Detektivjob Klimaforscher: Gegenspieler des Klimagases CO2 gesucht

31.03.2015

Neues aus der Klimaforschung: Einmal im Monat berichten Klimaforscher im Hamburger Abendblatt über aktuelle Erkenntnisse. Prof. Dr. Hans von Storch ist ein Direktor des Instituts für Küstenforschung des Helmholtz-Zentrums Geesthacht, Professor am Meteorologischen Institut der Universität Hamburg und Mitglied im Exzellenzcluster für Klimaforschung CliSAP.

Ursache für den Temperaturanstieg in allen vier Jahreszeiten könnte die vermehrte Gegenwart des Treibhausgases CO2 sein.
Detektiv in der Klimaforschung: Prof. Dr. Hans von Storch.

Für den Ostseeraum zeigt die Temperaturkurve einen klaren Trend: In den vergangenen dreißig Jahren wurde es hier um bis zu zwei Grad Celsius wärmer. Wie kam es dazu? Um das zu beantworten, müssen wir Klimaforscher in die jüngere Vergangenheit schauen. Dabei gehen wir vor wie Detektive in einem komplizierten Fall. Die reiche Gräfin Celsius liegt am Boden – starb sie eines natürlichen Todes oder wurde sie ermordet? Ähnlich in der Klimaforschung: Liegen die gestiegenen Temperaturen im Bereich natürlicher Temperaturschwankungen? Oder haben sie eine externe Ursache?

Gemeinsam mit Kollegen am Klima-Exzellenzcluster CliSAP untersuche ich zunächst die Messreihen seit 1980. Wir inspizieren also den Tatort. Liegen die Daten im Bereich der natürlichen Schwankungen, müssen wir gar nicht erst einen Fall eröffnen. Die Gräfin starb an Altersschwäche. Doch tatsächlich erweisen sich die Werte für Sommer und Herbst sowie der Jahresdurchschnitt als Ausreißer, die es zu erklären gilt. Wir geben einen Fahndungsbrief heraus, „Täter gesucht!“.

Einen Hauptverdächtigen gibt es bereits. Ursache für den Temperaturanstieg in allen vier Jahreszeiten könnte die vermehrte Gegenwart des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) sein. Ob das stimmt, sagen uns die Klimarechenmodelle. Diese liefern Vorschläge, wie die Temperaturerhöhung aufgrund gestiegener CO2-Konzentrationen ausfallen sollte. Und in der Tat, die Simulationen ergeben, dass für die Winter- und Frühlingsmonate sehr wohl CO2 der alleinige Täter sein kann.

Doch der Fall ist noch nicht gelöst. Die festgestellte Erhöhung der Sommer- und Herbsttemperaturen seit 1980 ist zu hoch. Laut den CO2-getriebenen Rechenmodellen müsste sie niedriger sein. Wir schließen daraus, dass CO2 alleine die Erwärmung nicht erklärt. Was könnte den ungewöhnlichen Temperaturanstieg in den warmen Monaten bewirkt haben?

Wir folgen einem weiteren Verdacht. Winzige Schmutzpartikel in der Luft könnten der gesuchte Faktor sein. Diese sogenannten Aerosole reflektieren das Sonnenlicht und wirken so wie ein Sonnenschirm. Sie kühlen folglich die bodennahen Luftschichten. Außerdem ermöglichen die Teilchen das Entstehen von Wolken, die ebenfalls für Kühlung sorgen. Aerosole verhalten sich demzufolge wie eine Temperaturbremse. Wir vermuten, dass dieser Mechanismus im Sommer und Herbst besonders wirksam ist.

Die Konzentration der Aerosole in der Luft nahm im Verlauf der Industrialisierung im Ostseeraum stark zu.  Wir nehmen daher an, dass Aerosole die Wärmewirkung des CO2 im baltischen Raum bis 1980 milderten. Der Klimawandel wurde also durch die Umweltverschmutzung eine Weile gedämpft. Das änderte sich mit der Luftreinhaltungspolitik ab den 1980er Jahren. Industriell erzeugte Aerosole wurden weniger und damit auch ihre kühlende Wirkung im Sommer und im Herbst. Das könnte die außergewöhnlich hohen Temperaturanstiege in den letzten Jahrzehnten erklären.

Der Mordfall scheint gelöst. Täter ist das CO2, das die Temperatur im Ostseeraum erhöht hat. Die hitzeempfindliche Gräfin Celsius hatte anfangs noch Helfer: Die Aerosole verschafften ihr besonders im Sommer und im Herbst Erleichterung, indem sie die Luft kühlten.