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Dienstag, 14.08.2018
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Albedo mit Widerspruch

Ruß und Asche bilden eine Heizdecke

Dieser zunächst widersprüchlich anmutende Sachverhalt erklärt sich daraus, dass die optische Wirkung von Aerosolen wesentlich von deren Gehalt an stark absorbierenden Partikeln wie Ruß oder Flugasche abhängt. So erscheinen Aerosole mit nur mäßigem Rußanteil – vom Weltraum aus gesehen – auch bei wolkenlosem Himmel über dem dunklen Ozean hell, über Schneeflächen hingegen dunkel. Entstehen unter dem Einfluss dieser Aerosole dann noch Wolken, tritt ein überraschendes Phänomen auf: Dünnere Wolken erscheinen heller, dickere hingegen dunkler – und dieser Umschlagpunkt verschiebt sich mit steigendem Rußanteil des Aerosols hin zu immer dünneren Wolken. Deshalb beobachtet man bei extrem hohem Rußgehalt im Mittel über alle Wolken eine Verdunklung, also ein vermindertes Rückstreuvermögen.

Grad der Bewölkung über China

Und genau das ist über dem Roten Becken der Fall: Der hohe Gehalt an Ruß und Flugasche lässt dort die Wolken vergrauen und macht sie zu regelrechten Strahlenfallen, die dann infolge der absorbierten Strahlung auch noch wie „Heizdecken“ über der Region lasten. Über Mitteleuropa hingegen überwog vor 1989 der „erhellende“ Effekt, da hier der Rußanteil im Aerosol niedriger lag. Doch nach der Wende – nachdem vor allem der Pegel an Sulfat-Aerosolen erheblich gesunken war – kam der Rußanteil, insbesondere aus Dieselfahrzeugen, stärker zur Geltung. Und deshalb sank die Albedo der Wolken über Mitteleuropa um 2 bis 3 Prozent.

Das bedeutet, auf den Punkt gebracht, dass in China dickere Luft, in Europa dagegen reinere Luft zu dunkleren Wolken führt: Ein Befund, der die hintergründige Rolle von Aerosolen im Strahlungshaushalt der Atmosphäre deutlich macht. In beiden Fällen, in China wie in Europa, tragen diese Effekte zur Erwärmung bei, da mehr Sonnenstrahlung in der Atmosphäre absorbiert wird. Dabei geht es um erhebliche Energiemengen. Das zeigt das folgende Zahlenbeispiel:

Albedo – weniger ist nicht immer mehr


Würde die mittlere Albedo der Erde, die zurzeit bei 30 Prozent liegt, global um nur 1 Prozent vermindert, dann würde die Erde im Mittel 2,4 Watt pro Quadratmeter mehr an Sonnenenergie aufnehmen – ein Betrag, der dem Hundertfachen der Energieflussdichte der gesamten Menschheit entspricht; denn deren Energieumsatz macht, auf die Erdoberfläche bezogen, nur 0,025 Watt pro Quadratmeter aus.

Andererseits bleibt viel Energie in den Wolken selbst hängen, wenn sich deren Albedo erniedrigt. Sinkt ihre Albedo, wie in Mitteleuropa, um 2 bis 3 Prozent, dann gehen am Erdboden 4 bis 6 Watt pro Quadratmeter verloren; schrumpft die Wolken-Albedo, wie im Roten Becken, sogar um bis zu 10 Prozent, dann bedeutet das am Boden – etwa für die Bildung von Biomasse in Getreide – einen Ausfall von 20 Watt pro Quadratmeter. Allerdings steckt diese am Boden fehlende Energie in den Wolken und damit in der unteren Atmosphäre.

Und das berührt eine grundlegende Frage der Klimaforschung: Wirken Aerosole, indem sie die Erdoberfläche via Wolken regional abdunkeln, der anthropogenen Erwärmung der Erde entgegen? Die Antwort der Forscher: Jedenfalls nicht über dem Roten Becken, denn dort wird zwar nicht am Boden, aber in der Atmosphäre wesentlich mehr Sonnenlicht absorbiert als noch vor 15 Jahren.

Stand: 08.04.2005
 
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