Aus den Kondensstreifen von Flugzeugen können sich Zirruswolken bilden, die das Klima beeinflussen. Wie groß dieser Einfluss ist, lässt sich wissenschaftlich schwer ermitteln. Foto: Franziska Weigt
Mit gut zwei Prozent sind Flugzeuge am weltweiten Ausstoß von Treibhausgasen beteiligt, das ist nicht mehr, als die gesamte Schifffahrt auf der Erde ausmacht. Kann man ruhigen Gewissens den Billigflieger nach Thailand und dann noch den Inselhopper nach Koh Samui nehmen? Das sollten umweltbewusste Studis wegen des Klimawandels eher nicht tun, werden aber wie viele andere Urlauber trotzdem buchen – sagen Forscher, und prognostizieren einen stark wachsenden Markt am Himmel. Ein weiterer Knackpunkt: Die Auswirkungen von Kondensstreifen auf die Atmosphäre sind bisher noch ungeklärt und wenig erforscht.
Kondensstreifen sind mehr als nur „schöner Dreck“ am Himmel. So sind Emissionen zu 18 Prozent auf den globalen Verkehr zurückzuführen. Foto: Franziska Weigt
Stinkt fliegen zum Himmel?
Emissionen des globalen Verkehrs wirken sich seit Beginn der industriellen Revolution vor rund 250 Jahren auf die Atmosphäre aus. Dort beeinflussen sie die Konzentration der natürlichen Treibhausgase Kohlendioxid, Stickoxid und Schwefeloxid. Diese Bildung der Gase, Rußpartikel und Kondensstreifen hat einen erwärmenden Effekt auf das Klima. Zur erhöhten Kohlendioxid-Konzentration in der Luft trägt der Flugverkehr jedoch gerade mal 2,2 Prozent bei und der Schiffverkehr 2,7 Prozent, der Löwenanteil von 14 Prozent wird vom Straßenverkehr produziert. Auch für den Ausstoß von Stickoxiden ist vor allem der Straßenverkehr (70 Prozent) verantwortlich, wie das Umweltbundesamt in seiner Emissionsentwicklungstudie von 2006 feststellte. Diese führen in der Troposphäre, die von der Erdoberfläche bis zur Obergrenze der höchsten Wolken reicht, zur Produktion von Ozon.
Sind Flugzeuge also die weißen Saubermänner unter den Langstrecken-Transportern? Sicher nicht. Denn auch die sogenannte Einflusshöhe des Verkehrs muss berücksichtigt werden. Der Straßenverkehr hat zum Beispiel wenig klimarelevanten Einfluss in großen Höhen, während der Flugverkehr hauptsächlich in der Flughöhe von zwölf Kilometern direkt auf die Atmosphäre einwirkt. Der zwar geringe Stickoxid-Ausstoß ist in dieser Höhe besonders schädlich.
Flugzeuge haben außerdem noch einen weiteren, bisher unzureichend erforschten Effekt auf das Klima. Ihre Triebwerke produzieren Aerosole, welche als Kondensstreifen am Himmel sichtbar werden und die Bewölkung beeinflussen.
Wohin fahren, sorry, fliegen wir?
Zudem wächst der Flugverkehr so stark wie kein anderes Verkehrsmittel. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR stellte 2008 ein jährliches Wachstum von sechs Prozent fest. So erwartet der größte europäische Flugzeugbauer Airbus in seiner aktuellen Marktvorhersage bis 2015 auch eine Zunahme der Verkehrsleistung um 5,3 Prozent pro Jahr. Diese Entwicklung ist nicht nur in Deutschland zu beobachten: In der EU nahm der gesamte Verkehr am Himmel zwischen 1990 und 2003 um etwa 70 Prozent zu.
Ein Flugzeug für die Kondensstreifen-Forschung
Was wissen Klimaforscher über die Klimaveränderung durch den Luftverkehr? Der Einfluss des Kohlendioxids sowie die Emissionen sind schon erforscht und dokumentiert worden. Gute Kenntnisse haben die Forscher auch über Ozon, Methan und linienförmige Kondensstreifen. Die Vorgänge sind komplexer als der Kohlendioxid-Kreislauf, da Atmosphäre und Wolken zusätzliche Einflussgrößen sind. Weitgehend unbekannt ist dagegen die Bedeutung der Zirruswolken, die aus linienförmigen Kondensstreifen oder Aerosolen entstehen.
