Im März 2008 veröffentlichte Greg Carmichael von der University of Iowa im Fachmagazin Nature Geoscience eine Studie, in der er zeigen konnte, dass Ruß („black carbon“) ein sehr starkes Treibhausgas ist. Co-Autor der Studie damals war Veerabhadran Ramanathan. Im folgenden Video erläutert Carmichael die Wirkungsweise dieses bis dahin signifikant unterschätzten Treibhaus-Aerosols. Die Autoren konnten zeigen, dass Ruß trotz vergleichsweise niedriger Emissionen von etwa 8 Millionen Tonnen für einen nicht zu unterschätzenden Teil der Erwärmung der letzten 100 Jahre verantwortlich gewesen sein muss.
Ruß kann im Wesentlichen auf zwei Wegen die Temperatur der Atmosphäre beeinflussen. Zum einen absorbieren die Rußpartikel das Sonnenlicht und strahlen die Wärme dann in die Atmosphäre ab. Zum anderen verringern die dunklen Partikel die Rückstrahlfähigkeit für Sonnenlicht auf Eis und Schnee (Verringerung der Albedo). Ruß hat insofern einen fatalen Effekt auf die Schnee- und Eisgebiete. Er absorbiert die Sonnenstrahlen, die sonst reflektiert würden, und erwärmt auf diese Weise die Oberfläche und bewirkt ein erhöhtes Schmelzen.
Ein Forscherteam um Rajan Chakrabarty vom Desert Research Institute in Reno, Nevada veröffentlichte im Mai 2012 in den Geophysical Research Letters eine Studie zum Erwärmungseffekt von Ruß im Brahmaputra Tal. Die Wissenschaftler führten hier im Januar-Februar Messungen der Ruß-Konzentration durch und fanden, dass die festgestellte hohe Ruß-Konzentration hier einen signifikanten Erwärmungsbetrag verursacht haben muss (siehe auch Beitrag von Roger Pielke Sr.).
„Ruß und Ozonsmog entstehen bei der Verbrennung fossiler Energieträger wie Kohle oder Öl, aber auch bei Waldbränden. Seit den 1970er Jahren habe der Ausstoß dieser Luftschadstoffe vor allem über Südostasien stark zugenommen“ (scinexx). Nur über Teilen Europas und Nordamerikas haben die Rußemissionen infolge von Umweltschutzmaßnahmen abgenommen. Da Ruß nur eine Verweildauer in der Atmosphäre von nur einigen Tagen bis Wochen besitzt, ließe sich relativ schnell etwas gegen diesen Wärmetreiber unternehmen – viel leichter als gegen das CO2. Auch der Ozonsmog ließe sich relativ leicht bekämpfen. Dies scheint die internationale Staatengemeinschaft nun realisiert zu haben. Im Mai 2012 bildete die G8-Gruppe der führenden Industrienationen eine Koalition mit dem Ziel, den Ausstoß kurzlebiger Treibhausgase wie etwa Ruß, Methan und teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe (H-FKW’s) zu reduzieren. Zur Gruppe gehören Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Italien, Russland, Kanada und die USA (siehe Bericht auf Climate Central).
Das kalifornische Air Resources Board hielt am 24. Mai 2012 eine Sitzung ab, auf der es einen Vortrag zur Klimawirkung von Ruß und anderer kurzlebiger Treibhausgase gab, welcher online als Video verfügbar ist (auf das Video-Symbol bei Agenda Item 12-3-2 klicken).
Ruß führte zur Ausdehnung der Tropen
Im Jahr 2008 publizierte eine Gruppe um die NOAA-Forscherin Dian Seidel in Nature Geoscience eine Studie, in der die Ausdehnung des tropischen Klimagürtels während der vergangenen Jahrzehnte festgestellt und analysiert wurde.
„Um durchschnittlich 0,36° Breitengrade pro Jahrzehnt dehnt sich die tropische Klimazone nach Norden aus. Die sich daraus ergebende ‚Verbreiterung‘ der Hadley-Zirkulation verschiebt ihrerseits die trockenen Gebiete des Subtropengürtels in Richtung Nordpol. Und auch die Zugbahnen der dynamischen Tiefdruckwirbel, welche in den mittleren Breiten das Wetter bestimmen, verlagern sich polwärts.“ (Quelle: MeteoKlima)
Die gängigen Klimamodelle konnten das Phänomen überraschenderweise nicht reproduzieren, wie die Wissenschaftler in dem Artikel 2008 darlegten.
