Kondensstreifen

Kondensstreifen: eine Bedrohung für unser Klima

Martina Roters
06.04.2020
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6 Minuten

Jedes Kind kennt sie: die weißen Streifen, die sich wie feinstverteilte Daunen hübsch anzuschauen über den Himmel ziehen. Forscher haben nun festgestellt, dass Kondensstreifen zur Erderwärmung beitragen. WingMag beleuchtet die Zusammenhänge:

Wasserdampf  = Treibhausgas Nr. 1?

Ja! Aber nur beim natürlichen Treibhauseffekt. Bei dem Treibhauseffekt, der seit Jahrmillionen menschliches Leben ermöglicht und auch so lange im Gleichgewicht blieb, gehen 2/3 auf das Konto von Wasserdampf und nur 1/3 auf das Konto von CO2. Wasserdampf kann sich in der Atmosphäre nicht ansammeln, denn diese nimmt nur eine bestimmte Menge an Wasserdampf auf.

Beim Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) ist das eine ganz andere Sache, denn das kann sich akkumulieren. Daher spielt CO2 beim menschengemachten Treibhauseffekt eine so große Rolle: Seit der Industrialisierung hat der CO2-Gehalt der Atmosphäre um 36 Prozent zugenommen. Argumente für Klimaskeptiker: Dass dieser Anstieg tatsächlich anthropogen, also menschengemacht ist, lässt sich an mehreren Faktoren ablesen: Am Unterschied des Konzentrationsanstiegs zwischen Nord- und Südhalbkugel (90 Prozent / 10 Prozent) und am übereinstimmenden Anstieg mit den fossilen Emissionen, die sich isotopisch vom atmosphärischen CO2 unterscheiden.

Doch jetzt gerät der Wasserdampf aus den Kondensstreifen mehr und mehr in den Fokus. Da stellt man sich als (Halb-)Laie die Frage: Was kann an Wasserdampf schon gefährlich sein?

Der Mensch besteht zu circa 80 Prozent aus Wasser – Wasser gilt als Quell des Lebens. Viele träumen vom Wasserstoff-Auto, bei dem aus dem Auspuff nur noch klima-unschädlicher Wasserdampf kommt. Es ist leider ein wenig komplizierter. Sehen wir mal, wie wir das verständlich machen können:

Was sind eigentlich Kondensstreifen?

Dabei lassen sich all diese Phänomene rund um Kondensstreifen ganz natürlich erklären:

Wie Kondensstreifen entstehen

In allen Fällen treffen Triebwerksabgase auf relativ kalte und feuchte Luft.  Mit jedem Liter Kerosin wird ja auch circa ein Liter Wasser ausgestoßen. Diese Wassertröpfchen gefrieren zu winzigen Eiskristallen, die auf sichtbare Größe anwachsen. Dabei dienen insbesondere Rußpartikel als Kristallisationskeime.

Das braucht eine kurze Zeit (daher der Abstand zu den Triebwerken), und das passiert zumeist in Höhen über 8.000 Metern, wo die Luft entsprechend kalt ist (daher nicht bei jedem Flugzeug am Himmel). Es kann auch ganz ohne Abgase dazu kommen, z. B. bei hoher Luftfeuchtigkeit im Zentrum der Wirbelschleppen an den Flügelspitzen.

Ein dunkelgrauer Kondensstreifen am Himmel  bedeutet natürlich nicht, dass der Flieger ein Problem hat (oder gerade böse Chemikalien versprüht), sondern das Grau resultiert aus der eher seltenen Konstellation, dass sich oberhalb noch einmal eine Wolkenschicht befindet, durch die ein Schatten auf den Kondensstreifen geworfen wird.

Kondensstreifen - Klima
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Worin liegt nun die Gefahr der Kondensstreifen fürs Klima?

Die Gefahr hat einen Namen: Cirrus homogenitus (menschengemachte Cirrus-Wolke), bzw. Homomutatus, der Begriff, der für die Kondensstreifen-Wolken seit 2017 Einzug in den internationalen Wolkenatlas gefunden hat.

Würden sich die Kondensstreifen nach ein paar Minuten auflösen, hätte alles seine (natürliche) Ordnung. Dann gäbe es nur einen 300 bis 500 Meter langen Kondensstreifen. Ob er länger Bestand hat, entscheidet die Luftfeuchtigkeit. Aber gerade in großer Höhe ist die Atmosphäre häufig übersättigt. Dann entstehen aus einem schmalen Kondensstreifen breitere Cirrus-Wolken, die über viele Stunden und sogar Tage Bestand haben können, wobei die Form von Windgeschwindigkeit und Windrichtung abhängt.

