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Volcanic Forcing in Climate Model Projections: Towards a New Paradigm.

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Der Kühleffekt von Vulkanen wird durch den Klimawandel beeinflusst

Eine bahnbrechende Studie hat gezeigt, dass der Klimawandel die Fähigkeit von vulkanischem Schwefel in der Atmosphäre beeinträchtigen könnte, die Erdoberfläche abzukühlen. Diese Erkenntnis könnte bedeutende Auswirkungen auf die künftige Klimamodellierung haben.

Klimawandel und Umwelt

Vulkanausbrüche können ebenso spektakulär wie tödlich sein – und sogar unser Klima beeinflussen. So schleuderte der Ausbruch des Pinatubo 1991 beispielsweise 10 bis 20 Millionen Tonnen Schwefeldioxid etwa 20 bis 30 km hoch in die Atmosphäre und kühlte das Klima dadurch ein ganzes Jahr lang um 0,5 °C ab. Ausbrüche in der Größenordnung des Pinatubo ereignen sich nur alle paar Jahrzehnte, doch kleinere Ausbrüche gibt es jedes Jahr. „Das Schwefeldioxid wird in der Stratosphäre zu Sulfat-Aerosolen – winzigen Tröpfchen aus Schwefelsäure und Wasser“, erklärt Thomas Aubry vom Fachbereich Geographie an der Universität Cambridge, Vereinigtes Königreich, und Stipendiat der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen des Projektes VOLCPRO. „Diese Tröpfchen reflektieren das Sonnenlicht zurück in den Weltraum, wodurch weniger Licht durch die Atmosphäre dringt. Dies hat unter anderem den Effekt, dass sich die Erdoberfläche abkühlt.“

Eindämmung des Klimawandels

Die Forschung konzentriert sich bislang größtenteils ausschließlich auf die Auswirkungen von Vulkanausbrüchen in Bezug auf die Eindämmung des Klimawandels, d. h. die Fähigkeit dieser Sulfat-Aerosole, die Erde abzukühlen. Dieses Projekt, das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen gefördert wurde, verfolgte einen spiegelbildlichen Ansatz. „Ich wollte herausfinden, ob der Klimawandel möglicherweise eine Wirkung auf vulkanische Aerosole hat und ob dadurch eine Rückkopplungsschleife entstehen könnte“, fügt Aubry hinzu. Um das zu erreichen, zog er Klimamodelle heran, die in der Lage sind, den Lebenszyklus von vulkanischen Gasen zu simulieren und Änderungen von Wettermustern, atmosphärischen Temperaturen und der Luftzirkulation zu berücksichtigen. Aubry vertrat die Theorie, dass diese Variablen den Lebenszyklus von vulkanischen Gasen in der Stratosphäre und damit auch ihren Einfluss auf das Klima beeinträchtigen könnten. Zur Prüfung dieser Hypothese verglich Aubry Modellsimulationen von Ausbrüchen in einem relativ kühlen Klima des 20. Jahrhunderts mit Simulationen derselben Ausbrüche in einem relativ warmen Klima im 21. Jahrhundert. Er untersuchte die Auswirkungen des Klimawandels auf große Ausbrüche, die pro Generation nur einmal vorkommen, sowie auf kleinere Ausbrüche.

Klimamodellierung der Zukunft

Aubry stieß auf komplexe Ergebnisse. „Unsere Modellierungen deuten darauf hin, dass der Kühleffekt von kleineren Ausbrüchen bei einem wärmeren Klima geringer ist“, berichtet er. „Bei großen Ausbrüchen wie dem des Pinatubo in den Philippinen 1991 stellten wir hingegen genau das Gegenteil fest. Diese Art von Ausbrüchen könnte einen effizienteren Kühleffekt entfalten.“ Je kleiner der Ausbruch, desto kleiner der Effekt. Je größer der Ausbruch, desto größer der Effekt. Welche Form letztlich dominieren wird, ist noch fraglich, da kleinere Ausbrüche zudem öfter vorkommen. „Die große Frage, um die es uns ging, war, ob wir in 50 Jahren eine stärkere oder eine schwächere Abkühlung durch Vulkanausbrüche erwarten sollten“, merkt Aubry an. „Wir haben darauf noch keine definitive Antwort. Das Projekt hat allerdings gezeigt, dass Klimaveränderungen die Wirkweise von Sulfat-Aerosolen beeinträchtigen können, die wiederum die Fähigkeit von Vulkanen zur Klimaabkühlung beeinflusst.“ Aubry betont außerdem, dass das Potenzial von Vulkanausbrüchen zur Abschwächung von Klimaveränderungen in erster Linie für die Klimamodellierung interessant ist, deren Aufgabe es ist, Klimaveränderungen genau vorherzusagen und Entscheidungsverantwortlichen eine Informationsgrundlage für notwendige Maßnahmen zu liefern. Für die Herausforderung des Klimawandels an sich stellt sie gewiss keine Lösung dar. „Vulkane werden nicht unsere Rettung sein“, sagt er. „Selbst wenn wir von der doppelten bzw. halben Menge an ausgeworfenem Schwefel ausgehen, würde das die Lage nicht dramatisch ändern. Es liegt allein an uns, Maßnahmen zu ergreifen, um die Treibhausgasemissionen schnell zu senken.“

Schlüsselbegriffe

VOLCPRO, Klima, Erde, vulkanisch, Schwefel, Vulkan, Stratosphäre, Pinatubo

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27 Juni 2022