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Forschung Wolken fallen als Klimaretter aus

Manche Wasserdampfansammlungen kühlen, andere wärmen. Wolken sind daher der große Unsicherheitsfaktor in den Klimamodellen.

Wolken
Nebulöse Gebilde im Himmel: Nüchtern betrachtet sind Wolken Ansammlungen von Wasserdampf. Foto: getty

Wolken sind schon von ihrer Substanz her äußerst nebulöse Gebilde. Aber auch, was ihren Effekt auf den Klimawandel angeht, trifft diese Beschreibung zu: Sie sind der große Unsicherheitsfaktor in den Klimamodellen.

Manche der Wasserdampfansammlungen kühlen, andere wärmen. Die dickbauchigen, tiefer hängenden Kumuluswolken reflektieren die Sonnenstrahlung zurück ins All. Sie wirken eher kühlend im Klimasystem – ein Argument, an das Klimaskeptiker gern anknüpfen und argumentieren, dass sich das Weltklima schon von alleine wieder reguliere.

Allerdings gibt es da auch noch die dünnen Zirruswolken in der Höhe, die die Strahlen der Sonne wiederum passieren lassen. Zwar reflektieren sie die kurzwelligen Anteile des Sonnenlichts zurück ins All, die langwellige Infrarotstrahlung von der Erdoberfläche aber fangen die Zirren größtenteils ein und halten sie so in der Atmosphäre. Das führt zu einem wärmenden Effekt.

Kein Konsens in Sicht

Welcher Effekt nun der dominierende ist, ließ sich bislang nicht sagen. Wolken erschweren damit auch Prognosen, wie stark sich die Erde durch den menschengemachten Treibhauseffekt erwärmen wird. Einige Klimamodelle gehen davon aus, dass der Kühleffekt künftig zunehmen wird – da durch die Erderwärmung auch mehr Wasser verdampft und Wolken entstehen, die dann umso mehr Energie von der Sonne zurück in den Weltraum reflektieren können. Andere Modelle deuten eher darauf hin, dass diese „Kühlung“ abnehmen wird.

Einen Konsens, welche Modelle am zuverlässigsten sind, gibt es unter Wissenschaftlern nicht. „Es gibt Dutzende bekannte globale Klimamodelle und alle berechnen eine unterschiedlich starke weltweite Erwärmung für bestimmte Treibhausgaskonzentrationen voraus“, sagt der Klimawissenschaftler Patrick Brown von der Carnegie Institution for Science im kalifornischen Stanford.

 

Zwischen 3,2 und 5,9 Grad Erwärmung bis zum Ende des Jahrhunderts liegt die Spannweite der gängigen Klimamodelle im Falle eines „Weiter so“ beim Treibhausgasausstoß. Damit liegen zwischen dem günstigsten und dem ungünstigsten Fall mehr als zwei Grad. Brown wollte sich damit nicht zufriedengeben. Zusammen mit seinem Kollegen Ken Caldeira hat er all die Modelle einem Realitätscheck unterzogen und die Ergebnisse nun im Fachmagazin „Nature“ veröffentlicht. Die Klimaforscher der Carnegie Institution gehen dabei von der Annahme aus, dass Projektionen zur künftigen Erderwärmung zuverlässig sind, wenn sie auch die jüngste Vergangenheit treffend simulieren. Brown und Caldeira verglichen also die Prognosen der Klimamodelle mit den aktuellen Satellitenbeobachtungen der Atmosphäre und den Bilanzen der ein- und ausgehenden Strahlung, die letztlich die Erdtemperatur bestimmt.

Dann ermittelten sie, welche Modelle besser abschnitten. „Die Modelle, die die aktuellen Bedingungen am besten nachbilden, sind diejenigen, die eine Reduzierung der Wolkenkühlung in der Zukunft simulieren“, fasst Patrick Brown die Ergebnisse der Studie zusammen.

Und das sind eben jene Modelle, die eine starke Erderwärmung für die Zukunft vorhersagen – also die pessimistischsten Modelle. „Wolken fungieren nicht als Klimathermostat und sie werden uns nicht vor der Erderwärmung bewahren“, warnt deshalb Ken Caldeira. Der Studie zufolge dürften Modelle, deren Prognosen eher im Durchschnitt aller Modelle liegen, weniger realitätsnah sein als Modelle mit gravierenden Vorhersagen zur Erderwärmung.

„Unsere Studie zeigt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass die globale Erwärmung bis zum Ende dieses Jahrhunderts vier Grad Celsius überschreiten wird, 93 Prozent beträgt, wenn die Emissionen einem Business-as-usual-Szenario folgen“, sagt Caldeira. Frühere Studien hätten diese Wahrscheinlichkeit auf 62 Prozent geschätzt.

Erwärmung unterschätzt

Die neuen Ergebnisse legen des weiteren nahe, dass die vom Weltklimarat IPCC verwendeten Modelle die künftige Erwärmung um 15 Prozent – beziehungsweise um 0,5 Grad – unterschätzt haben. Der Klimawandel würde die Erde also viel stärker treffen.

Zwar gibt es auch in der Studie von Brown und Caldera noch Unsicherheiten. Doch weist sie allemal darauf hin, dass es mit dem Klimaschutz noch schwieriger wird als ohnehin schon. Umso dringender müsste die Politik jetzt liefern – und viel grundsätzlicher als bisher den Ausstieg aus den fossilen Energiequellen anpacken. Nur hat die Weltgemeinschaft bisher schon genug Mühe damit, ihre Klimaziele zu erreichen – das 1,5-Grad-Ziel etwa scheint schon außer Reichweite.

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