Folgendes wissen wir über die Klimakosten der weißen Spuren, die Flugzeuge am Himmel hinterlassen
Kondensstreifen, kurz für Kondensstreifen, sind die weißen Streifen, die oft am Himmel hinter Flugzeugen zu sehen sind. Der internationale Wolkenatlas, der Wolken klassifiziert, hat eine eigene Kategorie: Cirrus homogenitus, ein Beispiel für künstliche Wolken.
Kondensstreifen tragen zum Klimawandel bei und verstärken die Erwärmung durch den Kohlendioxidausstoß der Luftfahrt. Obwohl das genaue Ausmaß der durch diese zart aussehenden Wolken verursachten Erwärmung ungewiss ist, deuten die aktuellen Erkenntnisse darauf hin, dass eine Reduzierung der Anzahl von Kondensstreifen das Potenzial hat, die Auswirkungen von Flügen auf das Klima zu verringern.
Kondensstreifen bestehen aus Eiskristallen. Diese reflektieren das Sonnenlicht, wodurch die Erdoberfläche weniger Energie erhält, aber gleichzeitig einen Teil der von der Erde ausgehenden Infrarotstrahlung einfängt. Abhängig vom Gleichgewicht zwischen diesen beiden gegensätzlichen Effekten, einem Nettoenergieverlust oder einem Energiegewinn, können sich einzelne Kondensstreifen im Laufe ihrer Lebensdauer entweder erwärmen oder abkühlen, aber die Erwärmung überwiegt, wenn man sie über die globale, jährliche Kondensstreifenpopulation gemittelt betrachtet.
Wie werden sie hergestellt?
Kondensstreifen bilden sich hinter Flugzeugen in einer Höhe von etwa 10–11 km. Sie entstehen nur in ausreichend kalten und feuchten Regionen der Atmosphäre, wo Wasserdampf an den von Flugzeugtriebwerken ausgestoßenen Rußpartikeln kondensiert und Flüssigkeitströpfchen bildet, die zu Eiskristallen gefrieren. Die Regionen mit den meisten Kondensstreifen liegen über Europa, dem Nordatlantik und dem östlichen Nordamerika. In Asien sind sie seltener.
Zur Bildung von Kondensstreifen werden Rußpartikel benötigt, doch auch Motoren, die nur sehr wenige Rußpartikel ausstoßen, erzeugen Kondensstreifen. Andere Partikel, die sich häufig in der Triebwerksfahne bilden, übernehmen die Kontrolle und führen zur Bildung von Kondensstreifen. Einige Kombinationen von Kraftstoff- und Motortechnologie könnten jedoch dennoch eine Möglichkeit bieten, weniger Kondensstreifen zu bilden, oder zumindest Kondensstreifen mit geringeren Auswirkungen auf das Klima.
Die Eigenschaften eines Kondensstreifens hängen zunächst von der Größe, Form und Triebwerksposition des Flugzeugs ab, das ihn erzeugt hat, letztlich sind aber die atmosphärischen Bedingungen wichtiger.
In einer trockenen Atmosphäre halten Kondensstreifen nur wenige Minuten an und bedecken eine winzige Fläche: Ihre Auswirkungen auf das Klima sind vernachlässigbar. Wenn die Atmosphäre jedoch kalt und feucht genug bleibt, bilden sich viele Kondensstreifen, wachsen und verschmelzen zu Feldern aus Eiswolken, den sogenannten Kondensstreifenzirren.
Kondensstreifenzirren wirken sich auf das Klima aus, da sie mehrere Stunden andauern und große Gebiete bedecken können, manchmal sogar ganze Länder, wie beispielsweise im Vereinigten Königreich und in Frankreich beobachtet wurde.
Einige Kondensstreifen-Zirruswolken können die gleichen Auswirkungen auf das Klima haben wie Dutzende oder sogar Hunderte Tonnen Kohlendioxid.
Zwei Effekte machen Kondensstreifen besonders wirksam. Obwohl Kondensstreifen zunächst aus den wenigen hundert Kilogramm Wasserdampf und den Dutzenden Gramm Ruß entstehen, die jede Flugminute freigesetzt werden, gewinnen sie dann durch die Luftfeuchtigkeit an Masse. Außerdem absorbieren Eiskristalle Infrarotstrahlung praktisch bei allen Wellenlängen, während Kohlendioxid nur in schmalen Wellenlängenbereichen absorbiert.
Kondensstreifenzirren beeinträchtigen jedoch für einige Stunden stark den Energiefluss in die Erde hinein und aus ihr heraus. Dies steht im Gegensatz zu den vergleichsweise schwächeren Veränderungen durch Kohlendioxid, die über Jahrhunderte anhalten. Die durch einen Flug verursachte Erwärmung wird also zunächst durch Kondensstreifen dominiert, einige Jahre nach dem Flug wird jedoch Kohlendioxid dominieren.
Die Umleitung von Flugzeugen, um Flüge in Regionen zu vermeiden, in denen sich Kondensstreifen bilden, könnte die durch einen wachsenden Luftverkehrssektor verursachte Klimaerwärmung verlangsamen. Aber es gibt noch viele Dinge, die Wissenschaftler verstehen müssen, um mit dieser Art der Planung vorherzusagen, bei welchen Flügen ihre Klimaauswirkungen am stärksten reduziert würden.
Die Wettervorhersagen zur Luftfeuchtigkeit in Flughöhe müssen verbessert werden. Eine Möglichkeit dazu besteht darin, die Luftfeuchtigkeit genauer und häufiger zu messen. Dies ist das Ziel des Mist-Forschungsprojekts, bei dem ich mit Honeywell Aerospace UK und Boeing UK zusammenarbeite, um einen Feuchtigkeitssensor zur Erkennung der Kondensstreifenbildung zu entwickeln, zu sehen, wie der Sensor in Verkehrsflugzeuge integriert werden kann, und zu bewerten, wie sich bessere Feuchtigkeitsmessungen auf die vorhergesagten Klimaauswirkungen von Kondensstreifen auswirken.
Viele Forschungsprojekte versuchen, die Klimaauswirkungen von Kondensstreifen besser zu quantifizieren und Wege zu finden, um weniger wärmende Kondensstreifen zu bilden. Der Wechsel der Kraftstoff- oder Motortechnologie erfolgt langsam. Eine Optimierung der Flugbahnen anhand von Wettervorhersagen, um die kalten, feuchten Regionen der Atmosphäre zu meiden, in denen sich Kondensstreifen bilden, könnte jedoch schneller möglich sein.
Nicolas Bellouin, Professor für Klimaprozesse, Universität Reading
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