Klimaforschung Dunkel war's, der Mond schien helle

Im letzten halben Jahrhundert ist es auf der Erde nicht nur wärmer geworden - sondern auch dunkler. Was zunächst nicht zusammenzupassen scheint, ist vergangene Woche auf einer Tagung in Montreal von Klimatologen bestätigt worden: der Trend zur weltweiten Verdüsterung, dem "global dimming". Zwischen 1950 und 1990, so der Befund, hat die Menge an Sonnenlicht, das die Erdoberfläche erreicht, spürbar abgenommen.

Zwar unterscheiden sich die genauen Zahlenangaben von einer Forschergruppe zur anderen. Beate Liepert von der Columbia University in New York und Johann Feichter vom Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg sprechen von einem Schwund von 1,3 Prozent pro Dekade, während Gerald Stanhill vom israelischen Landwirtschaftsministerium auf 2,7 Prozent kommt. Doch unterm Strich dürfte die Sonneneinstrahlung auf die Erdoberfläche seit den fünfziger Jahren um zehn Prozent zurückgegangen sein. In einigen Gegenden sieht es besonders düster aus: In Hongkong zum Beispiel dringen nur noch zwei Drittel des früher gemessenen Lichts durch die immer dichtere Dunst- und Wolkendecke.

Aerosole für Abnahme solarer Einstrahlung verantwortlich

Die Ursachen dafür sind wohlbekannt. Da wäre einmal die gestiegene Menge an Wasserdampf in der Atmosphäre, die wir der globalen Erwärmung verdanken. Denn je wärmer es ist, desto mehr Wasserdampf kann die Luft aufnehmen, und um so mehr Wolken bilden sich, die den Sonnenschein zurück ins Weltall reflektieren.

Darüber hinaus sind an der Verdunklung sogenannte Aerosole beteiligt. Dabei handelt es sich um winzige flüssige und feste Partikel, etwa Staub oder Salz. Solche schweben auch ohne menschliches Zutun durch die Atmosphäre. Allerdings hat ihre Menge seit Beginn der Industrialisierung enorm zugenommen. Bei jeder Verbrennung werden Aerosole in die Luft geblasen - durch die Industrie zum Beispiel Schwefelsäure und durch Dieselfahrzeuge Ruß. Und das hat Folgen: "Nach unseren Berechnungen sind die Aerosole hauptsächlich für die Abnahme der solaren Einstrahlung verantwortlich", sagt Feichter.

Aerosole verstärken Wolkenbildung

Die kleinen Teilchen wirken sich gleich mehrfach auf die Lichtmenge an der Erdoberfläche aus. Zum einen direkt: Sie reflektieren das Sonnenlicht ins Weltall zurück. Zum anderen verstärken Aerosole die Wolkenbildung. Ab einer bestimmten Menge kondensiert der Wasserdampf in der Luft, er wird flüssig und bildet Tröpfchen. Sind Aerosole vorhanden, dienen sie als Initiatoren der Tröpfchenbildung, als sogenannte Kondensationskerne. Dabei gilt: Je mehr Aerosole durch die Luft treiben, um so eher bilden sich Wolken.

Und das ist noch nicht alles: "Wolken in verschmutzten Gebieten bestehen aus mehr und kleineren Tropfen als Wolken in sauberer Luft. Dadurch sind sie heller und reflektieren mehr Sonnenlicht", erklärt Feichter. Außerdem regnen sich kleintropfige Wolken langsamer ab und bleiben länger in der Atmosphäre.

Rußpartikel stark krebserregend

Die Ursache des "global dimming" und des Treibhauseffekts ist also dieselbe: das ungehemmte Verfeuern vielerlei Materials zu Produktions- und Fortbewegungszwecken. Beim Treibhauseffekt ist es das Kohlenstoffdioxyd, das in rauhen Mengen in die Atmosphäre gerät und dort die Wärmestrahlung der Erde nicht ins All entläßt, sondern zurück zur Erde reflektiert. Aber gelangt mit zunehmender Dunkelheit nicht grundsätzlich weniger Sonnenschein auf die Erde, und müßte es dadurch nicht kälter werden?

