Gefahren von Geo-Engineering
Der Klimawandel hat weitreichende und schwerwiegende Folgen für Mensch und Natur und ist durch steigende mittlere Lufttemperaturen als auch durch häufigere Extremwetterereignisse wie Starkregen, Dürren, Waldbränden, oder Hitzesommern deutlich sichtbar. Während Bemühungen zur Reduzierung von Treibhausgas-Emissionen und zur Anpassung an Klimaauswirkungen die einzige nachhaltige Lösung für den Klimawandel darstellen, untersuchen Forschende weltweit auch zusätzliche Optionen, um die globale Erwärmung zu reduzieren.
Eine dieser Optionen, dem sogenannten solaren Geoengineering, ergab sich aus den Überlegungen des Nobelpreisträgers Paul Crutzen. Er postulierte, dass das Einbringen großer Mengen von Sulfaten in atmosphärischen Höhen von 10 bis 25 Kilometern (der untersten Stratosphäre) zu einer Abkühlung der Erde führen würde und so dem Klimawandel entgegenwirken könnte. Während diese und auch andere solare Geoengineering-Strategien (z.B. Einfluss auf Wolkencharakteristik) das Potenzial haben, die globalen Temperaturen zu senken, könnten sie aber auch eine Reihe unbekannter oder negativer Folgen haben.
IEK-7 Wissenschaftler:innen und amerikaische Kollegen:innen haben die Folgen von solchem solaren Geoengineering gewarnt, denn die Sulfate würden die vor UV-Strahlung schützende Ozonschicht an den Polen gravierend schädigen. Erste Ergebnisse wurden schon früh in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht (Tilmes et al., 2008). Durch die Sulfatpartikel wird stratosphärisches Chlor chemisch so verändert, dass es eine rapide Ozonzerstörung verursacht. So könnten zwischen einem Drittel und der Hälfte der Ozonschicht über der Arktis zerstört werden. Besonders riskant wäre es, wenn sich nach einem künstlichen Eintrag von Sulfaten noch ein größerer natürlicher Vulkanausbruch ereignet. Dann wäre mit einem noch stärkeren, äußerst ernsthaften Ozonabbau in der Stratosphäre zu rechnen.
Es wurde vermutet, dass chemische Ozonabbauzyklen, welche jährlich im polaren Winter auftreten, auch in den mittleren Breiten im Zusammenhang mit Sulfat Geoengineering unter Berücksichtigung des Klimawandels ein Rolle spielen und damit zu einer erhöhten UV-Belastung an der Erdoberfläche der dichtbesiedelten Nordhemisphäre führen könnten. Entwarnung gab es von Wissenschaftler:innen des IEK-7. Sie zeigten, dass dieses Risiko des Sulfat Geoengineering unter heutigen Bedingungen aber auch unter verschiedenen zukünftigen Klimawandelszenarios als gering einzustufen ist (Robrecht et al., 2019, 2021).
Ein aktuelles Forschungsthema, an dem auch Wissenschaftler:innen des IEK-7 beteiligt sind, ist die Strategie der (möglichen) Injektion von Sulfataerosol in die Stratosphäre. Die Injektionsstrategie hat einen starken Einfluss auf die Wirksamkeit von Sulfate Geoengineering als auch auf unerwünschte Nebenwirkungen, wie stratosphärischen Ozonverlust (Tilmes et al., 2021).
Andere Folgen, die sich aus solchen Chemie-Klimarückkoppelungen ergeben, wie z.B. der Einfluss auf die Dynamik des Jetstreams in der oberen Troposphäre und dessen Wechselwirkungen mit dem Bodenwetter, werden zum weiteren Fokus der IEK-7 Forschung.
Tilmes, S., Müller, R.; Salawitch, R.: The Sensitivity of Polar Ozone Depletion to Proposed Geoengineering Schemes, SCIENCE, 320, 1201 – 1204, 2008.
Robrecht, S., Vogel, B., Grooß, J.-U., Rosenlof, K., Thornberry, T., Rollins, A., Krämer, M., Christensen, L., and Müller, R.: Mechanism of ozone loss under enhanced water vapour conditions in the mid-latitude lower stratosphere in summer, Atmos. Chem. Phys., 19, 5805–5833, https://doi.org/10.5194/acp-19-5805-2019, 2019.
Robrecht, S., Vogel, B., Tilmes, S., and Müller, R.: Potential of future stratospheric ozone loss in the midlatitudes under global warming and sulfate geoengineering, Atmos. Chem. Phys., 21, 2427–2455, https://doi.org/10.5194/acp-21-2427-2021, 2021.
Tilmes, S., J. H. Richter, B. Kravitz, D. G. MacMartin, A. S. Glanville, D. Visioni, D. E. Kinnison, and R. Mülller (2021) Sensitivity of total column ozone to stratospheric sulfur injection strategies, Geophys. Res. Lett., 48, e2021GL094058, https://doi.org/10.1029/2021GL094058.