Neue Probleme durch Geoengineering 09.12.2013, 14:33 Uhr

Sonnenspiegel im All sorgen für Dürren auf der Erde

Die Bekämpfung des Klimawandels durch technische Maßnahmen im All könnte neue Probleme auf der Erde auslösen: Gigantische Spiegel, die das Sonnenlicht reflektieren und damit von der Erde fernhalten, könnten den Wasserhaushalt stark beeinflussen und sogar Dürren auslösen, haben Wissenschaftler herausgefunden.

Taifun über Japan: Große Sonnenspiegel im All könnten zwar die Temperatur auf der Erde absenken, würden aber gleichzeitig den Wasserhaushalt der Erde beeinflussen. Die Folge wäre die Zunahme von Trockenheit in bestimmten Regionen der Erde, so die Ergebnisse von Studien des Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena.

Taifun über Japan: Große Sonnenspiegel im All könnten zwar die Temperatur auf der Erde absenken, würden aber gleichzeitig den Wasserhaushalt der Erde beeinflussen. Die Folge wäre die Zunahme von Trockenheit in bestimmten Regionen der Erde, so die Ergebnisse von Studien des Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena.

Foto: NASA

DieIdee, gigantische Spiegel im All zu installieren, um die Erde vor der Sonne zu schützen, ist faszinierend: Diese künstliche Abschirmung der Sonne, auch Geoengineering genannt, könnte möglicherweise tatsächlich die Temperatur der Erdoberfläche senken. Doch jetzt haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena untersucht, welche Folgen solche Abschirmungen auf der Erde haben können. Ihr Fazit: Sie würden den Wasserkreislauf auf der Erde stark verändern, in bestimmten Gebieten der Erde könnten Trockenheit und Dürre eine Folge sein.

Weniger Niederschlag und Verdunstung

Klimaforscher Axel Kleidon und sein Kollege Maik Renner haben berechnet, wie der globale Klimawandel den Wasserkreislauf beeinflusst und welche Auswirkungen Geoengineering auf ihn haben könnte. Das Ergebnis war eindeutig: Die Energieflüsse auf der Erde würden sich stark verändern und damit auch die Wasserkreisläufe. Denn es ist nicht egal, ob sich die Erde aufgrund von Sonneneinstrahlung erwärmt oder durch den Klimawandel.

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Die Sonne wärmt die Erde mit Strahlen auf, erzeugt dadurch einen starken Energiefluss, der wiederum entsprechende Niederschläge auslöst. Anders verhält es sich bei einer Erwärmung durch den Treibhauseffekt: Dabei fließt weniger Energie, der Wasserkreislauf ist weniger stark, es kommt zu geringeren Niederschlägen. Die Folge sind Dürre und Trockenheit in bestimmten Gebieten.

Sollte der Treibhauseffekt zu einer globalen Erwärmung von 5 Grad Celsius führen, würde sich nach Berechnungen Jenaer Forscher der Niederschlag um 11 Prozent verstärken (Sterne und roter Pfeil). Wollte man diese Erwärmung durch Abschirmung der Sonnenstrahlung kompensieren, nähme der Niederschlag jedoch stärker ab (blauer Pfeil). Daher ließe sich durch Geoengineering zwar möglicherweise die Temperaturänderung kompensieren, die Niederschlagsmenge würde im Vergleich zum heutigen Klima aber um fünf Prozent sinken.

Sollte der Treibhauseffekt zu einer globalen Erwärmung von 5 Grad Celsius führen, würde sich nach Berechnungen Jenaer Forscher der Niederschlag um 11 Prozent verstärken (Sterne und roter Pfeil). Wollte man diese Erwärmung durch Abschirmung der Sonnenstrahlung kompensieren, nähme der Niederschlag jedoch stärker ab (blauer Pfeil). Daher ließe sich durch Geoengineering zwar möglicherweise die Temperaturänderung kompensieren, die Niederschlagsmenge würde im Vergleich zum heutigen Klima aber um fünf Prozent sinken.

Quelle: Axel Kleidon und Maik Renner/MPI Jena

Kleidon und Renner vergleichen diesen Vorgang mit der Erwärmung eines Topfes auf dem Herd. „Die Temperatur in dem Topf lässt sich erhöhen, indem man entweder einen Deckel darauf setzt oder die Herdplatte stärker heizt, so Kleidon. Beides führt zu einer Erwärmung. „Bei einer hochgeheizten Herdplatte fließt jedoch mehr Wärme durch den Topf als durch einen Topf mit Deckel.“ Wird einer hochgeheizten Herdplatte mehr Wärme von unten hinzugefügt, dann fließt mehr Wärme von unten nach oben durch den Topf. Die Hitze staut sich eher, wenn der Topf auf der Platte sitzt.

Ähnlich funktioniert auch die Erwärmung in der Natur. Das Sonnenlicht entspricht dem Hochregeln der Herdplatte. Der Treibhauseffekt übernimmt dabei die Aufgabe des Deckels. Steigt der Treibhauseffekt, so ist es, als wäre der Topfdeckel dichter. Scheint die Sonne stärker, entspricht diese dem Hochregeln der Herdplatte.

Sonnenlicht kurbelt Wasserkreislauf an

Die Atmosphäre der Erde speichert je nach Entfernung zum Boden eine unterschiedlich hohe Menge an Feuchtigkeit. Je näher am Boden, um so mehr Wasser kann gehalten werden. Je höher die Atmosphärenschicht, um so mehr Feuchtigkeit wird kondensiert. Der Wasserkreislauf wird stärker angekurbelt, in dem die Sonne die Erdoberfläche stärker wärmt als der Treibhauseffekt.

Nach den Gesetzen der Physik nehmen mit dem Anstieg der Temperatur auf der Erde auch die Niederschläge zu. Folge ist ein verstärkter Wasserkreislauf. Je Grad Temperaturanstieg durch die Sonne nimmt die Luft etwa sieben Prozent mehr Feuchtigkeit auf.

Heutige Klimamodelle zeigen jedoch, dass die Luft nur zwei Prozent mehr Feuchtigkeit pro Grad aufnimmt. Grund dafür ist die Erderwärmung durch den Treibhauseffekt, der aufgrund seiner besonderen Wirkung geringere Energieflüsse und damit Niederschläge auslöst. Daraus schließen die Forscher aus Jena: Würde die Erde mit Hilfe von Geoengineering um zwei Grad abgekühlt, würde der Wasserkreislauf auch um zwei Prozent reduziert, das Aufsteigen des Wassers sogar um acht Prozent vermindert. „Das wäre, als ob man gleichzeitig einen Deckel auf den Topf setzte und die Herdplatte reduzierte“, erklärt Kleidon. „Während man in der Küche damit Energie sparen kann, führt Geoengineering im Erdsystem zu einer Verlangsamung des Wasserkreislaufs mit weitreichenden Auswirkungen“.

 

Ein Beitrag von:

  • Petra Funk

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