHZ), einer der Hauptautoren des 5. Sachstandsberichts. Die Forscher haben jetzt genauere und längere Messdaten - aus der Atmosphäre, aus dem Meereis, aus den Ozeanen, aus den Gletschern. Mit diesen Daten kann die momentane Erwärmung besser von natürlichen Temperaturschwankungen unterschieden werden. Daher konstatiert der Bericht: Die Hauptschuld am Klimawandel trägt mit 95-prozentiger Sicherheit der Mensch.


In dem Bericht ist auch zu lesen, wie stark die Temperatur bis 2100 ansteigt: bestenfalls um 0,3 bis 1,7 Grad, schlimmstenfalls um 2,6 bis 4,8 Grad. Dieser eigentlich schleichende Prozess kann auch in Sekunden ablaufen - zumindest in den Animationen der Forschungsinstitute. Die kurzen Filmchen zeigen einen sich langsam drehenden Globus, am unteren Bildrand schlagen Jahreszahlen um: 2030, 2050, 2070. Rote Flächen, die besonders starken Temperaturerhöhungen, breiten sich über den Planeten aus - und bedecken ihn schließlich ganz.

So muss es aber nicht kommen. Denn Klimaforscher machen keine Vorhersagen, sondern zeigen mögliche Entwicklungen auf. Die nennen sich Klimaszenarien und basieren auf einer ganz bestimmten Annahme. Zum Beispiel: Die Menschheit reißt sich zusammen und setzt ganz auf Wind- und Sonnenenergie. RCP 2.6 (Repräsentativer Konzentrationspfad) heißt das entsprechende Szenario. RCP 2.6 geht von weniger Treibhausgasemissionen aus, es steht sozusagen für die Vernunft. RCP 4.5 ist eher ein Mittelding: Die Emissionen werden nur halbherzig reduziert, folglich steigt die CO2-Konzentration auf 650 ppm. Schließlich RCP 8.5, die pessimistische Variante: Wegen zunehmender Emissionen erreicht die CO2-Konzentration 1370 ppm - mehr als das Dreifache von heute.

Komplexe Fragen
Schwer zu sagen, welches Szenario am wahrscheinlichsten ist, sagt Knutti. Menschliches Handeln ließe sich eben nicht voraussagen. Dennoch lägen die Trends nahe am obersten Szenario, RCP 8.5. Knutti: "Wenn es so weitergeht, dann erwartet uns eine Temperaturerhöhung von vier Grad. Wir können aber auch bei nur zwei Grad landen. Es ist letztlich unsere Wahl."

Was bei diesen Szenarien nicht übersehen werden darf: Das Erdsystem ist unheimlich komplex, einige Faktoren werden momentan noch nicht durchschaut. Zum Beispiel die physikalischen Prozesse, die in Wolken ablaufen. Sie sind an Komplexität kaum zu überbieten. Ein ganzer Haufen von Faktoren muss berechnet werden, unter anderem das Volumen und die Höhe der Wolken.

Um die globale Bewölkung zu beobachten, werden Satelliten benötigt. Die gibt es aber erst seit 30 Jahren, sodass es an Langzeitdaten fehlt. Auch ist die Interpretation von Satellitendaten immer noch mit Unsicherheiten behaftet. Zum Beispiel die Bestimmung der Tropfengröße, die sich im Mikrometerbereich bewegen.

Im 5. Sachstandsbericht bekommen die Wolken ein eigenes Kapitel. Schließlich werden sie als größter Unsicherheitsfaktor in der Klimawissenschaft gesehen. Einerseits stoppen sie Sonneneinstrahlung - ein kühlender Effekt. Andererseits halten sie Wärmestrahlung in der Atmosphäre - ein wärmender Effekt. Aber welcher Effekt überwiegt?

Wolkentypen
Dafür muss geklärt werden, welche Wolkentypen in Zukunft dominieren, sagt Ulrike Lohmann von der ETHZ. Hohe Schleierwolken etwa verstärken die Erwärmung. Sie lassen ankommendes Sonnenlicht durch und halten einen Großteil der ausstrahlenden Wärme zurück - wie Treibhausgase. Lohmann verkündet schlechte Nachrichten: Besonders Schleierwolken nehmen zu, sodass der wärmende Effekt überwiegt.

Tief liegende Stratuswolken wirken dagegen kühlend. Das Gewölk schickt die Sonneneinstrahlung zurück in den Weltraum. Aber es ist noch unklar, wie sich die tiefen Wolken verhalten. Die Szenarien variieren in diesem bedeutenden Punkt. Denn gäbe es eindeutige Tiefwolken-Trends, könnten die Forscher genauer sagen, wie warm es wird. Momentan ist die Spannbreite noch sehr groß. Verdoppeln sich zum Beispiel die Treibhausgasemissionen, dann wird es zwischen 2 und 4,5 Grad wärmer. "Etwa ein Drittel dieser Spannbreite geht auf Wolken zurück", sagt Lohmann.

Frank Stratmann vom Leibniz-Institut für Troposphärenforschung in Leipzig untersucht die Rolle von Aerosolpartikeln, kleinen Schwebeteilchen, welche die Wolkenbildung beeinflussen. Sie gelangen zum einen auf natürlichem Wege in die Atmosphäre, etwa wenn ein Sandsturm tonnenweise Staub aufwirbelt.

Aber auch der Mensch produziert Aerosolpartikel, indem er in Kraftwerken fossile Brennstoffe verbrennt. Stratmann: "Dabei wird Schwefeldioxid zu Schwefelsäure umgewandelt, ein gasförmiger Vorläufer der Aerosole."

Würden Wind- und Sonnenenergie stärker genutzt, fiele die Prognose günstiger aus.

Würden Wind- und Sonnenenergie stärker genutzt, fiele die Prognose günstiger aus.© Foto: ImWind Würden Wind- und Sonnenenergie stärker genutzt, fiele die Prognose günstiger aus.© Foto: ImWind

Reto Knutti ist ein Hauptautor des neuen Berichts.

Reto Knutti ist ein Hauptautor des neuen Berichts.© Foto: ETH Zürich Reto Knutti ist ein Hauptautor des neuen Berichts.© Foto: ETH Zürich

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Dokument erstellt am 2013-10-23 18:08:16
Letzte nderung am 2013-10-24 13:37:02



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