Wenn wir uns jetzt vor Augen führen, wie sehr der Luftverkehr zugenommen hat – zwischen 1950 und 2000 um einen Faktor 100 – dann verwundert es nicht mehr, dass eine Studie des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) festgestellt hat, dass aus Kondensstreifen entstandene Cirrus-Wolken zeitweilig bis zu 10 Prozent des zentraleuropäischen Himmels bedecken. Arbeiten der Universität Leeds zeigen, dass in Gebieten mit starkem Flugverkehr 80 bis 100 Prozent des Dunstes am Himmel künstlich erzeugt ist. Diese Wolkendecke bewirkt über Tag eine Abkühlung und während der Nacht eine Erwärmung, weil die Infrarotstrahlung von den Wasserdampfschichten abgefangen wird. Leider ergibt sich saldiert ein Beitrag zur Erderwärmung.

11. September, Eyjafjallajökull und Corona

Es gab drei Momente in der jüngeren Geschichte, zu denen der Flugverkehr mehrtägig zum Erliegen kam, und damit auch keine Kondensstreifen am Himmel produziert wurden.

Nach dem Ausbruch des isländischen Vulkans Eyjafjallajökull erklärten zahlreiche Augenzeugen begeistert, dass sie noch nie zuvor einen so blauen Himmel gesehen hätten.

Und während des Flugverbots nach den Attentaten des 11. September nutzten Forscher der Universität Wisconsin diese Chance und konnten durch den Wegfall der Cirren in der Tat signifikante Veränderungen bei den Tag/Nacht-Temperaturspannen nachweisen.

Dieser Tage lässt der verminderte Flugverkehr seit der Corona-Krise den Himmel in tieferem Blau erstrahlen.

Lösungen gesucht

Im Falle des Luftverkehrs wäre ein Wasserstoffantrieb ein Himmelfahrtskommando, weil er den Künstliche-Wolken-Effekt noch verstärkt. Hinzu kommen zahlreiche weitere Interaktionen, die noch nicht alle erforscht sind. So wirken sich die Kondensstreifen durch ihren Stickoxid-Anteil (NOx) auch auf den Ozongehalt aus. Und zwar nachteilig.

Die deutschen Forscherinnen Bock und Burkhardt haben 2019 die Hypothese aufgestellt, dass es gelingen könnte, die Rußpartikel-Emissionen um 50 Prozent zu senken. Das würde die Cirrus-Wolkenbildung in Ermangelung von Kristallisationskeimen vermindern.

Doch angesichts der zu erwartenden Zunahme des Luftverkehrs würde sich der Strahlungsantrieb (ein Maß für die Änderung der Energiebilanz der Erde durch Änderung der Wirkung der Strahlung aus dem Weltraum) bis zum Jahr 2050 nur um circa 15 Prozent verringern. Sogar bei einer 90prozentigen Rußpartikel-Verringerung gelänge es nicht, den Stand von 2006 wieder zu erreichen.

Der Coup: Man leite 1,7% der Flüge um und verbessere das Klima um 59%!

Eine Forschergruppe in London hat eine ehrgeizige Studie der Kondensstreifen-Auswirkungen über dem japanischen Luftraum unternommen. Unter Berücksichtigung meteorologischer Bedingungen, Kondensstreifen-Zusammensetzung, Albedo, natürliche Cirrus-Wolken-Eigenschaften, Tag/Nacht-Zyklen u.v.a.m. kamen sie am Ende ihres Modellversuchs zu dem Schluss, dass 2,2 Prozent aller Flüge 80 Prozent der klimaschädlichen Homomutatus hervorrufen. Daher ihre Schlussthese, dass man mit einem sehr selektiven Eingriff in den Luftverkehr einen maximalen Klimaeffekt erzeugen kann: indem man 1,7 Prozent der Flüge umleitet, und zwar unter Beibehaltung der Flugroute. Die Maschinen müssten nur circa 600 m höher (im Winter) oder 600 m tiefer (im Sommer) fliegen.

Selbst, wenn man nur die Nachtflüge umleiten würde, bekäme man schon eine 21prozentige Klimaverbesserung. Die Forscher sind übrigens der Meinung, dass ihr Ansatz sich auch auf andere Flugzonen der mittleren Breitengrade übertragen lässt.

Hoffen wir, dass diese Studie aufgegriffen und die Flugrouten angepasst werden!

Kondensstreifen - Flugzeug - Klimaschutz
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Titelbild © Pixabay Alsen 670308

von Martina Roters

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