Sulfatpartikel beim Geoengineering könnten das Klima weiter erwärmen

Da sich beinahe jeder Klimaindikator weiter verschlechtert, werden die Rufe nach extremen technologischen Eingriffen lauter. Doch Studie um Studie zeigt, dass das Wagnis eines erzwungenen Geoengineerings eigene gefährliche Risiken birgt.

Neue Forschung warnt: Würden Sulfatpartikel in die Atmosphäre eingebracht, um Sonnenlicht zurückzuwerfen und die kühlende Wirkung von Vulkanausbrüchen nachzuahmen, könnten sie zusätzliche Erwärmung und noch gravierendere Klimaanomalien verursachen als ein unverändertes Verbrennen von Treibhausgasen – falls sie nicht an der richtigen Stelle landen.

Risiken von Sulfatpartikeln beim Geoengineering

„Wir haben festgestellt, dass einige nachteilige Auswirkungen dieser Injektion in manchen Regionen eine ähnliche Grössenordnung erreichen wie jene des Klimawandels selbst“, schreiben der Atmosphärenwissenschafter Elia Wunderlin von der ETH Zürich und seine Kolleginnen und Kollegen in ihrer Arbeit.

Das Team nutzte Klima-Modelle mit Aerosolchemie sowie Prinzipien der Mikrophysik, um zu simulieren, wie sich Sulfat-Aerosole verhalten würden, wenn sie in die Stratosphäre über äquatorialen Breiten injiziert würden.

Der Äquator war zuvor als Zielregion bestimmt worden, weil Aerosole dort am längsten in der Atmosphäre verbleiben würden.

„Wir bestätigen, dass die Kühleffizienz mit zunehmenden Injektionsmengen abnehmen würde“, schreiben die Forschenden.

Ihre Ergebnisse zeigen, dass sich zwei bis drei Jahre nach einer vorgeschlagenen Injektion, sobald die Konzentration der Schwefelpartikel in der Atmosphäre ein neues Gleichgewicht erreicht hat, eine Abkühlung der Planetenoberfläche um etwa 1 °C erzielen liesse.

Gleichzeitig würde sich die untere tropische Stratosphäre jedoch stark erwärmen, weil das Sulfat langwellige Wärme absorbiert, die von der Erdoberfläche abgestrahlt wird.

Falls die Treibhausgasemissionen in diesem Zeitraum ebenfalls weiter steigen – und es gibt keine Hinweise darauf, dass wir Menschen dabei langsamer werden –, würden die Wettersysteme der Nordhalbkugel im Winter extremer. Dadurch würde sich auch die Wechselwirkung zwischen zwei gesamten Atmosphärenschichten, der Stratosphäre und der Troposphäre, verändern.

Veränderungen in Stratosphäre und Wetter

„Wir zeigen, dass diese Erwärmung den meridionalen Temperaturgradienten in der Stratosphäre deutlich beeinflusst und dadurch zonale Winde, die Ozonschicht [und] den Wasserdampftransport aus der Troposphäre verändert – und sogar grössere Anomalien verursacht als ungebremste Treibhausgasemissionen“, erläutern Wunderlin und sein Team.

Zudem könnten steigende Aerosolkonzentrationen in der Stratosphäre die Bewegung atmosphärischer Chemikalien, einschliesslich der Aerosole selbst, von einem jährlichen auf einen zweijährlichen Zyklus umstellen.

Die Modelle ergaben, dass eine stärkere Aerosolschicht in der Stratosphäre zu schwächeren stratosphärischen Winden führt und damit die Dauer des natürlichen Zyklus verlängert.

„[Dies zeigt] die Fähigkeit von Aerosolen, ihre eigenen stratosphärischen Transportwege und ihre Verweildauer zu beeinflussen“, schreiben die Forschenden.

Eine solche Veränderung des Zyklus hätte weitreichende Folgen für Wettermuster, darunter ein höheres Überschwemmungsrisiko in Europa.

Das Team regt an, andere mögliche Aerosole zu untersuchen, um einige dieser Probleme zu verringern. Dazu zählen etwa Diamant, der keine Wärme von der Erdoberfläche absorbieren würde, oder Kalzit, das die Ozonschichten nicht beeinträchtigen würde.

„Diese könnten jedoch andere, unbekannte Herausforderungen mit sich bringen, die weiter untersucht werden müssen“, warnen sie.

Sicherere Alternativen zum erzwungenen Geoengineering

Die Ergebnisse ergänzen eine wachsende Zahl von Forschungsarbeiten, die auf die Risiken des erzwungenen Geoengineerings hinweisen. Dazu gehören ein weiterer Verlust der Ozonschicht, veränderte globale Niederschlagsmuster und zusätzliche Störungen ökologischer Systeme.

Eine Art von Geoengineering bringt dagegen deutlich weniger Risiken mit sich und garantiert Vorteile: Die Wiederherstellung heimischer Ökosysteme besitzt ein enormes Potenzial, unser Klima zu stabilisieren, ohne derart extreme Risiken und Unbekannte einzuführen.

Obwohl diese Option wesentlich verlässlicher und sicherer ist, scheint sie bei weitem nicht dieselbe Aufmerksamkeit, Begeisterung oder Finanzierung anzuziehen.

Unabhängig von künftigen Strategien ist der Ausstieg aus fossilen Brennstoffen entscheidend, um die Klimasituation anzugehen. Ihr Verbrauch steigt jedoch weiter, während Unternehmen mit öffentlichen Fördermitteln Rekordgewinne erzielen.

Diese Forschung wurde in Geophysical Research Letters veröffentlicht.