Luftverschmutzung 20.12.2023, 15:18 Uhr

Was die Corona-Pandemie mit den Himalaya-Gletschern zu tun hat

Die Corona-Pandemie und die Himalaya-Gletscher haben auf den ersten Blick keine Berührungspunkte. Doch es gibt sie: Während der Pandemie sind die Gletscher weniger schnell geschmolzen. Grund: Weniger Luftverschmutzung.

Mount Everest

Während der Corona-Pandemie sind die Gletscher und Schneemassen im Himalaya weniger stark geschmolzen.

Foto: Panthermedia.net/Anton_Sokolov

Die Reduzierung der Luftverschmutzung auf das Niveau der Corona-Pandemie könnte dazu beitragen, die Himalaya-Gletscher zu erhalten und ihr Verschwinden bis zum Jahrhundertende zu verhindern. Dies ergab eine Studie eines internationalen Forscherteams, die sich auf die Lockdown-Phase 2020 während COVID-19 bezog. Während dieser Zeit führte die sauberere Luft dazu, dass weniger Rußpartikel auf den Gletschern landeten. Dies reduzierte das tägliche Schmelzen des Schnees um 0,5 bis 1,5 mm.

Gletscherschmelze bedroht Wasserversorgung

Die Gletscherschmelze und der Verlust der Schneedecke bedrohen schon jetzt die Wasserversorgung von Milliarden Menschen in Asien, insbesondere in Regionen entlang der Flüsse Indus, Ganges und Jangtsekiang. Eine Reduktion der Emissionen von Luftschadstoffen wie Ruß auf das Niveau der Lockdowns könnte die Schneeschmelze um bis zu 50% vermindern.

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Ein Wechsel zu sauberer Energie und weniger emissionsintensiven Verkehrsmitteln würde somit erheblich zur Sicherung der Wasserversorgung, zur Unterstützung der Landwirtschaft und zum Schutz der Ökosysteme in großen Teilen Asiens beitragen. Dies geht aus einer Studie hervor, die im Fachjournal „Atmospheric Chemistry and Physics“ veröffentlicht wurde.

Größte schneebedeckte Region außerhalb der Pole

Das Hochgebirge des Hindukusch-Himalayas und das tibetische Hochland in Zentralasien bilden die größte Region mit Schneedecke außerhalb der Polargebiete. Die Gletscherschmelze in dieser Region versorgt Flüsse in Indien und China, die wiederum essentiell für Landwirtschaft, Energieerzeugung und die Volkswirtschaften dieser Länder sind. Besonders im Frühjahr trägt die Schmelze der Himalaya-Gletscher zur Hälfte des jährlichen Süßwasserbedarfs von etwa 4 Milliarden Menschen in Süd- und Ostasien bei.

Diese Wasserressourcen sind jedoch bedroht: Die globale Erwärmung hat seit der Kleinen Eiszeit im Mittelalter bereits etwa 40 Prozent der Gletscherfläche des Himalayas reduziert. Abgesehen von einigen Gletschern im Karakorum hat sich auch die Schneemenge in den letzten 30 Jahren erheblich verringert. Prognosen unter extremen Klimaszenarien lassen vermuten, dass die Gletscher im Himalaya bis Ende des 21. Jahrhunderts vollständig schmelzen könnten. Diese Entwicklung stellt eine ernste Bedrohung für die Wasserversorgung von Milliarden Menschen dar.

Gletscherschmelze hat verschiedene Ursachen

Der Rückgang der Gletscherdicke ist hauptsächlich auf den Klimawandel zurückzuführen, der sich durch steigende Lufttemperaturen und veränderte Niederschlagsmuster auszeichnet. Diese langfristigen Veränderungen erfordern jahrzehntelange Anstrengungen zur Bekämpfung.

Zusätzlich wirken sich kurzfristige Faktoren wie die Ansammlung lichtabsorbierender Partikel, darunter Staub und Ruß (schwarzer Kohlenstoff, BC), auf die Gletscherschmelze aus. Frühere Studien haben gezeigt, dass Ruß die Schmelze des Gletscherschnees stärker antreibt als Treibhausgase in der Atmosphäre. In Südasien, einer dicht besiedelten Region mit steigendem Energiebedarf, haben die Emissionen von Treibhausgasen und Rußpartikeln in den letzten Jahrzehnten zugenommen. Dies führt zu einer verstärkten Verdunkelung der Gletscher und beschleunigt deren Schmelze.

Luftverschmutzung ging während Corona deutlich zurück

Die Lockdown-Maßnahmen während der Corona-Pandemie führten 2020 zu einem signifikanten Rückgang im Personen- und Gütertransport im Himalaya-Gebiet. Dies hatte auch einen deutlichen Rückgang der Industrieemissionen und des Energieverbrauchs zur Folge. Infolgedessen sank die Luftverschmutzung durch Treibhausgase und insbesondere Rußpartikel erheblich.

Satellitendaten zeigten während des Lockdowns in Asien zwischen März und Mai 2020 einen saubereren Schnee, der um fast ein Drittel weniger lichtabsorbierende Partikel enthielt. Dies resultierte in einer Verringerung der Schneeschmelze im westlichen Himalaya um 25 bis 70 mm – im Vergleich zum 20-jährigen Durchschnitt für diese Monate. Die reduzierte Schneeabsorption und veränderte Oberflächenalbedo bewirkten, dass etwa 7 Kubikkilometer Schmelzwasser im Indus-Einzugsgebiet zurückgehalten wurden.