In den folgenden Jahren machte sich die Wissenschaft auf die Suche nach einer Antwort für diese offensichtliche Diskrepanz. Nun fand ein US-amerikanisch-australisches Forscherteam um Robert Allen von der University of California in Riverside möglicherweise die Antwort hierauf, die sie Mitte Mai 2012 in Nature publizierten. Die Gruppe entwickelte ein verbessertes Klimamodell, das dem Ruß und dem Ozon der unteren (troposphärischen) Atmosphäre eine größere Bedeutung beigemaß. Und voilà: Plötzlich schien es zu passen. Scinexx schreibt über die Arbeit:
„Für ihre Studie hatten die Forscher die Ergebnisse von 20 gängigen Klimamodellen mit Messdaten verglichen, die Auskunft über die Lage der Nordgrenze der Tropen in den Jahren 1979 bis 1999 gaben. Dabei zeigte sich, dass die Modellwerte um rund ein Drittel zu niedrig lagen. Als die Wissenschaftler dann aber Ruß oder Ozonsmog in die Modellrechnungen mit einbezogen, näherten sich die Werte an. Mit einem weiteren Klimamodell dehnten die Forscher dann den Vergleichszeitraum bis auf das Jahr 2009 aus und bezifferten den Anteil der beiden Luftschadstoffe an der Verschiebung der Klimazone genauer.“
Robert Allen und seine Kollegen stellen in ihrer Arbeit fest:
„Unsere Analyse zeigt deutlich, dass die Ausdehnung der tropischen Zone auf der Hemisphäre vor allem durch Ruß und troposphärisches Ozon verursacht wurde, wobei [andere] Treibhausgase [wie CO2 nur] eine geringere Rolle spielen.“
Demnach heizen Ruß und Ozonsmog die Atmosphäre zusätzlich auf und verändern die Strömungen in der Atmosphäre (Scinexx). Auch Jens Christian Heuer berichtete auf MeteoKlima über das neue Paper:
„Nur unter Einbeziehung der Rußemissionen und des Ozons funktionierten die Modelle. Genauer gesagt, sie näherten sich der Wirklichkeit an. Bei den Modellen ohne Ruß und Ozon schrumpften die Tropen (bis auf die Wintermonate) sogar anstatt zu expandieren! Aber es bleibt bis heute immer noch eine beachtliche Lücke, auch bei den ‚guten‘ Modellen! Daher muß es noch weitere Faktoren geben, welche für die Expansion der Tropen sorgen!“
Ob hier vielleicht die Sonne noch eine Rolle spielt, die in den gängigen Modellen bislang kaum berücksichtigt wurde? Auch das verbesserte Klimamodell der Allen-Gruppe basiert selbstverständlich noch auf der fragwürdig stark eingestellten Klimawirkung des CO2. GWPF und Willis Eschenbach weisen zu Recht darauf hin, dass die Modellierung – trotz verbesserter Passform – immer noch deutlich von der Realität abweicht und große Fehlerbalken aufweist. Weiterhin beschreibt Eschenbach mögliche Probleme bei der Interpretation der Ausdehnung der Tropen. Der Ausdehnungsbetrag der Tropenzone scheint im Vergleich zur großen natürlichen Schwankungsbreite relativ gering zu sein, so daß sich die Frage stellt, wie robust der Trend eigentlich ist (siehe Eschenbachs zweiter Artikel zu diesem Paper).
Trotz dieser verbliebenen Fragezeichen, hat die Arbeit gezeigt, dass die übertriebene Zuspitzung der Klimadiskussion auf das CO2 in den vergangenen Jahren der Komplexität des Klimasystems nicht gerecht wurde. Dies betont auch Roger Pielke Sr. in seinem Blog:
„Es ist erfrischend zu sehen, dass die Wissenschaft neben dem CO2 nun auch endlich andere wichtige Klimatreiber wie Ruß und Ozonsmog in den Fokus nimmt.“
Siehe auch Berichte auf UCR Today und WUWT.
