Weniger Wolken: Schuld ist der Mensch – Wissen | ABC-Z

Seit einigen Jahren beobachten Klimaforscher einen beunruhigenden Trend: Rund um die Welt nimmt die Bedeckung mit tief hängenden Wolken ab. Von den diffusen Stratus- über die flockigen Stratocumulus- bis hin zu den bauschigen Kumuluswolken.

Satellitenmessungen zeigen, dass die Wolkenbedeckung in einer Höhe von bis zu zwei Kilometern seit gut zwei Jahrzehnten schwindet, vor allem über den Ozeanen auf der Nordhalbkugel. Und das wirkt sich auch aufs Klima aus. Denn die tief hängenden Wolken wirken wie ein riesiger Sonnenschirm: Sie puffern die Sonnenstrahlen ab und kühlen somit die Erdoberfläche.

Schrumpft die Wolkenbedeckung, gelangt mehr kurzwellige Sonnenstrahlung durch die Atmosphäre bis zur Erdoberfläche. Das heißt, mehr Energie kommt ins System und damit letztlich Wärme. Genau diesen Trend beobachten Klimaforscher seit mehr als 20 Jahren: Die Erde reflektiert die Sonneneinstrahlung immer schlechter – und zwar maßgeblich wegen der fehlenden Wolken. Die Albedo oder das Rückstrahlvermögen der Erde sinkt auch – wenngleich in viel geringerem Maße –, weil die weißen Eisflächen schwinden, sei es, weil sie abschmelzen oder durch Dreck aus der Luft dunkel eingefärbt werden.

Nun präsentieren Klimaforscher um Paulo Ceppi vom Imperial College London im Fachjournal Atmospheric Chemistry and Physics eine Erklärung für dieses Phänomen. Zunächst konnten sie den abnehmenden Wolkentrend zwischen den Jahren 2003 und 2024 bestätigen: In einem einfachen Modell wiesen sie nach, dass jener dazu beigetragen hat, dass die Erde pro Jahrzehnt zusätzlich 0,22 Watt pro Quadratmeter an Sonnenlicht absorbiert. Der Klimaphysiker Helge Gößling vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) in Bremerhaven bezeichnet die Studie als „sehr solide“ und „wichtig“. „Die Ergebnisse liefern zusätzliche Evidenz, dass eine verstärkende Rückkopplung durch einen Rückgang niedriger Wolken zum Rückgang der Erdalbedo und somit zur Erwärmung beigetragen haben dürfte.“

„Schon kleine Veränderungen wirken sich massiv auf das Strahlungsbudget aus.“

Um herauszufinden, was die Wolken dezimiert hat, nutzte das Team um Paulo Ceppi eine statistische Methode namens wolkenkontrollierender Faktorenanalyse. Damit untersuchen sie, wie sensibel die Wolken auf Variablen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Kleinstpartikel in der Luft reagieren. Außerdem nutzten sie Satellitendaten und Computermodelle. Das Ergebnis: Maßgeblich für die Abnahme der Wolken sei ein sich selbst verstärkender Rückkopplungsprozess.

Wenn sich die Ozeane durch den Klimawandel und andere Prozesse erwärmen, führt das paradoxerweise dazu, dass die tief hängenden Wolken abnehmen. „Zwar nimmt der Wasserdampfgehalt insgesamt zu“, sagt Ceppi. Das Ausschlaggebende für Wolken sei aber nicht die absolute, sondern die relative Feuchtigkeit, also wie stark gesättigt die Luft tatsächlich ist. Und diese nimmt in den niedrigeren Atmosphärenschichten ein wenig ab. Etwa vor Namibia und den Kanarischen Inseln oder vor der Küste Perus, Chiles und Kaliforniens. Also dort, wo sich für gewöhnlich riesige zusammenhängende Wolkendecken über den Ozeanen spannen. Weil die Luft trockener wird, lichten sie sich ein wenig, selbst der berühmte Sommernebel über San Francisco. „Schon kleine Veränderungen wirken sich massiv auf das Strahlungsbudget aus“, sagt Ceppi.

40 Prozent der Wolkenabnahme ließen sich auf jene Rückkopplung zurückführen. Immerhin noch mehr als ein Fünftel des Wolkentrends verursache ein Prozess, der Ceppi zufolge oft vernachlässigt wird: die sogenannte rapide Anpassung. Nehmen etwa CO₂-Moleküle in der Atmosphäre zu, dann erwärmt das nicht nur auf lange Sicht die Ozeane, sondern erwärmt und trocknet außerdem schon innerhalb von Tagen und Wochen die Troposphäre in ihrer äußeren Zone. „Es haben sich inzwischen so viele Treibhausgase in der Erdatmosphäre angesammelt, dass das selbst genügend Hitze freisetzt, um die Wolkenbedeckung zu verringern“, sagt Ceppi.

Einen geringeren Anteil machte hingegen der Rückgang der Sulfat-Aerosole aus. Wenn die Luft sauberer wird, gibt es weniger Kondensationskeime, um die herum sich Tröpfchen und insgesamt Wolken bilden können. Doch dieser Effekt trug der Studie zufolge nur rund 14 Prozent zur Wolkenschrumpfung bei. Fast vernachlässigbar waren im Untersuchungszeitraum natürliche Schwankungen im Klimasystem. „Die Studie zeigt überzeugend, dass die Abnahme der tief hängenden Wolken menschengemacht ist“, sagt der Klimaforscher Reto Knutti von der ETH Zürich. „Und das erklärt einen substanziellen Teil des wachsenden Energieungleichgewichts“ – also dass mehr Energie von der Sonne auf die Erde gelangt, als der Planet wieder ins Weltall abstrahlt.

Ein weiterer Befund, der Ceppi erstaunte: Die Klimamodelle scheinen den abnehmenden Wolkentrend einigermaßen gut abbilden zu können. Erstaunlich ist das deshalb, weil Klimamodelle den Gesamttrend im Energieungleichgewicht deutlich unterschätzen, was darauf hindeutet, dass die Erderwärmung schneller abläuft als angenommen.

Wenn die Modelle aber die tief hängenden Wolken gut abbilden können, dann muss das Problem woanders liegen. „Zwischen dem Trend, den wir derzeit beobachten und den Trends in den Modellen klafft immer noch eine Lücke“, sagt Reto Knutti. „Im Energiehaushalt der Erde passiert etwas, das wir immer noch nicht ganz verstanden haben.“

Ceppi will deshalb nun anderen Faktoren nachgehen, insbesondere den höher liegenden Wolken und dem größten Wärmereservoir auf dem Planeten, den Ozeanen.