Wolkenmanipulation 16.04.2024, 10:09 Uhr

Können künstliche Wolken den Klimawandel stoppen?

Forscherinnen und Forscher konnten durch die Manipulation von Wolken zeigen, dass deren Einfluss auf das Klima größer ist als bisher angenommen.

Vulkan Kilauea

Der Vulkan Kilauea auf Hawaii, hier hat das Forschungsteam die Studien mit den künstlichen Wolken durchgeführt.

Foto: PantherMedia / fthuerig

Eine Serie von vier großen Vulkanausbrüchen löste im späten Mittelalter die so genannte Kleine Eiszeit aus. Es befand sich zu viel Staub in der Atmosphäre, als dass noch genügend Sonnenlicht zur Erde durchdringen konnte. Was vor einigen hundert Jahren auf natürliche Weise geschah, haben Forschende der Universität Birmingham nun anhand manipulierter Wolken untersucht. Das Ergebnis: Die künstliche Manipulation von Wolken kühlt die Erde effektiver als erwartet.

Wolkenmanipulation bringt dem Klima mehr als gedacht

Die Methode, Wolken künstlich zu manipulieren, erweist sich als wirksamer zur Kühlung unseres Planeten als bisher angenommen. Forschende der Universität Birmingham haben herausgefunden, dass mit dieser Technik die Sonnenwärme, die die Erde erreicht, um zehn Watt pro Quadratmeter reduziert werden kann.

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Zum Vergleich: Eine Verdoppelung des CO2-Ausstoßes würde zu einem Anstieg der Wärmeenergie um 3,7 Watt pro Quadratmeter führen. An einem klaren Tag mit Sonnenhöchststand erreicht die Sonneneinstrahlung in Mitteleuropa Werte um 1.000 Watt pro Quadratmeter.

Was passiert bei der Manipulation der Wolken?

Beim Wolken-Engineering werden feine Partikel, so genannte Aerosole, in die Atmosphäre gesprüht, um sich mit den Wolken zu verbinden. Dadurch werden die Wolken aufgehellt und verdichtet, so dass sie mehr Sonnenlicht reflektieren. Gleichzeitig können Wolken aber auch die Wärmeabstrahlung in den Weltraum reduzieren. Damit diese Methode effektiv zur Abkühlung der Erde beiträgt, muss ein Gleichgewicht hergestellt werden. In Australien wird diese Technik bereits erprobt, um das Korallensterben am Great Barrier Reef zu bekämpfen.

Um die Wirksamkeit dieser Methode besser einschätzen zu können, führte das Forschungsteam aus Birmingham ein „natürliches Experiment“ durch, indem es Aerosole aus dem Ausbruch des Vulkans Kilauea auf Hawaii in die Wolken einbrachten. So konnte das Team die Wechselwirkungen zwischen natürlichen Aerosolen, Wolken und Klima untersuchen. Mit Hilfe von maschinellem Lernen und historischen Satelliten- und Wetterdaten entwickelten die Forschenden ein Vorhersagemodell, das das Verhalten der Wolken simuliert, wenn der Vulkan nicht aktiv wäre.

So entstand die Kleine Eiszeit

Wie eingangs geschrieben, gab es im Verlauf der Geschichte einige Ereignisse, die für eine Abkühlung der Erde gesorgt haben. Neben Meteoriteneinschlägen sind hier vor allem auch Vulkanausbrüche zu nennen. Am Ende des Mittelalters lösten vier große Vulkanausbrüche die so genannte Kleine Eiszeit aus. Bereits Ende des 13. Jahrhunderts bewirkten diese Ausbrüche eine deutliche Abkühlung des Klimas und leiteten damit eine jahrhundertelange Kälteperiode auf der Nordhalbkugel ein.

Diese Kälteperiode beendete die vorhergehende mittelalterliche Warmperiode und führte ab dem 15. Jahrhundert zu extrem kalten Wintern und kühlen, regenreichen Sommern in Europa und Nordamerika. In dieser Zeit froren die Ostsee und viele Flüsse häufig zu und die Alpengletscher dehnten sich bis in die Täler aus.

Forschende der University of Colorado hatten vor einigen Jahren herausgefunden, dass die Sonneneinstrahlung in dieser Zeit nur eine marginale Rolle bei der Entstehung der Kleinen Eiszeit spielte. Sie hätte auch ohne eine Abnahme der Sonnenwärme stattgefunden. Entscheidend waren vielmehr die Vulkanausbrüche und die daraus resultierende verstärkende Rückkopplung im Klimasystem. Diese Ergebnisse wurden durch Untersuchungen eines Forscherteams aus Birmingham bestätigt.

Macht Beeinflussung der Wolken Klimaschutz überflüssig?

Die Expertinnen und Experten aus Birmingham haben mit ihrem Vorhersageinstrument eindeutige Auswirkungen auf die Wolken identifiziert, die direkt durch vulkanische Aerosole verursacht werden. Sie stellten fest, dass die Wolkenbedeckung in Zeiten vulkanischer Aktivität relativ um bis zu 50 Prozent zunimmt. Dies führt regional zu einer Abkühlung von zehn Watt pro Quadratmeter.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Aufhellung von Meereswolken eine wirksamere Klimamassnahme sein könnte, als die Modelle bisher vermuten liessen“, sagt Ying Chen, Assistenzprofessor für Atmosphärenwissenschaften. Der Wissenschaftler weist aber auch darauf hin, dass weiterhin nach Wegen gesucht werden muss, die menschlichen Aktivitäten zu dekarbonisieren.

Die Forschung zur Wolkenmanipulation geht indes weiter. Und das nicht nur in England. In den USA beispielsweise hat ein Team der University of Washington kürzlich das erste Aerosolexperiment im Freien von einem ausgemusterten Flugzeugträger aus durchgeführt. Allerdings ist eine Wolkenmanipulation auch nicht ohne Risiken. Zum einen wollen wir keine neue Eiszeit provozieren, zum anderen müsste solch eine Maßnahme dauerhaft und flächendeckend durchgeführt werden, solange die Menschen mehr CO2 in die Atmosphäre pusten als es dem Klima gut tut.

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

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