Zürich – Überraschende Resultate lieferten neueste Studien von Schweizer Forschern zum Thema Klimawandel: Sie fanden heraus, dass die Gletscher in den 1940er-Jahren rasanter geschmolzen sind, als sie es heute tun. Wie die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH) am Montag berichtete, sehen die Wissenschafter die Ursache dafür in der geringeren Aerosolverschmutzung der Atmosphäre.
In der Schweiz wird laut ETH der Schneezuwachs im Winter und die Gletscherschmelze im Sommer an mehreren Messstellen auf rund 3.000 Metern seit fast 100 Jahren ohne Unterbrechung gemessen. Mit dieser weltweit einzigartigen Messreihe untersuchte Matthias Huss während seiner Doktorarbeit, wie sich die Klimaveränderung im vergangenen Jahrhundert auf die Gletscher auswirkte. Dabei berücksichtigte das Forscherteam die seit 1934 in Davos gemessene Sonneneinstrahlung auf die Erdoberfläche.
Sonneneinstrahlung als massgebender Effekt
Studien in den vergangenen zwei Jahrzehnten haben nämlich gezeigt, dass, verursacht durch Aerosole und Wolken, die Sonneneinstrahlung stark variiert und dies vermutlich einen Einfluss auf Klimaschwankungen hat, hieß es in einer Aussendung des ETH. In den vergangenen Jahren wurden für diese Phänomene die Begriffe „global dimming“ und „global brightening“ für reduzierte beziehungsweise erhöhte Sonneneinstrahlung geprägt.
Weniger Niederschlag und längere Schmelzperioden
Die neue Studie, die in der Fachzeitschrift „Geophysical Research Letters“ publiziert wurde, bestätigt diese Forderung. Denn unter Berücksichtigung der erhobenen Daten für die Stärke der Sonneneinstrahlung kamen die Forscher zu einem überraschenden Ergebnis: In den 1940er Jahren, insbesondere im Sommer 1947, verloren die Gletscher seit Beginn der Messreihe im Jahr 1914 am meisten Eis. Und das, obwohl die Temperaturen tiefer waren als in den vergangenen zwei Jahrzehnten. „Überraschend ist, dass sich dieses Paradoxon relativ einfach über die Strahlung erklären lässt“, sagte Huss.
Schuld an der starken Gletscherschmelze sei der hohe kurzwellige Strahlungseintrag in den Sommermonaten. Dieser lag in den 1940er Jahren um acht Prozent über dem Langzeitdurchschnitt und um 18 Watt pro Quadratmeter über demjenigen der vergangenen zehn Jahre. Dies führte dazu, dass, über das gesamte Jahrzehnt der 1940er gemittelt, vier Prozent mehr Eis schmolz als in den vergangenen zehn Jahren.
Aerosol:
Ein Aerosol ist ein Gemisch aus festen oder/und flüssigen Schwebeteilchen und einem Gas. Das Verhalten eines Aerosols hängt immer von den Teilchen und dem Trägergas ab. Die Schwebeteilchen heißen Aerosolpartikel oder Aerosolteilchen. Ein Aerosol ist ein dynamisches System und unterliegt ständigen Änderungen durch Kondensation von Dämpfen an bereits vorhandenen Partikeln, Verdampfen flüssiger Bestandteile der Partikel, Koagulation kleiner Teilchen zu großen oder Abscheidung von Teilchen an umgebenden Gegenständen.
Unsere Atmosphäre enthält stets Aerosole unterschiedlichen Typs und unterschiedlicher Konzentration. Dazu zählen:
- natürliche organische Anteile: Pollen, Sporen, Bakterien
- natürliche anorganische Anteile: Staub, Rauch, Seesalz, Wassertröpfchen
- vom Menschen eingebrachte Verbrennungsprodukte wie Rauch, Asche oder Stäube
- vom Menschen hergestellte Nanopartikel.