Das Forschungsflugzeug des DLR, die Falcon, fliegt eigens für die Untersuchung von Kondensstreifen. Foto: DLR
„Über das Ausmaß dieser direkt vom Flugverkehr verursachten Bewölkung und der aus ihr resultierende Einfluss auf die Strahlungsbilanz haben wir bisher nicht ausreichende Kenntnisse“, sagt der Atmosphären-Forscher Professor Robert Sausen vom DLR über Kondensstreifen. Seit 1982 ist er Direktor des Instituts für Physik der Atmosphäre beim DLR. Dort untersucht er Kondensstreifen und die durch diese verursachte Wolkenbildung, die Zirren.
Das Institut für Physik der Atmosphäre schickt sogar extra ein Forschungsflugzeug in die Luft: Die Falcon macht Messungen in der Atmosphäre und direkt in der Nähe von Linienflugzeugen. Dabei geht es darum, Kondensstreifen verschiedenen Alters und die Zirrenbildung zu untersuchen.
Treibhauseffekt unter der Dunstglocke
Kondensstreifen sind linienförmige, von Flugzeugen verursachte Zirruswolken. Da die Erdatmosphäre stark von Wolken beeinflusst wird, könnte die vermehrte Wolkenbildung zum einen die einfallende Sonnenstrahlung vermindern und somit die Erdoberfläche abkühlen. Zum anderen könnte sie zum Treibhauseffekt beitragen, weil Wolken wie eine Dunstglocke die Wärmeabstrahlung in das Weltall vermindern. Dadurch wird es auf der Erde wärmer.
Die künstlichen Kondensstreifen bilden sich nur, wenn die Triebwerke in entsprechend kalter und feuchter Atmosphäre die „richtige“ Treibstoffmischung in der richtigen Flughöhe ausstoßen. Und nur, wenn die Atmosphäre kalt und feucht genug ist, dass sich langlebige Kondensstreifen bilden, können Zirruswolken entstehen. Diese bilden sich jedoch noch bevor es feucht genug ist, damit die Zirren auf natürlichem Wege am Himmel erscheinen.
Prof. Robert Sausen und seine Kollegen vom DLR haben in den letzten sechs Jahren diese Bedingungen für die Kondensstreifenbildung entdeckt und wissen nun: „Die heutigen Verkehrsstrahlflugzeuge fliegen zu etwa 20 Prozent ihrer Flugzeit in so kalter und feuchter Luft, dass sie langlebige Kondensstreifen bilden. Über Europa bedecken linienförmige Kondensstreifen im Jahresmittel tagsüber etwa 0,7 Prozent des Himmels.“ Zur Zeit forscht der DLR an der Wirkung von Ruß und Kondensstreifen auf Zirren und deren Klimawirkung.
Obwohl die Flugpreise um zehn Prozent gestiegen sind, wächst der Passagierflugverkehr stetig rasant weiter. Der Wirkungszyklus insgesamt ist sehr komplex. Grafik: UBA
Fazit
Der globale Luftverkehr ist im Vergleich mit dem Straßen- und Schiffverkehr zwar nur gering am weltweiten Kohlendioxid-Ausstoß beteiligt, wirkt aber durch die Stickoxid-Produktion, Kondensstreifen- und Zirruswolkenbildung am Menschen gemachten Klimawandel kräftig mit. Dabei tragen die Kondensstreifen zur Erderwärmung weniger bei als das vom Luftverkehr ausgestoßene Kohlendioxid. Wenn der Luftverkehr wie prognostiziert rasant wächst, werden die Auswirkungen auf das Klima sich erheblich verstärken.
„Prima Klima trotz Flieger“
Nun möchte der ein oder andere aber trotzdem zum Paddeln nach Estland und auch Mikronesien soll ja sehr schön sein – beides zwar sehr unterschiedliche Ziele, aber unbestreitbar, weit weg! Flieger muss also sein, schließlich will das Studium auch noch irgendwann beendet werde. Deshalb hier einige Tipps, wie auch Fernziele klimafreundlich erreicht werden können: www.atmosfair.de
Text: Franziska Weigt
Fotos: Weigt, DLR, UBA
