Der Ausbruch des Vulkans Hunga Tonga hat die südliche Hemisphäre eher abgekühlt als erwärmt

Als der Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, ein Unterwasservulkan in der Nähe von Tonga im Südpazifik, im Jahr 2022 ausbrach, erwarteten Wissenschaftler, dass er genügend Wasserdampf in die Stratosphäre ausstoßen würde, um die globalen Temperaturen über die im Pariser Abkommen festgelegte Schwelle von 1,5 °C zu erhöhen. Eine neue Studie unter Leitung der UCLA zeigt, dass der Ausbruch den Planeten nicht nur nicht erwärmt hat, sondern die Temperaturen in der südlichen Hemisphäre sogar um 0,1 °C gesenkt hat.

Auffallend kühl

Bei der Eruption bildeten sich kleinere Sulfataerosole, die einen wirksamen Kühleffekt hatten, der überraschenderweise die wärmende Wirkung des Wasserdampfs aufhob . Gleichzeitig interagierte der Wasserdampf mit Schwefeldioxid und anderen atmosphärischen Komponenten, einschließlich Ozon, auf eine Weise, die die Erwärmung nicht verstärkte. Dies ist zwar eine gute Nachricht, aber die Studie deutet auch darauf hin, dass Bemühungen, den Klimawandel umzukehren, indem man die Atmosphäre mit Stoffen auflädt, die mit der Sonnenstrahlung reagieren und die Wärme ins All zurückschicken - ein Vorhaben, das als Geoengineering bekannt ist - möglicherweise noch riskanter sind als bisher angenommen und neue Komplikationen berücksichtigen müssen.

"Wenn wir Methoden anwenden wollen, bei denen Sulfataerosole in die Stratosphäre freigesetzt werden, um das Sonnenlicht zu reflektieren, müssen wir berücksichtigen, wie andere Faktoren wie Wasserdampf und atmosphärische Durchmischung das Ergebnis beeinflussen könnten", so Ashok Gupta, Atmosphärenforscher an der UCLA und Erstautor eines Artikels, der die Ergebnisse in Nature Communications Earth and Environment beschreibt. "Die Gesamtwirkung dieser Maßnahmen hängt vom Verständnis der komplexen Wechselwirkungen zwischen den atmosphärischen Komponenten ab, die die Bildung und die Eigenschaften der stratosphärischen Sulfataerosole beeinflussen."

Die Details der Eruption

Der Vulkan Hunga Tonga brach am 15. Januar 2022 aus einem Schlot aus, der sich nur 200 Meter unter der Meeresoberfläche befand, und schleuderte eine große Menge Wasserdampf sowie eine geringe Menge Schwefeldioxid in die Stratosphäre. Das Schwefeldioxid verwandelte sich schnell in winzige Partikel, die so genannten Sulfataerosole, die das Sonnenlicht zurück ins All reflektieren. Die Wissenschaftler waren besorgt, weil Sulfataerosole und Wasserdampf gegensätzliche Auswirkungen auf das Klima haben. Sulfataerosole bewirken eine Abkühlung der Atmosphäre. Frühere Vulkanausbrüche, wie der des nahe gelegenen Pinatubo im Jahr 1991, hatten diese Art von kühlender Wirkung auf das Klima. Andererseits kühlt Wasserdampf, ein Treibhausgas, die Stratosphäre ab, erwärmt aber die Erdoberfläche. Dieser Effekt hängt jedoch auch mit der Höhe des Wasserdampfs zusammen: Je höher er in der Stratosphäre aufsteigt, desto größer ist die wärmende Wirkung auf die Erde. Angesichts der Menge an hoch gelegenem Wasserdampf aus dem Hunga-Ausbruch und der relativ geringen Menge an Schwefeldioxid schien eine verstärkte globale Erwärmung das wahrscheinlichste Ergebnis zu sein.

Methoden für die Untersuchung vulkanischer Emissionen

Die Wissenschaftler nutzten Satellitendaten, um die Verteilung von Wasserdampf, Sulfataerosolen und Ozon über Zeit und Raum zu verfolgen. Anschließend analysierten sie, wie diese Satellitenbeobachtungen die Auswirkungen des veränderten stratosphärischen Wasserdampfs, derSulfataerosole und des Ozons auf die Wechselwirkung zwischen Sonnenstrahlung und Erdwärme aufzeigten. Anhand dieser detaillierten Analyse konnten sie feststellen, wie der Vulkanausbruch die Energiebewegung in der Atmosphäre veränderte und die Oberflächentemperaturen beeinflusste.

Wie Forscher herausfanden, dass der Vulkan die Abkühlung verursacht hat

Die Analyse ergab, dass diese Komponenten sowohl in der oberen Atmosphäre als auch in der Nähe der Tropopause, die die Troposphäre (die unterste Schicht der Erdatmosphäre) von der Stratosphäre trennt, fast sofortige Nettoverluste an Strahlungsenergie bzw. eine Abkühlung bewirkten, was zu einer Abkühlung von etwa 0,1 °C auf der südlichen Hemisphäre bis Ende 2022 und 2023 führte. Die Sulfataerosole waren etwa 50 % kleiner als die nach dem Ausbruch des Pinatubo entstandenen, so dass sie das Sonnenlicht besser blockieren und die Atmosphäre trotz der hohen Wasserdampfbelastung abkühlen konnten.

Das überraschende Ergebnis kam zustande, weil die Forscher Ozon und andere atmosphärische Komponenten in ihre Analyse einbezogen, während frühere Studien sich hauptsächlich auf Sulfataerosol und Wasserdampf konzentrierten. Kurz gesagt, Sulfataerosole trugen zur vorübergehenden Abkühlung in der südlichen Hemisphäre bei, auch wenn das Gesamtausmaß relativ gering war, so Gupta.

Ein Teil dieser kühlenden Wirkung kann darauf zurückgeführt werden, dass sich die Sulfataerosole in Bezug auf die Partikelgröße an einem optimalen Punkt befinden, ein Ergebnis, das durch komplexe chemische Wechselwirkungen und stratosphärische Mischungsprozesse beeinflusst wird, die noch nicht vollständig verstanden sind. Diese Arbeit macht auch deutlich, dass Geo-Engineering-Initiativen vielfältige, möglicherweise unbeabsichtigte Folgen haben können. Ein gründliches Verständnis eines bestimmten atmosphärischen Systems ist entscheidend, um festzustellen, ob ein vorgeschlagener Geo-Engineering-Ansatz letztendlich zu einer Abkühlung oder Erwärmung führen wird.

Quellenhinweis:

Gupta, AK, Mittal, T., Fauria, KE et al. The January 2022 Hunga eruption cooled the southern hemisphere in 2022 and 2023. Commun Earth Environ 6 , 240 (2025). https://doi.org/10.1038/s43247-025-02181-9