Climate Engineering als Lösung unserer Klimaprobleme? Teil 2

Im letzten Teil über Climate Engineering ging es um extraterestrische Ansätze oder Ansätze in der Stratosphäre. Diesmal geht es um Ansätze die der Erdoberfläche etwas näher sind. Und zwar um die Modifikation von Wolken. Man weiß, dass Wolken einen wesentlichen Einfluss auf unser Klima haben, da diese zum Beispiel die einfallende kurzwellige Strahlung reflektieren. Dies hängt maßgeblich davon ab, wie die Wolke optisch beschaffen ist. Also ob eine Wolke zum Beispiel aus vielen kleinen flüssigen Wolkentropfen besteht und somit ein höheres Rückstreuvermögen besitzt oder ob sie aus wenigen größeren Wolkentropfen besteht und damit ein eher geringes Rückstreuvermögen besitzt.

An einem Tag mit wechselnder Bewölkung merkt man den Effekt von Wolken ziemlich schnell auf der eigenen Haut. Aber auch nachts wissen wir, dass Wolken einen großen Einfluss haben. Klare, wolkenlose Nächte sind deutlich kühler, als bedeckte Nächte. Eine nächtliche Wolkendecke verhindert bzw. verringert also ein Auskühlen. Damit hat man also zwei Ansätze, wie man Wolken modifizieren könnte. Einerseits könnte man die Albedo von Wolken erhöhen oder Wolken auflösen, um nachts die Ausstrahlung des Erdbodens weniger zu behindern. Ändert man also gezielt die Eigenschaften von Wolken, könnte man auch Einfluss auf die globale Temperatur nehmen.

Aufhellen maritimer Wolken

Möchte man die Eigenschaften von Wolken so verändern, dass diese ein höhere Rückstreuvermögen haben, ist nicht jede x-beliebige Wolkenart so einfach dafür geeignet. Am ehesten verstanden sind die Auswirkungen auf sogenannte Warmphasenwolken. Also Wolken, die nur aus flüssigen Wolkentröpfchen bestehen. Bei Mischphasenwolken ist der Einfluss des Wolkenimpfens eher weniger verstanden, wodurch sich eher ungewollte Nebeneffekt auf die Wolken ergeben könnten. Auch sind die Gegenden sehr eingeschränkt, wo geimpft werden könnte. Am geeignetsten sind Gegenden mit sehr wenig Aerosolen und am besten über einer sehr dunklen Erdoberfläche. Hierfür kommen offenbar nur Wolken in Gegenden in Frage, die sich über dem Meer befinden. Also tief hängende maritime Stratocumuluswolken.

Die Idee ist nun, die Wolken so zu modifizieren, dass sie mehr Sonnenlicht zurückstreuen. Hierfür müssen den Wolken eine Vielzahl kleinerer Aerosolpartikel zur Verfügung stehen, damit diese auch kleinere Wolkentropfen ausbilden können. Die Idee: Impfen mittels Seesalz durch autonome Schiffe. Die Schiffe sollen Meerwasser fein zerstäuben, die Tröpfchen verdunsten teils und das Seesalz steht später als Wolkenkondensationskeime zur Verfügung. Der Vorteil liegt auf der Hand: das Seesalz ist quasi unendlich im Meerwasser verfügbar. Das Ändern der Wolkeneigenschaften ist möglich, was schon einige Studien gezeigt haben, aber der Teufel steckt auch hier im Detail.

Es bräuchte eine große Flotte dieser Schiffe. Schätzungen gehen von bis zu 1500 solcher Schiffe aus. Diese müssen autonom und umweltschonend durch die Meere kreuzen. Das Impfen ist nur dann effektiv, wenn keine anderen (anthropogenen) Aerosole intervenieren oder bereits vorhanden sind. Und auch die Größe der emittierten Seesalzpartikel ist entscheidend. Sind diese zu groß, verpufft der Effekt. Auch wenn Modellstudien zeigen, dass auch hier eine Reduzierung der regionalen aber auch globalen Temperatur möglich ist, so könnte es sich als eher schwierig erweisen, dies realistisch umzusetzen.

Oder doch besser Wolken auflösen?

Diese Idee zielt auf eine andere Richtung Wolken zu modifizieren. Hier geht es primär gar nicht darum, die Albedo von Wolken zu erhöhen, sondern Wolken „auszudünnen“. Auch sind gar nicht niedrige Wolken das Ziel, sondern hohe Wolken, also Cirren. Diese hohen Eiswolken haben andere Eigenschaften auf die Energiebilanz der Erde. Durch ihre optischen Eigenschaften reflektieren sie zwar tagsüber Sonnenlicht, nachts aber reflektieren sie langwellige Strahlung zurück zur Erdoberfläche. Im Mittel haben sie eher einen erwärmenden Charakter. Daher besteht die Idee arktische Cirren durch Impfen „auszudünnen“.

Hier im konkreten Fall bedeutet dies, die Anzahl der Eiskristalle so zu verändern, dass deutlich mehr langwellige Strahlung von der Erde in das Weltall entweichen kann. Dieser Effekt wäre bei arktischen Cirren am stärksten. Die technische Umsetzung erscheint etwas einfacher, da Flugzeuge (oder Drohnen) die Partikel ausbringen könnten. Gleichzeitig deuten Simulationen darauf hin, dass diese Art des Climate Engineerings eher am wenigstens Nebeneffekte haben könnte, z.B. auf den hydrologischen Kreislauf. Allerdings finden wiederum andere Studien, dass diese Art des Climate Engineerings keineswegs auf globaler Skala so effektiv sein könnte, wie anfangs gedacht und der Gesamteinfluss auf die Strahlungsbilanz geringer ist als gedacht. Man sieht auch hier, die Unsicherheiten überwiegen und die Forschung benötigt noch viel Zeit.