Messungen zeigen:

Vulkanasche kühlt die Erde länger als bislang gedacht

(Bild: Icelandic Coast Guard)

Bei Vulkanausbrüchen in die Atmosphäre geschleuderte feinste Aschepartikel (Aerosole) bleiben dort länger als bis dato angenommen. Das zeigt eine Studie deutscher Forscher. Demnach können sie sich in den Tropen bis zu fünf Jahre in der Stratosphäre halten, wo sie die Sonneneinstrahlung abschwächen und quasi als kühlender Schleier vorübergehend das Klima beeinflussen.

Das verdeutlichen Untersuchungen von Wissenschaftlern am Institut für Meteorologie und Klimaforschung (IMK) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) in Garmisch-Partenkirchen, die seit fast 40 Jahren mit Laser-Radar-Messungen die Auswirkungen von Vulkanausbrüchen auf die Atmosphäre, insbesondere auf die Stratosphäre bis in etwa 40 Kilometer Höhe, untersuchen.

Wie die Messungen zeigen, kann die Temperatur nach großen Vulkanausbrüchen um 0,5 bis mehrere Grad Celsius zurückgehen (zum Vergleich: Der mittlere globale Temperaturanstieg betrug in den vergangenen 100 Jahren etwa 0,8 Grad). "Die spektakulärsten Ereignisse während der langen Beobachtungszeit waren die Explosionen der tropischen Vulkane El Chichon 1982 in Mexiko und Pinatubo 1991 auf den Philippinen", sagt Thomas Trickl vom IMK. Mit 20 Millionen Tonnen ausgestoßenen Materials gehören sie zu den drei größten Ausbrüchen des 20. Jahrhunderts. "Danach kam es jeweils fast fünf Jahre lang zu einer deutlichen Trübung der Stratosphäre – das konnte man auch an der auffälligen Violettfärbung des Morgen- und Abendhimmels sehen."

Auswirkung aufs Klima mit Verzögerung
Die lange Verweilzeit der Aerosole zeige deutlich, wie langsam die Abläufe in der Stratosphäre sind und welche Folgen das für den Klimaschutz hat: "Die Erholung der Ozonschicht nach dem Verbot chlorhaltiger Kohlenwasserstoffe (FCKW) wird Jahrzehnte dauern. Auch Klimaschutz-Maßnahmen müssen Verzögerungszeiten von Jahrzehnten einrechnen – gerade deshalb ist ihr permanentes Verzögern nicht zu verantworten", sagt Trickl.

Grund für die langen Verweildauern der Vulkanpartikel ist die Bildung eines Partikel-Reservoirs in der tropischen Stratosphäre, das immer wieder Nachschub auch in mittlere Breiten liefert: Während die Luft in den Tropen aufsteigt, bewegt sie sich in höheren Breiten abwärts. Dort verlassen viele Partikel die Stratosphäre. Nach Vulkanausbrüchen in mittleren Breiten sei die Verweildauer der Aerosole aber deutlich kürzer, so Trickl. "Nach dem Ausbruch des Mount St. Helens 1981 in den USA etwa verschwanden sie innerhalb nur eines Jahres aus der Stratosphäre."

Eyjafjalljökull-Asche durch Regen ausgewaschen
Beim Ausbruch des Eyjafjalljökull (Bild) auf Island 2010 erreichte die Hauptmasse der Aschewolke Mitteleuropa im Bereich unterhalb von fünf Kilometern, doch auch der Rest der Aerosole stieg nicht höher als zehn bis 15 Kilometer - in die Tropospäre, die unterste Schicht der Erdatmosphäre. In diesen Bereichen, so die Forscher, bewegen sich die Luftmassen meist nahezu horizontal, die Partikel steigen nicht in größere Höhen auf, sondern strömen gelegentlich nach unten und werden dort durch Niederschlag ausgewaschen. "Dies könnte letztlich auch erklären, warum der über die vergangenen Jahrzehnte stark angestiegene Luftverkehr im Bereich zwischen zehn und zwölf Kilometern Höhe keine nachweisbare Belastung der Stratosphäre mit Aerosolen verursacht hat", sagt Trickl.