So wurde die geringere Luftverschmutzung analysiert

Um die Analyse der Auswirkungen reduzierter Luftverschmutzung über den Hochgebirgen Zentralasiens während der COVID-19-Lockdowns von März bis Mai 2020 zu untersuchen, setzte ein internationales Forschungsteam aus Indien, Deutschland und Großbritannien globale Simulationen ein. Hierfür verwendeten sie das aktualisierte Chemie-Klima-Modell ECHAM6-HAMMOZ, angereichert mit einer fortschrittlichen Ruß-Schnee-Parametrisierung.

Ziel war es, die Luftverschmutzung während der Lockdowns mit normalen Bedingungen zu vergleichen. Die Simulationsdaten basierten auf einem speziellen COVID-19-Emissionsinventar, das Emissionen anhand von Google- und Apple-Mobilitätsdaten erfasste. Zusätzliche Beobachtungsdaten flossen in die Studie ein, darunter die Schneebedeckung und atmosphärische Trübung, ermittelt durch MODIS-Spektraldaten der NASA.

Diese wurden ergänzt durch Sonnenphotometer-Messungen von zwei AERONET-Stationen in Lahore, Pakistan, und Duschanbe, Tadschikistan. Insbesondere die AERONET-Daten aus Duschanbe waren Teil des deutsch-tadschikischen Projekts CADEX von 2014 bis 2016, bei dem TROPOS und die Akademie der Wissenschaften von Tadschikistan gemeinsam den Mineralstaub über Zentralasien analysierten.

Ergebnisse der Studie

Die Reduzierung anthropogener Luftverschmutzung in großen Teilen der zentralasiatischen Hochgebirge führte dazu, dass weniger Ruß auf dem Schnee abgelagert wurde. Im Frühjahr 2020 sank die Rußbelastung im Schnee um 25 bis 350 Mikrogramm pro Kilogramm, was bis zu einem Drittel der dortigen Rußkonzentration ausmacht. Entgegen diesem Trend stiegen die Rußwerte im Schnee in einigen Regionen des Hindukusch, des östlichen Himalayas und des Kunlun-Gebirges an.

Diese scheinbar widersprüchlichen Unterschiede sind auf die Wechselwirkung von Ruß mit der Sonnenstrahlung in der Atmosphäre zurückzuführen, was komplexe Veränderungen in der atmosphärischen Zirkulation bewirkt. Diese Veränderungen beeinflussen wiederum den Transport und die Ablagerung von Luftschadstoffen.

„Unsere Simulationen zeigen, dass der Rückgang der Ruß-Konzentration im Schnee und die allgemeine Verringerung der Luftverschmutzung sowie die damit verbundenen Strahlungseffekte den kurzwelligen Strahlungsantrieb an der Oberfläche im März bis Mai 2020 um bis zu 2 Watt pro Quadratmeter verringerten, was zu einer geringeren atmosphärischen Erwärmung führte. Diese geringere Erwärmung der Schneedecke und der troposphärischen Säule ist der kombinierte Effekt von weniger Ruß im Schnee und der Veränderungen der atmosphärischen Konzentrationen von Sulfat und Ruß“, erklärt Dr. Bernd Heinold vom TROPOS.

Lockdown kam Himalaya in vielerlei Hinsicht zugute

Heinold kommentiert die Ergebnisse der Studie weiter: „Im Modell konnten wir zeigen, dass der Rückgang der Luftverschmutzung die Schneeschmelze im Frühjahr 2020 um 0.5 bis 1.5  Millimeter pro Tag reduziert und sich damit das abfließende Schmelzwasser im Jahr um bis zur Hälfte verringert hat“.  Es lässt sich feststellen: Während des COVID-19-Lockdowns führte die reduzierte menschliche Verschmutzung zu mehreren positiven Effekten in den Hochgebirgen Zentralasiens: Die Schneeoberflächen reflektierten mehr Sonnenlicht, was zu einer verminderten Schneeschmelze und einer umfangreicheren Schneebedeckung beitrug. Zudem erhöhte sich die Menge an gespeichertem Wasser, da der Oberflächenwasserabfluss abnahm.

„Unsere Ergebnisse machen deutlich, dass von den beiden Prozessen, die den Rückgang der Himalaya-Gletscher verursachen – der globalen Klimawandel und die lokale Luftverschmutzung – vor allem eine Reduktion der Luftverschmutzung eine kurzfristige Hilfe sein könnte“, betont Prof. Ina Tegen vom TROPOS. „Selbst wenn wir die CO2-Emissionen sofort stoppen würden, würden die Temperaturen zunächst nicht sinken. Unsere Ergebnisse bestätigen aber die Bedeutung der Reduzierung kurzlebiger Klimatreiber wie Ruß und ihre ergänzende Rolle bei der CO2-Minderung. Eine Verringerung der Luftverschmutzung auf ein ähnliches Niveau wie während der COVID-19-Lockdowns im Jahr 2020 könnte die Himalaya-Gletscher schützen, die ansonsten bis zum Ende des 21. Jahrhunderts zu verschwinden drohen.“

Gletscher im Himalaya in Gefahr

Das internationale Forschungsteam kommt zu folgendem Resümee: Seit dem Jahr 2000 schmelzen die Gletscher im Himalaya jährlich um fast einen halben Meter. Eine Reduzierung der Luftverschmutzung auf das Niveau, das während der Corona-Pandemie erreicht wurde, könnte die Gletscherschmelze um bis zu 50 Prozent verringern. Daher würden Maßnahmen zur Luftreinhaltung nicht nur die Gesundheit von Milliarden Menschen in Asien verbessern, sondern auch einen positiven Einfluss auf die Wasserversorgung, Landwirtschaft und Ökosysteme in weiten Teilen Asiens haben.

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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