Aerosole und Albedo

– Gastbeitrag von Jonas Knorr –

Aerosole sind per Definition ein Gemisch aus festen oder flüssigen Schwebeteilchen in einem Gas^[1]. Hier soll es um feste Aerosole, auch Partikel genannt, in der Luft gehen.
Albedo ist das Maß für das Rückstrahlvermögen von Oberflächen^[2].

Das erstmal zu den Definitionen. Doch was genau sind Aerosole, wie wirken sie sich auf Wetter und Klima aus und wo ist der Zusammenhang zum Albedo?

Aerosole an sich sind sehr wichtig in Bezug auf Niederschlag. Nur durch Aerosole bilden sich Wassertropfen, indem sich diese um den Partikel ansammeln^{[3] [4]}. Ohne Aerosole also keine Wolken und kein Regen. Aber, wie bei so vielen Dingen, haben Aerosole nicht nur positive Eigenschaften, denn auch hier regelt die Natur eigentlich selbst die Menge in der Atmosphäre, aber durch den Menschen werden auf den verschiedensten Wegen neue Aerosole in die Atmosphäre gebracht. Hierbei spielt vor allem Ruß eine große Rolle. Rußpartikel sind kleine, dunkle Partikel, welche aufgrund ihrer Farbe sehr viel Wärme absorbieren und anschließend wieder abgeben.

Dadurch bleibt es in Gegenden mit vielen Rußpartikeln in der Luft oft auch nachts wärmer, als in Regionen mit weniger Rußpartikeln in der Luft. Dieses Phänomen wird auch als Smog bezeichnet. Dadurch entsteht ein wärmender Effekt, welcher auch zur Erderwärmung beitragen kann. Außerdem verändern Rußpartikel die Wolkenbildung auf eine Art, die auch zur Erderwärmung beiträgt^[5]. Aber es gibt auch Aerosole, die vom Menschen emittiert werden, welche eine positive Wirkung haben, indem sie zu Wolkenbildung beitragen^[6] und somit für mehr Reflexion an deren Oberfläche sorgen, womit wir auch beim Albedo angelangt sind.

Zuerst möchte ich in diesem Zusammenhang das erste Mal in einem der Gastbeiträge eine Grafik benutzen:

Diese Karte aus dem März des Jahres 2005 der NASA zeigt das Albedo der Erde. Wie auch auf der Grafik zu erkennen, gibt es Albedo-Werte zwischen null und eins, wobei null bedeutet, dass die Oberfläche die Strahlung komplett absorbiert und bei einem Wert von eins die Strahlung komplett reflektiert.

Wasser hat einen sehr niedrigen Albedo-Wert, nimmt also viel Strahlung und damit auch Wärme auf. Die Ozeane haben dadurch einen kühlenden Einfluss auf das Klima, da sie die Wärme nur sehr langsam reemittieren.Allerdings ist es noch besser, wenn die Strahlung überhaupt nicht auf das Meer, oder auf Landflächen, die die Wärme sehr schnell wieder freisetzen, trifft, sondern von Wolken mit einem hohen Albedo-Wert reflektiert wird. Dadurch heizt sich die Atmosphäre nicht so stark auf. Hier können also Aerosole eine positive Wirkung haben und die Erde durch erhöhte Wolkenbildung kühlen^[7].
Auf der anderen Seite gibt es das Problem, dass durch die Ablagerung von Rußpartikeln das Albedo von Schnee- und Eisoberflächen stark verringert wird, wodurch diese mehr Strahlung aufnehmen und schmelzen. Zurück bleibt dann entweder Wasser, welches die Wärme aufnimmt und wieder abgibt, oder Landfläche, welche auch sehr viel Strahlung absorbiert und sehr schnell wieder reemittiert, wodurch noch mehr Eis und Schnee schmelzen^[8]. Dieser Effekt ist auch ein Klima-Kipppunkt.

Welcher der Effekte durch die Aerosole überwiegt steht wissenschaftlich noch nicht fest, was aber fest steht, ist, dass eine Abnahme des Albedos auf der Erde stark erhitzende Wirkungen haben wird.

Und damit noch zu einer letzten Grafik am Ende dieses Beitrages:

 Auch hier wieder eine Grafik der NASA. Sie vergleicht die Albedo-Werte von 2000 und 2011 miteinander und in vielen Regionen ist ein erschreckend starker Rückgang des Albedos festzustellen.
Das wird langfristig den Strahlungshaushalt der Erde stören und zu einer noch größeren Erwärmung führen.

Natürlich ist auch dieses Thema in sich noch viel komplexer, aber ich denke, das Geschriebene reicht für einen kleinen Einblick in die Welt von Albedo und Aerosolen. Nächste Woche geht es wieder um einfachere Themen, nämlich um den Treibhauseffekt und den Klimawandel allgemein.

Ergänzende Quellenangabe: Kleine Gase – Große Wirkung: Der Klimawandel (David Melles & Christian Serrer) (2018) S. 26/27/52/53 ISBN: 978-3-98-19650-0-1; Der Große Brockhaus – Das Lexikon in einem Band, 6. vollständig aktualisierte und überarbeitete Auflage (2013) S. 19/33 ISBN: 978-3-577-00318-6

In der Serie „1,5 Grad“ erklärt Jonas Knorr die Klimakrise. Zur Aufklärung über die Klimakrise wird diese Rubrik Fridays For Future Marzahn-Hellersdorf frei zur Verfügung gestellt. Für den Inhalt sind allein die Gastautor*innen verantwortlich.

veröffentlicht am 29.01.2021

weitere Beiträge zur Klimakrise lesen