"Stimmt", sagt Feichter. "Aber die Erwärmung ist so stark, daß die Verdunkelung nur abschwächende Wirkung hat." Berechnungen am Hamburger Max-Planck-Institut hätten gezeigt, daß die globale Erwärmung um knapp ein Grad seit 1860 rund doppelt so hoch ausgefallen wäre, hätte es das "dimming" nicht gegeben. "Jetzt soll aber keiner auf die Idee kommen, deshalb nichts mehr gegen den Ruß- und Schwefelausstoß zu unternehmen", sagt Feichter. Neben der Verdunkelung hätten die Schadstoffe nämlich noch andere Wirkungen: "Man geht davon aus, daß Rußpartikel stark krebserregend sind."

Licht im Dunkel

Tatsächlich scheinen die Bemühungen westlicher Industrienationen, Ruß- und Schwefelemissionen zu verringern, Wirkung zu zeigen. Die Wissenschaft sieht wieder Licht im Dunkel: "Weltweite Messungen haben gezeigt, daß die Sonneneinstrahlung seit Anfang der neunziger Jahre grundsätzlich wieder zunimmt", sagt Martin Wild von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich. Seine in Montreal präsentierten Beobachtungsergebnisse würden durch Satellitendaten unterstützt, nach denen die weltweite Wolkendecke abgenommen habe. Wie Feichter ist auch Wild der Ansicht, daß der wieder zunehmende Sonnenschein auf Rußfilter und Entschwefelungsanlagen zurückzuführen ist. Außerdem sei eine weitere Ursache nicht außer acht zu lassen: "Der Zusammenbruch der Ökonomie des Ostblocks." In den Nachfolgestaaten würden weit weniger Aerosole freigesetzt.

Das Ende der Dunkelheit verkündet auch eine Gruppe von Wissenschaftlern um Philip Goode und Enric Palle vom New Jersey Institute of Technology in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science. Ihr Befund stützt sich jedoch nicht auf Daten irdischer Meßstationen - sondern auf Daten vom Mond.

„Das ,dimming' wird schwächer“

Vom Big Bear Solar Observatory in Kalifornien maßen die Wissenschaftler den sogenannten "earthshine", das düstere Leuchten vom dunklen Teil des Mondes, wenn dieser als Sichel zu sehen ist (siehe Bild links). Das Leuchten ist nichts anderes als am Mond reflektiertes Licht der Erde. Ist die Erde stärker von Dunst und Wolken umhüllt, reflektiert sie mehr Sonnenlicht - ihre sogenannte Albedo ist höher und der "earthshine" heller. Klart der Himmel über der Erde auf, reflektiert sie weniger Licht - ihre Albedo ist niedriger und der "earthshine" schwächer. Wie stark das Leuchten der dunklen Seite des Mondes ist, läßt sich bestimmen, indem man es mit dem konstanten Leuchten der hellen Mondsichel, dem Widerschein des Sonnenlichts, vergleicht.

Durch ihre eigenen Beobachtungen und deren Vergleich mit Satellitendaten zur globalen Bewölkung kamen Goode und Palle zu einem Schluß, der zu dem von Martin Wild paßt: Von 1985 bis 1997 ging die Albedo der Erde stark zurück. Obwohl seither wieder ein Anstieg der Reflektivität gemessen wurde, ist sich Palle sicher: "Das ,dimming' wird schwächer. Und ich bin nicht der einzige, der dieser Meinung ist."

Mehr Sonnenschein - klingt ja an sich erfreulich, bringt Wissenschaftler wie Johann Feichter aber nicht in Verzückung: "Dadurch wird es in den kommenden Jahren noch wärmer werden", sagt er. Der rasante Temperaturanstieg in den vergangenen 15 Jahren mit den zehn wärmsten Jahren seit 1860 sei Ausdruck der wieder heller werdenden Welt. Dennoch könne nicht überall mit lichteren Zeiten gerechnet werden: "Die Verdunkelung wird zum Problem der weniger stark entwickelten Länder werden. Es ist ja bekannt, welche Schwierigkeiten Städte wie Mexico City mit dem Smog haben." Auch in Afrika und Indien werde sich das Problem durch die zunehmende Aerosolemission verschärfen, glaubt Feichter: "Plastik, Dung, die verbrennen da ja alles, was es gibt."