Dreck macht in Maßen macht mehr Regen

Nicht jede dicke Wolke bringt Regen: In unbelasteter Luft regnet diese Wolke (li.) über dem Amazonas normal ab. Aus einer anderen Wolke vom selben Tag (re.) fiel kein Regen, da sie mit vielen Aerosolen durch Brandrodungen belastet war. Bild vergrößern
Nicht jede dicke Wolke bringt Regen: In unbelasteter Luft regnet diese Wolke (li.) über dem Amazonas normal ab. Aus einer anderen Wolke vom selben Tag (re.) fiel kein Regen, da sie mit vielen Aerosolen durch Brandrodungen belastet war.

Autos, Kraftwerke und Heizungen pusten riesige Mengen an Aerosolen in die Luft. Auch Brandrodungen setzen die Schwebepartikel mit Durchmessern von zum Teil nur wenigen Tausendstel Millimetern frei. Vor dem Einfluss des Menschen war die Last der Aerosole in der Luft über Land nur bis zu doppelt so hoch wie über den Meeren; heute ist die Landluft zum Teil hundertmal stärker belastet. Dass natürliche und von Menschen gemachte Aerosole unser Klima beeinflussen, ist unbestritten. Doch wie wirken sie genau?

Ohne Aerosole können sich keine Niederschlagstropfen bilden. Sie geben den Wolken Starthilfe, indem sie der Luftfeuchtigkeit Sammelstellen anbieten, so genannte Kondensationskeime: die winzigen Teilchen sind notwendiger Ausgangspunkt eines jeden Regentropfens. Die Luftfeuchtigkeit aus der aufsteigenden Luft kondensiert an den Aerosolpartikeln. Dabei wird genau die Wärme frei, die bei der Verdunstung des Wassers benötigt wurde. Sind nur wenige Partikel in der Luft, wachsen die Tropfen so schnell, dass sie abregnen bevor alles Wasser kondensieren kann. Sind viele Sammelstellen vorhanden, bilden sich mehr und dafür kleinere Tropfen, die länger in der Luft schweben. Die Wärmeenergie, die das zusätzliche Wasser beim Kondensieren abgibt, reicht aus, um die Wolken weiter aufsteigen zu lassen und der Prozess setzt sich fort. Es regnet viel.

In stark verschmutzter Luft gibt es dagegen ein Überangebot an Sammelstellen: Die Tropfen bleiben winzig und erreichen nicht das notwendige Gewicht, um zu fallen. Außerdem streuen die vielen kleine Tröpfchen mit ihrer größeren Gesamtoberfläche mehr Sonnenlicht, was die Erdoberfläche kühlt. Aerosole verringern somit - wie eine Art Sonnenschirm - den Anteil der Sonnenenergie, die den Boden erreicht. Dadurch verdunstet weniger Wasser. Außerdem erwärmt sich der Boden nicht so stark, und es steigt weniger warme, feuchte Luft auf, die für die Wolkenbildung notwendig ist. In dieselbe Richtung wirken dunkle Russpartikel aus Waldbränden oder Kohleverbrennung, die Sonnenenergie aufnehmen. Sie erwärmen die Luft um sich herum, so dass Wolkentröpfchen verdunsten anstatt abzuregnen.

Die Wirkung dieser winzigen Partikel auf den Niederschlag kann also vollkommen gegensätzlich sein. Bisher wurden die Effekte der Aerosole auf die Energie am Boden und auf die Tropfenbildung in der Höhe getrennt betrachtet. Die Ergebnisse waren daher so widersprüchlich, dass das Thema im Rahmen von Klimaprognosen lieber beiseite geschoben wurde. "Ob Aerosole zu mehr Wolken und mehr Niederschlag führen oder zu weniger Wolken und weniger Niederschlag, hängt davon ab, wie viele Aerosole es sind. Erst daraus folgt, wie sich die Energie verteilt, die gebraucht wird, um Wasser zu verdunsten und Luft zu transportieren", erklärt Meinrat O. Andreae, Direktor am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz.

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