Wirkung auf die Wolkenbildung
Ihre wichtigste Rolle kommt den Aerosolpartikel bei der Bildung von Wolkentröpfchen zu. Die Fähigkeit als Kondensationskern zu wirken hat jeder Partikel, allerdings wird die Intensität dieser Fähigkeit durch die Zusammensetzung und die Größe des Partikels bestimmt. Je größer ein Partikel ist, desto mehr wasserlösliche Einzelkomponenten sind in ihm enthalten. Es ist somit mehr hydrophile Masse vorhanden, die Wasserdampf am Partikel kondensieren lässt. Bei Aerosolpartikeln, in denen keine hydrophilen Komponenten enthalten sind, wie zum Beispiel bei Ruß, kommt es auf die Oberfläche des Partikels an, wie gut Wasserdampf an ihm kondensieren kann. Je größer die Oberfläche des Aerosolpartikels, desto mehr Wasser kann an ihm kondensieren. Größere Partikel bilden früher Wolkentröpfchen als kleinere. Es kommt aber auch auf die Zusammensetzung der Partikel an. Wolkenkondensationskeime aus hydrophilen Mineralsalzen, wie zum Beispiel Ammoniumsulfat oder Ammoniumnitrat können schon ab 70 % Luftfeuchtigkeit Tröpfchen bilden, während hydrophobe Rußpartikel erst bei einer Luftfeuchtigkeitsübersättigung, also bei über 100 % Luftfeuchtigkeit Tröpfchen bilden. In der Regel bilden ab 103 % Luftfeuchtigkeit alle Aerosolpartikel Tröpfchen. Gäbe es keine Aerosolpartikel, so bräuchte man bis zu 300 % Luftfeuchtigkeit, um eine Tröpfchenbildung herbeizuführen.
Auszug aus Wikipedia
Die Sonneneinstrahlung und der Klimawandel
Bereits seit dem Jahr 1923 registrieren spezielle Messgeräte die auf den Erdboden einfallende Sonnenstrahlung. Aber erst mit dem Internationalen Geophysikalischen Jahr 1957/58 wurde allmählich ein weltweites Messnetz installiert. Die Daten zeigen den Wissenschaftlern auf, dass die von der Sonne gelieferte Energie auf der Erdoberfläche über die Jahrzehnte stark schwankt und das Klima entsprechend beeinflusst.
Wild und Kollegen fanden aber bei der Analyse neu erhobener Daten heraus, dass die Sonneneinstrahlung ab 1985 allmählich wieder zunahm. In einer Publikation in «Science» prägten sie im Jahr 2005 dafür den Begriff «global brightening», nachdem bereits 2001 der Begriff «global dimming» für die zuvor festgestellte abnehmende Sonneneinstrahlung lanciert wurde.
Eine weitere Herausforderung ist für die Forschenden, die Effekte des «global dimming/brightening» besser in die Klimamodelle zu integrieren, um deren Auswirkung auf den Klimawandel besser zu verstehen. Denn einerseits weisen Studien darauf hin, dass «global dimming» die tatsächliche Erwärmung und somit den Klimawandel bis in die 1980er Jahre hinein maskiert hat.
Auf der anderen Seite zeigen die publizierten Studien auch, dass die Modelle, die im vierten Assessment Report des Intergovernmental Pannel on Climate Change (IPCC) verwendet wurden «global dimming/brightening» nur unzureichend abbilden: Weder das «dimming» noch das darauffolgende «brightening» wird von den Modellen vollständig simuliert. Dies liegt laut den Wissenschaftlern vermutlich daran, dass die Prozesse, die das «global dimming/brightening» verursachen, nicht ausreichend berücksichtigt wurden, und die historischen, vom Menschen verursachten Emissionsraten, die in die Modelle einfliessen, mit grossen Ungenauigkeiten behaftet sind.
Auszug aus ETH Life „Die Sonneneinstrahlung und der Klimawandel“
Veröffentlicht von PeterPan 
