Weniger Sonnenschein trotz Klimaerwärmung?

Trotz der Klimaerwärmung beobachten Forscher eine Abnahme der Sonnenstrahlung am Erdboden. Computersimulationen haben hierfür das bei Verbrennungsprozessen produzierte Aerosol als Hauptschuldigen ermittelt.

(vv) - In den letzten vier Jahrzehnten beobachten Forscher eine Abnahme der Sonnenstrahlung am Erdboden. Im Mittel hat die Einstrahlung um 1,3% pro Dekade abgenommen. Besonders stark ist die Abnahme über Landflächen. Trotzdem steigen die Temperaturen weiter an. Ein Paradox?

Wissenschaftler vermuten, 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 leben länger. Beide Effekte führen zu verminderter Einstrahlung am Boden.

Simulationen: Aerosole sind Hauptschuldige

Um Licht in die sich verdunkelnde Sonne zu bringen, wurden von Wissenschaftlern am Max Planck Institut für Meteorologie in Hamburg zusammen mit 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. Auch der Effekt von Aerosolen auf Wolken wurde berücksichtigt.

Die Simulationen zeigen, dass zu ungefähr 25% die Treibhauserwärmung diese Abnahme der solaren Einstrahlung verursacht. Der Hauptschuldige ist aber das vom Menschen bei Verbrennungsprozessen produzierte Aerosol.

Wasserkreislauf ändert sich

Die Forscher konnten nicht nur das Paradox der Erwärmung bei geringerer Einstrahlung erklären, sie fanden auch erhebliche Änderungen in der Energiebilanz des Bodens. So führt geringere Einstrahlung am Boden zusammen mit einer wärmeren 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 der Fachzeitschrift "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.

Noch rascherer Temperaturanstieg?

Die Wissenschaftler fanden, 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, ändern sich auch die Niederschläge und damit die Menge an Aerosol in der Atmosphäre. Beunruhigenderweise schwächt sich der abkühlende Klimaeffekt von Aerosolen mit zunehmender Treibhauserwärmung ab, was zu noch rascherem Temperaturanstieg führen könnte.